微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用課后習(xí)題答案-第四版-劉樂(lè)善

微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用課后習(xí)題答案__第四版____劉樂(lè)善習(xí)題一2、為什么要在CPU與外設(shè)之間設(shè)置接口？在CPU與外設(shè)之間設(shè)置接口主要有4個(gè)原因：（1）CPU與外設(shè)二者的信號(hào)不兼容，包括信號(hào)線的功能定義、邏輯定義和時(shí)序關(guān)系（2）CPU與外設(shè)的速度不匹配，CPU的速度快，外設(shè)的速度慢（3）若不通過(guò)接口，而由CPU直接對(duì)外設(shè)的操作實(shí)施控制，會(huì)使CPU處于窮于應(yīng)付與外設(shè)打交道之中，大大降低CPU的效率（4）若外設(shè)直接由CPU控制，會(huì)使外設(shè)的硬件結(jié)構(gòu)依賴于CPU，對(duì)外設(shè)本身的發(fā)展不利。3、微型計(jì)算機(jī)的接口一般應(yīng)具備那些功能？微機(jī)的接口一般有如下的幾個(gè)功能：（1）執(zhí)行CPU命令的功能：CPU將對(duì)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(guò)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(duì)CPU于外設(shè)間傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行中轉(zhuǎn)（4）設(shè)備尋址的功能：CPU某個(gè)時(shí)刻只能和一臺(tái)外設(shè)交換數(shù)據(jù)，CPU發(fā)出的地址信號(hào)經(jīng)過(guò)接口電路中的地址譯碼電路來(lái)選中I/O設(shè)備（5）信號(hào)轉(zhuǎn)換的功能：當(dāng)CPU與外設(shè)的信號(hào)功能定義、邏輯關(guān)系、電平高低及工作時(shí)序不兼容時(shí)接口電路要完成信號(hào)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)采用串行傳送方式時(shí)，接口電路就要完成串、并之間的轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。8、CPU與接口之間有哪幾種傳送數(shù)據(jù)的方式？它們各應(yīng)用在什么場(chǎng)合？CPU與接口之間的數(shù)據(jù)傳送方式主要有查詢方式、中斷方式和DMA方式：（1）查詢方式：主要用于CPU不太忙且傳送速度不高的情況下。無(wú)條件傳送方式作為查詢方式的一個(gè)特例，主要用于對(duì)簡(jiǎn)單I/O設(shè)備的控制或CPU明確知道外設(shè)所處狀態(tài)的情況下。（2）中斷方式：主要用于CPU的任務(wù)比較忙的情況下，尤其適合實(shí)時(shí)控制和緊急事件的處理（3）DMA方式（直接存儲(chǔ)器存取方式）：主要用于高速外設(shè)進(jìn)行大批量數(shù)據(jù)傳送的場(chǎng)合。9、分析和設(shè)計(jì)接口電路的基本方法是什么？分析和設(shè)計(jì)接口電路通常采用兩側(cè)分析法和硬軟件結(jié)合法相結(jié)合：（1）兩側(cè)分析法：CPU一側(cè)，主要是了解CPU的類型、它提供的數(shù)據(jù)線的寬度、地址線的寬度、控制線的邏輯定義、時(shí)序關(guān)系的特點(diǎn)；外設(shè)一側(cè)，主要是了解被連接外設(shè)的外部特性及被控外設(shè)的工作過(guò)程（2）硬軟件結(jié)合法：硬件設(shè)計(jì)主要是合理選用外圍接口芯片、有針對(duì)性地設(shè)計(jì)附加電路；軟件設(shè)計(jì)可以采用匯編語(yǔ)言（或高級(jí)語(yǔ)言）直接對(duì)低層硬件編程，也可以采用DOS系統(tǒng)功能調(diào)用和BIOS調(diào)用編程。習(xí)題二3、設(shè)計(jì)I/O設(shè)備接口卡時(shí)，為防止地址沖突，選用I/O端口地址的原則是什么？為了避免端口地址發(fā)生沖突，在選擇I/O端口地址時(shí)一般要遵循以下的原則：（1）凡是被系統(tǒng)配置所占用了的地址一律不能使用（2）原則上講，未被占用的地址，用戶可以使用，但對(duì)計(jì)算機(jī)廠家申明保留的地址，不要使用，否則會(huì)發(fā)生I/O端口地址重疊和沖突（3）一般，用戶可使用300H～31FH地址，這是IBM－PC微機(jī)留作實(shí)驗(yàn)卡的，用戶可以使用。為了避免與其他用戶開發(fā)的插件板發(fā)生地址沖突，最好采用地址開關(guān)。5、在I/O端口地址譯碼電路中常常設(shè)置AEN＝0，這有何意義？AEN＝1，表示正在進(jìn)行DMA操作，在I/O端口地址譯碼電路中，常常令A(yù)EN＝0時(shí)，譯碼輸出才有效，這樣做的目的是為了避免在DMA操作周期中，由DMA控制器對(duì)這些以非DMA方式傳送的I/O端口執(zhí)行DMA方式的傳送。6、若要求I/O端口地址為374H，則在圖2.1（b）中的輸入地址線要作哪些改動(dòng)？為了使I/O端口的地址為374H，圖2.1（b）中地址線A2、A8后的非門去掉，而在地址線A3、A7后面加上非門。即修改后地址線A0、A1、A3、A7后有非門，其余地址線后無(wú)非門。如圖所示：12、在獨(dú)立編址方式下，CPU采用什么指令來(lái)訪問(wèn)端口？獨(dú)立編址方式下，采用專用的I/O指令——輸入/輸出指令（如PC系列微機(jī)中的IN、OUT）來(lái)訪問(wèn)端口。19、若將圖2.3中DIP開關(guān)狀態(tài)設(shè)置為：S2和S1合上（ON）；S3和S0斷開（OFF），試指出74LS138輸出端的地址范圍，并與圖中在DIP開關(guān)原來(lái)的狀態(tài)下輸出端所產(chǎn)生的地址范圍進(jìn)行比較，有何變化？如果S2和S1合上（ON）；S3和S0斷開（OFF），有效時(shí)，各位地址254H～257H；而DIP開關(guān)在原來(lái)的開關(guān)狀態(tài)下，的地址范圍是314H～317H。這兩個(gè)地址范圍A9～A6Y5Y5Y55Y5的狀態(tài)不同，因?yàn)锳9～A6的狀態(tài)是由開關(guān)的狀態(tài)決定的；而二者的A5～A2是相同的，因?yàn)樗鼈儾皇荛_關(guān)狀態(tài)的影響。習(xí)題三2微機(jī)系統(tǒng)的定時(shí)有哪兩類？何謂時(shí)序配合？微機(jī)系統(tǒng)中的定時(shí)分為內(nèi)部定時(shí)和外部定時(shí)兩類。內(nèi)部定時(shí)是指計(jì)算機(jī)本身運(yùn)行的時(shí)間基準(zhǔn)或時(shí)序關(guān)系，是用戶無(wú)法更改的。外部定時(shí)是指外部設(shè)備實(shí)現(xiàn)某種功能時(shí)，本身所需要的一種時(shí)序關(guān)系，需要用戶根據(jù)外設(shè)的要求進(jìn)行安排。時(shí)序配合是指用戶在考慮外設(shè)與CPU連接時(shí)，不能脫離計(jì)算機(jī)的定時(shí)要求，即以計(jì)算機(jī)的時(shí)序關(guān)系為依據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)外部定時(shí)機(jī)構(gòu)，以滿足計(jì)算機(jī)的時(shí)序要求。3微機(jī)系統(tǒng)中的外部定時(shí)有哪兩種方法？其特點(diǎn)如何？微機(jī)系統(tǒng)中的外部定時(shí)有軟件定時(shí)和硬件定時(shí)兩種方法。軟件定時(shí)：利用CPU執(zhí)行指令需要一定時(shí)間的特點(diǎn)產(chǎn)生延時(shí)。這種方法不需增加硬件設(shè)備，只需編制延時(shí)程序即可；但是它降低了CPU的效率，浪費(fèi)了CPU的資源，而且由于同樣的延時(shí)程序在不同計(jì)算