微型计算机接口技术及应用习题答案(刘乐善)..doc

习题一 什么是接口？ 接口就是微处理器CPU与外部世界的连接部件，是CPU与外界进行信息交换的中转站。 为什么要在CPU与外设之间设置接口？ 在CPU与外设之间设置接口主要有4个原因： CPU与外设二者的信号不兼容，包括信号线的功能定义、逻辑定义和时序关系 CPU与外设的速度不匹配，CPU的速度快，外设的速度慢 若不通过接口，而由CPU直接对外设的操作实施控制，会使CPU处于穷于应付与外设打交道之中，大大降低CPU的效率 若外设直接由CPU控制，会使外设的硬件结构依赖于CPU，对外设本身的发展不利。 微型计算机的接口一般应具备那些功能？ 微机的接口一般有如下的几个功能： 执行CPU命令的功能：CPU将对外设的控制命令发到接口电路中的命令寄存器（命令口）中，在经分析去控制外设 返回外设状态的功能：通过状态寄存器（状态口）完成，包括正常工作状态和故障状态 数据缓冲的功能：接口电路中的数据寄存器（数据口）对CPU于外设间传送的数据进行中转 设备寻址的功能：CPU某个时刻只能和一台外设交换数据，CPU发出的地址信号经过接口电路中的地址译码电路来选中I/O设备 信号转换的功能：当CPU与外设的信号功能定义、逻辑关系、电平高低及工作时序不兼容时接口电路要完成信号的转换功能 数据宽度与数据格式转换的功能：由于CPU处理的数据都是并行的，当外设采用串行传送方式时，接口电路就要完成串、并之间的转换，并进行数据格式的转换。 接口技术在微机应用中起的作用？ 随着计算机技术的高速发展，计算机的应用越来越广泛。然而，在微机系统中，微处理器的强大功能必须通过外部设备才能实现，而外设与微处理器之间的信息交换和通信又是靠接口来实现的，所以，接口技术成为了一门关键技术，它直接影响微机系统的功能和微机的推广应用。 接口电路的硬件一般由哪几部分组成？ 接口电路的硬件一般由以下几部分组成： 基本逻辑电路：包括命令寄存器、状态寄存器和数据缓冲寄存器，是接口电路中的核心 端口地址译码电路：实现设备的选择功能 供选电路：根据不同任务和功能要求而添加的功能模块电路。 接口电路的软件控制程序一般包括哪几部分？ 接口电路的软件控制程序一般包括以下的程序段，各部分程序是相互渗透、融为一体的： 初始化程序段：对可编程接口芯片进行初始化编程 传送方式处理程序段：不同的传送方式（查询、中断、DMA方式）程序段不同 主控程序段：完成接口任务的程序段 程序终止与退出程序段：程序退出前对接口电路中硬件进行保护的程序段 辅助程序段：人－机对话、菜单等 接口电路的结构有哪几种形式？ 接口电路的结构主要有四种： 固定式结构：不可编程的接口电路，结构简单、功能单一、固定 半固定式结构：由PAL或GAL器件构成的接口电路，功能和工作方式可以通过改写内部的逻辑表达式来改变，但逻辑表达式一旦烧入芯片，其功能和工作方式就固定下来了 可编程结构：其功能和工作方式可由编程指定，使用灵活、适应面广，且种类繁多 智能型结构：芯片本身就是一个微处理器，外设的全部管理都由智能接口完成，如I/O处理器I0809或通用单片机 CPU与接口之间有哪几种传送数据的方式？它们各应用在什么场合？ CPU与接口之间的数据传送方式主要有查询方式、中断方式和DMA方式： 查询方式：主要用于CPU不太忙且传送速度不高的情况下。无条件传送方式作为查询方式的一个特例，主要用于对简单I/O设备的控制或CPU明确知道外设所处状态的情况下。 中断方式：主要用于CPU的任务比较忙的情况下，尤其适合实时控制和紧急事件的处理 DMA方式（直接存储器存取方式）：主要用于高速外设进行大批量数据传送的场合。 分析和设计接口电路的基本方法是什么？ 分析和设计接口电路通常采用两侧分析法和硬软件结合法相结合： 两侧分析法：CPU一侧，主要是了解CPU的类型、它提供的数据线的宽度、地址线的宽度、控制线的逻辑定义、时序关系的特点；外设一侧，主要是了解被连接外设的外部特性及被控外设的工作过程 硬软件结合法：硬件设计主要是合理选用外围接口芯片、有针对性地设计附加电路；软件设计可以采用汇编语言（或高级语言）直接对低层硬件编程，也可以采用DOS系统功能调用和BIOS调用编程。 外围接口芯片在微机接口技术中的作用如何？你所知道的外围接口芯片有那些？ 略。 你认为学习接口技术的难点在哪几个方面？应如何对付？ 略。 习题二 1什么是端口？ 端口是接口电路中能被CPU直接访问的寄存器。 2I/O端口的编址方式有几种？各有何特点？ I/O端口的编址方式有两种——统一编址方式（存储器映象方式）和独立编址方式（I/O映象方式、专用I/O指令方式） 统一编址方式：从整个寻址空间中划出一部分给I/O设备，其余的给存储器，通过地址码区分操作对象是存储器还是I/O，二者的地址码不重叠。这种方式