微型計算機接口技術(shù)及應(yīng)用習(xí)題及答案

1、1.1、 接口技術(shù)在微機應(yīng)用中起什么作用？答：在微機系統(tǒng)中，微處理器的強大功能必須通過外部設(shè)備才能實現(xiàn)，而外設(shè)與微處理器之間的信息交換和通信又是靠接口來實現(xiàn)的，所以，接口處于微機總線與設(shè)備之間，進彳TCPU與設(shè)備之間的信息交換。1.2、 微機接口技術(shù)的基本任務(wù)是什么？答：通過接口實現(xiàn)設(shè)備與總線白連接；連接起來以后，CPU通過接口對設(shè)備進行訪問，即操作或控制設(shè)備。6、 什么是I/O設(shè)備接口？答：設(shè)備接口是指I/O設(shè)備與本地總線（如ISA總線）之間的連接電路并進行信息（包括數(shù)據(jù)、地址及狀態(tài)）交換的中轉(zhuǎn)站。6、 I/O設(shè)備接口一般應(yīng)具備哪些功能？答：微機的接口一般有如下的幾個功能：（1）執(zhí)行CPU命

2、令的功能：CPU將對外設(shè)的控制命令發(fā)到接口電路中的命令寄存器（命令口）中，在經(jīng)分析去控制外設(shè)；（2）返回外設(shè)狀態(tài)的功能：通過狀態(tài)寄存器（狀態(tài)口）完成，包括正常工作狀態(tài)和故障狀態(tài)；（3）數(shù)據(jù)緩沖的功能：接口電路中的數(shù)據(jù)寄存器（數(shù)據(jù)口）對CPU于外設(shè)間傳送的數(shù)據(jù)進行中轉(zhuǎn)；（4）設(shè)備尋址的功能：CPU某個時刻只能和一臺外設(shè)交換數(shù)據(jù)，CPU發(fā)出的地址信號經(jīng)過接口電路中的地址譯碼電路來選中I/O設(shè)備；（5）信號轉(zhuǎn)換的功能：當(dāng)CPU與外設(shè)的信號功能定義、邏輯關(guān)系、電平高低及工作時序不兼容時接口電路要完成信號的轉(zhuǎn)換功能；（6）數(shù)據(jù)寬度與數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的功能：由于CPU處理的數(shù)據(jù)都是并行的，當(dāng)外設(shè)采用串行傳送方

3、式時，接口電路就要完成串、并之間的轉(zhuǎn)換，并進行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。1.8、I/O設(shè)備接口與CPU之間交換數(shù)據(jù)有哪幾種方式？答：1.查詢方式；2.中斷方式；3.直接存儲器存取（DMA）方式。5.2、 什么是總線？總線在微機系統(tǒng)中起什么作用？答：總線是計算機各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，它是由導(dǎo)線組成的傳輸線束?？偩€作用：連接微處理器、存儲器、外部設(shè)備構(gòu)成微機系統(tǒng)，從而形成一個有機的整體來運行程序。它的基本任務(wù)是微處理器對外連接和傳輸數(shù)據(jù)。具體任務(wù)：一是負責(zé)總線與總線之間的連接與轉(zhuǎn)換。二是完成設(shè)備信息的傳遞。三是支持即插即用。5.3、 微機總線由哪些信號線組成？答：微機總線由：數(shù)據(jù)總線、地址

4、總線、控制總線、電源線和地線組成。評價一種總線的性能有哪幾個方面的因素要考慮？答：評價一種總線的性能有以下個方面：1、總線頻率；2、總線寬度；3、總線傳輸率（總線寬度/8位）*總線頻率；4、同步的方式；5、多路復(fù)用；6、負載功能7、信號線數(shù)；8、總線控制方式；9、其他性能指標(biāo)（電源電壓等級、能否擴展64位寬度）ISA總線有什么特點？答：特點：1、支持16MB存儲器地址的尋址能力和64KBI/O端口地址的訪問能力；2、支持8位和16位的數(shù)據(jù)讀寫能力；3、支持15級外部硬件中斷處理和7級DMA傳輸能力；4、支持的總線周期，包才8/16位的存儲器讀/寫周期、8/16位I/O讀/寫周期、中斷周期和DM

5、A周期。現(xiàn)代微機系統(tǒng)中，采用多總線的層次化結(jié)構(gòu)，層次化總線結(jié)構(gòu)分為幾個層次？答：層次化總線結(jié)構(gòu)主要分3個層次：CPU總線（或稱HostBus）、局部總線（以PCI總線為主）、本地總線（如ISA總線）。什么是端口？在一個接口電路中一般擁有幾種端口？答：端口是接口電路中能被CPU直接訪問的寄存器。在一個接口電路中一般擁有：命令端口、狀態(tài)端口、數(shù)據(jù)端口。什么是端口共用技術(shù)？一般采用哪些方法處理端口地址共用問題？答：一般情況下，一個端口只接收一種信息（命令、狀態(tài)或數(shù)據(jù)）的訪問，但有些接口芯片允許同一端口既作命令口用，又作狀態(tài)口用，或允許向同一個命令口寫入多個命令字，這就是端口共用技術(shù)。一般采用以下方法

6、處理端口地址共用問題：1、在命令字中設(shè)置特征位，根據(jù)特征位的不同（或設(shè)置專門的訪問位），就可以識別不同的命令，加以執(zhí)行；2、在編寫初始化程序時，按先后順序向同一個端口寫入不同的命令字，命令寄存器就根據(jù)這種先后順序的約定來識別不同的命令3、采用前面兩種方法相結(jié)合的手段來解決端口的共用問題。微機系統(tǒng)中有哪兩種I/O端口地址的編址方式？各有何特點？答：I/O端口的編址方式有統(tǒng)一編址方式和獨立編址方式兩種。特點：1、統(tǒng)一編址方式優(yōu)點：1）、I/O端口的編址空間大，且易于擴展；2）、I/O指令豐富、功能齊全；對大型控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)很有意義。缺點：1）、端口占用了存儲器地址空間，使存儲器容量減??；2

7、）、I/O指令比獨立編址方式的專用I/O指令長，譯碼時間長，執(zhí)行速度慢；3）、增加了地址線，增加了地址譯碼電路的硬件開銷。2、獨立編址方式的優(yōu)點是：1）、I/O端口不占存儲器的編址空間，使存儲器的容量可達系統(tǒng)的最大尋址能力；2）、I/O指令短、執(zhí)行速度快；指令清晰、可讀性強；3）、地址線少，簡化了地址譯碼電路的硬件。缺點：1）、I/O端口地址范圍一旦確定，不易擴展；2）、I/O指令種類少，對的處理能力較差；3）、增加了控制信號引腳，增加了CPU負擔(dān)。I/O端口地址譯碼電路設(shè)計需要考慮的幾個問題是什么？答：需要考慮的幾個問題是：1、遵循I/O端口地址的選用原則；2、正確選用地址譯碼方法；3、靈活

8、設(shè)計I/O地址譯碼電路。I/O端口地址譯碼電路設(shè)計的靈活性很大，體現(xiàn)在哪些方面？答：體現(xiàn)在：1、電路的組成可以采用不同的元件；2、參加譯碼的地址信號和控制信號之間的邏輯組合可以不同；3、可以采用不同的電路類型。4.3、微機系統(tǒng)中有哪兩種不同的定時系統(tǒng)？各有何特點？答：微機系統(tǒng)中的定時分為內(nèi)部定時和外部定時兩類。內(nèi)部定時是指計算機本身運行的時間基準(zhǔn)或時序關(guān)系，用戶無法更改；計時單位小，一般是ns級。外部定時獨立于CPU工作，不受CPU控制而獨立運行，方便了使用者。計時單位大，一般是毫秒（ms）甚至是（s）級。4.5、微機系統(tǒng)中有哪兩種外部定時方法？各有何優(yōu)缺點？答：微機系統(tǒng)中的外部定時有軟件定時

9、和硬件定時兩種方法。軟件定時優(yōu)點：1、利用CPU執(zhí)行指令需要一定時間的特點產(chǎn)生延時。這種方法不需增加硬件設(shè)備，只需編制延時程序即可。2、編程簡單。缺點：降低了CPU的效率，只適于短時間延時；而且隨主機頻率不同而發(fā)生變化，定時程序通用性差。硬件定時優(yōu)點：不占用CPU時間，定時時間可長可短，使用靈活。定時準(zhǔn)確。不受CPU工作頻率影響，定時程序具有通用性。缺點：占用硬件資源。82C54A有6種工作方式，其中使用最多的是哪幾種方式？區(qū)分不同工作方式應(yīng)從哪三個方面進行分析？答：1、0方式作事件計數(shù)器；2、1方式作可編程單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；3、2方式作分頻器；4、3方式作方波發(fā)生器；5、4方式作單個負脈沖發(fā)生器

10、（軟件啟動）；6、5方式作單個負脈沖發(fā)生器（硬件啟動）。使用最多的是：0方式和2方式。區(qū)分不同工作方式主要從功能、啟動/停止方式及輸出波形幾個方面進行分析。計數(shù)通道1,工作在4方式，CLK1=1.19318MHz,GATE1=1。要求寫入計數(shù)初值10ds后產(chǎn)生一個負脈沖信號。試問應(yīng)寫入的計數(shù)初值是多少？解：由題可知：CLKi=i.19318MHz=1193180/s,°=10科s=10X10-6（s）。故Tc=。XCLK1=10x10-6x1193180=11.9318。要求產(chǎn)生25kHz的方波，則應(yīng)向方波發(fā)生器寫入的計數(shù)初值是多少？方波發(fā)生器的GATE=1,CLK=1.19318M

11、Hz。6解：由題可知：CLK=1.19318X106Hz,f=25Hz。故Tc=CKL=1193180-=47.7272f25103若要求產(chǎn)生1ms的定時，則應(yīng)向定時器寫入的計數(shù)初值是多少？定時器工作在0方式，GATE=1,CLK=1.19318MHz。解：由題可知：CLK=1.19318MHz=1193180/s,。=1ms=1X10-3（s）。故。c=。XCLK=1X10-3X1193180=119318。采用中斷方式傳送數(shù)據(jù)有何優(yōu)點？答：優(yōu)點：由中斷源引起程序的轉(zhuǎn)移切換機制，用于快速改變程序的運行路徑，對實時處理一些突發(fā)事件很有效。微機中的中斷有哪兩種類型？答：中斷分類：硬中斷（外部中斷

12、）、軟中斷（內(nèi)部中斷）。硬中斷包括可屏蔽中斷INTR和不可屏蔽中斷NMI。軟中斷包括DOS中斷功能和BIOS中斷功能。為什么要進行中斷優(yōu)先級排隊？什么是中斷嵌套？答：設(shè)置優(yōu)先級的目的是為了在有多個中斷源同時發(fā)出中斷請求時，CPU能夠按照預(yù)定的順序（如：按事件的輕重緩急處理）進行響應(yīng)并處理。中斷嵌套：是指CPU正在執(zhí)行一個中斷服務(wù)程序時，有另一個優(yōu)先級更高的中斷提出中斷請求，這時會暫時掛起當(dāng)前正在執(zhí)行的級別較低的中斷源的服務(wù)程序，去處理級別更高的中斷源，待處理完畢，再返回到被中斷了的中斷服務(wù)程序繼續(xù)執(zhí)行的過程。但同級別或低級別的中斷源不能打斷級別高的中斷服務(wù)。什么是中斷向量和中斷向量表？其作用如

13、何？如何填寫中斷向量表？答：由于中斷服務(wù)程序是預(yù)先設(shè)計好并存放在程序存儲區(qū)，因此，中斷服務(wù)程序的入口地址由服務(wù)程序的段基址CS（2個字節(jié)）和偏移地址IP（2個字節(jié)）兩部分共4個字節(jié)組成，中斷向量IV就是指中斷服務(wù)程序的這4個字節(jié)的入口地址。把系統(tǒng)中所有的中斷向量集中起來放在存儲器的某一個區(qū)域內(nèi)，這個存放中斷向量的存儲區(qū)就是中斷向量表。中斷向量表填寫分系統(tǒng)填寫和用戶填寫。系統(tǒng)設(shè)置的中斷服務(wù)程序，其中中斷向量由系統(tǒng)負責(zé)填寫。用戶開發(fā)的中斷系統(tǒng)，在編寫中斷服務(wù)程序時，其中斷向量由用戶負責(zé)填寫。5.9、中斷控制器82C59A提供了哪些工作方式供用戶使用時選擇？答：中斷觸發(fā)方式（邊沿、電平）、中斷屏蔽方

14、式（常規(guī)、特殊）、中斷優(yōu)先級排隊方式（完全嵌套、特殊嵌套、優(yōu)先級循環(huán)）、中斷結(jié)束方式（自動EOI、非自動EOI）、中斷級聯(lián)方式、總線連接方式（緩沖、非緩沖）。7.1、并行接口有哪些基本特點？答：1、以字節(jié)、字或雙字寬度，在接口電路與I/O設(shè)備之間采用多根數(shù)據(jù)線進行傳輸，因此數(shù)據(jù)傳輸速率較快。2、除數(shù)據(jù)線外還可設(shè)置握手聯(lián)絡(luò)信號線，易于實現(xiàn)異步互鎖協(xié)議，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?、所傳輸?shù)牟⑿袛?shù)據(jù)的格式、傳輸速率和工作時序，均由被連接或控制的I/O設(shè)備操作的要求所決定，并行接口本身對此沒有固定的規(guī)定，使用起來很自由。4、在并行數(shù)據(jù)傳輸過程中，一般不作差錯檢驗和傳輸速率控制。5、并行接口用于近距離傳輸

15、。6、由于實際應(yīng)用中并行傳輸?shù)腎/O設(shè)備比串行傳輸?shù)囊?，因此并行接口使用很廣泛。7.4、82C55A有哪幾種工作方式？各有何特點？答：有三種工作方式：0方式、1方式、2方式。0方式（基本輸入/輸出方式）特點：一次初始化只能把某個并行端口設(shè)置成輸入或輸出，即單向輸入/輸出，不能一次初始化給置成既輸入又輸出；不要求固定的聯(lián)絡(luò)（應(yīng)答）信號,無固定的工作時序和固定的工作狀態(tài)字；適用于無條件或查詢方式與CPU交換數(shù)據(jù)，不能采用中斷方式交換數(shù)據(jù)。使用起來不受什么限制。1方式（選通輸入/輸出方式）特點：一次初始化只能把某個并行端口設(shè)置成輸入或輸出，即單向輸入/輸出，要求固定的聯(lián)絡(luò)（應(yīng)答）信號，有固定的工作

16、時序和固定的工作狀態(tài)字；適用于條件或中斷方式與CPU交換數(shù)據(jù)，不使用無條件方式交換數(shù)據(jù)。使用時受工作時序、聯(lián)絡(luò)握手過程的限制。2方式（雙向選通車入/輸出方式）特點：一次初始化可將A端口設(shè)置成既輸入又輸出，具有雙向性；要求有兩對固定的聯(lián)絡(luò)（應(yīng)答）信號，有固定的工作時序和固定的工作狀態(tài)字；適用于條件和中斷方式與CPU交換數(shù)據(jù)。對在要求與I/O設(shè)備進行雙向數(shù)據(jù)傳輸時很有用。串行通信有哪些基本特點？答：（1）串行通信是在1根傳輸線上，按位傳輸信息，并且，在一根線上既傳輸數(shù)據(jù)，又傳輸聯(lián)絡(luò)控制信號。數(shù)據(jù)與聯(lián)絡(luò)控制信號要混在一起。（2）為了識別在一根線上串行傳輸?shù)男畔⒘髦校囊徊糠质锹?lián)絡(luò)信號，哪一部分是數(shù)據(jù)

17、信號，以及傳送何時開始，要求通信雙方約定串行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有固定的格式。這個格式有異步數(shù)據(jù)格式和同步數(shù)據(jù)格式之分。（3）在串行通信中，對信號的邏輯定義采用負邏輯和高壓電平，與TTL不兼容，因此，在通信設(shè)備與計算機之間需要進行邏輯關(guān)系及邏輯電平的轉(zhuǎn)換。（4）串行通信要求雙方數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾时仨氁恢?，以免因速率的差異而丟失，故需要進行傳輸速率的控制。（5）串行通信易受干擾，出錯難以避免，故需要差錯的檢測與控制。（6）串行通信既可用于近距離，又可用于遠距離傳輸，后者要加MODEN。什么是串行通信的全雙工和半雙工？答：半雙工：是通信雙方分時進行發(fā)送和接收操作，即雙方都可發(fā)可收，但不能再同一時刻發(fā)送和接收。全雙工：是通信雙方同時進行發(fā)送和接收操作。串行通信的基本方式有異步通信方式和同步通信方式。何謂異步通信？何謂同步通信？試說明這兩種方式的不同之處？答：異步通信方式一以字符為單位：指字符與字符之間的傳輸是異步的，字符內(nèi)部位與位之間的傳輸是同步的。位同步通信方式一以數(shù)據(jù)塊為單位：不僅要求字符內(nèi)部的位與位之間的傳輸是同步的，并且要求字符與字符之間的傳輸也是同步的。不同：異步通信方式的傳輸速率低，同步通信方式的傳輸速率高。異步傳輸?shù)膫鬏斣O(shè)備簡單，易于實現(xiàn)，同步傳輸?shù)膫鬏斣O(shè)備復(fù)雜，技術(shù)要求高。異步傳輸應(yīng)用在數(shù)據(jù)傳輸時間不確定、發(fā)送數(shù)據(jù)不連續(xù)、數(shù)據(jù)量較少和傳輸速率交底的場合；同步通信則用在要求快速、連續(xù)傳