接口技術(shù)(改)

1、一、填空題（每空1分，共10 分） 1) 常用接口芯片有8255A、_8237_、_8259_、_8254_、_16550_。 2) I/O端口的編址方式有兩種，分別是_統(tǒng)一編址_和_獨(dú)立編址_。 3) 接口信號(hào)包括_數(shù)據(jù)信號(hào)_、_地址信號(hào)_、_控制信號(hào)_、_狀態(tài)信號(hào)_。 二、簡(jiǎn)答題 (每題5分，共10分) 1) 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？ 查詢方式、中斷方式和DMA方式。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。中斷方式：主要用于CPU的任

2、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。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。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：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CPU與外設(shè)的速度不匹配，CPU的速度快，外設(shè)的速度慢若不通過(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。三、改錯(cuò)題 課本30頁(yè)、37頁(yè)、110頁(yè) 四、設(shè)計(jì)編程題 (每題10分，共

3、80分) 1）設(shè)計(jì)一個(gè)端口地址為2FAH的譯碼電路。1) 已知，某接口芯片有一個(gè)地址引腳，設(shè)計(jì)一個(gè)地址譯碼電路，使得該芯片端口地址起始值為3ACH。 2）8255A初始化編程：A組方式0，A口輸入；B組方式1，B口輸出，C口輸出。8255A端口地址首址210H。2) 8255A初始化編程：A組方式0，A口輸入；B組方式1，B口輸出，C口輸入。8255A端口地址首址2A0H。 MOV DX,2A3H ;初始化8255工作方式 MOV AL,9DH ; OUT DX,AL 3）8251A初始化編程：異步方式，7位數(shù)字，不帶校驗(yàn)，1.5位停止位，波特率系數(shù)64，允許發(fā)送和接受。8251A端口地址首址

4、230H。3) 16550A初始化編程：異步方式，7位數(shù)字，奇校驗(yàn)，1.5位停止位，波特率系數(shù)16，允許發(fā)送和接受。8251A端口地址首址240H。3) 16550A初始化編程：偶校驗(yàn)，1位停止位，字符寬度為8，波特率9600，允許發(fā)送和接收。已知系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為1.8432MHz，16550A端口地址首址240H。 MOV DX,243H ;設(shè)置16550線路控制寄存器 MOV AL,80H ;準(zhǔn)備設(shè)置波特率除數(shù)寄存器 OUT DX,AL MOV DX,240H ;設(shè)置除數(shù)寄存器低字節(jié)0CH MOV AL,0CH ;000C對(duì)應(yīng)9600 bit/s OUT DX,AL MOV DX,241H

5、;設(shè)置除數(shù)寄存器高字節(jié)00H MOV AL,00H OUT DX,AL MOV DX,MY16550_3 ;設(shè)置線路控制寄存器，初始化數(shù)據(jù)格式 MOV AL,1BH ;偶校驗(yàn)，1位停止位，字符寬度為8 OUT DX,AL 4) 8253A初始化編程：計(jì)數(shù)器0工作在方式3，計(jì)數(shù)初值為9。畫出時(shí)序圖。已知8253A端口地址首址為230H。4) 8254A初始化編程：計(jì)數(shù)器2工作在方式3，計(jì)數(shù)初值為9。畫出時(shí)序圖。已知8254A端口地址首址為230H。（第四題老師說(shuō)改的是計(jì)數(shù)器2，工作方式3不變，計(jì)數(shù)初值9要改一個(gè)數(shù)，首地址要改） START: MOV DX,233H ;初始化8254工作方式 MO

6、V AL,96H ;計(jì)數(shù)器2，方式3，讀/寫低8位 OUT DX,AL MOV DX,232H ;裝入計(jì)數(shù)初值 MOV AL,09H ;9分頻 OUT DX,AL 5) 編寫單片8259A初始化程序，要求：中斷請(qǐng)求信號(hào)為邊沿觸發(fā)，中斷類型碼為8087H，中斷不自動(dòng)結(jié)束、特殊全嵌套、工作在非緩沖方式。已知8259A端口地址首址為30H。5) 編寫單片8259A初始化程序，要求：中斷請(qǐng)求信號(hào)為邊沿觸發(fā)，中斷類型碼為8087H，中斷不自動(dòng)結(jié)束、特殊全嵌套、工作在非緩沖方式。已知8259A端口地址首址為130H。（第五題端口首地址要改，而且可能改為8位地址而不是16位地址）MOV DX,131H ;初

7、始化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的ICW1 MOV AL,13H ;邊沿觸發(fā)、單片8259、需要ICW4 OUT DX,AL MOV DX,132H ;初始化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的ICW2 MOV AL,80H OUT DX,AL MOV DX,134H ;初始化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的ICW4 MOV AL,01H ;非自動(dòng)結(jié)束EOI OUT DX,AL 6) 利用8237A通道0和通道1在存儲(chǔ)器的兩個(gè)區(qū)域傳送數(shù)據(jù)，采用塊傳送方式，傳送完畢后，不自動(dòng)預(yù)置，請(qǐng)編寫初始化程序。已知8237A的端口地址首址為00H。6) 利用8237A通道0和通道1在存儲(chǔ)器的兩個(gè)區(qū)域傳送數(shù)據(jù)，原始數(shù)據(jù)起始地址0000H，目的地址

8、0008H，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度8字節(jié)，采用塊傳送方式，傳送完畢后，不自動(dòng)預(yù)置，請(qǐng)編寫初始化程序。已知8237A的端口地址首址為00H。（第六題的起始地址和目的地址要改，數(shù)值可能改為8位 ）MOV DX,0DH ;寫總清命令 OUT DX,AL MOV DX,0 ;寫通道0當(dāng)前地址寄存器 MOV AL,00H OUT DX,AL MOV AL,00H OUT DX,AL MOV DX, 2 ;寫通道1當(dāng)前地址寄存器 MOV AL,08H OUT DX,AL MOV AL,00H OUT DX,AL MOV DX, 1 ;寫通道0當(dāng)前字節(jié)計(jì)數(shù)寄存器 MOV AL,07H OUT DX,AL MOV AL,0

9、0H OUT DX,AL MOV DX, 3 ;寫通道1當(dāng)前字節(jié)計(jì)數(shù)寄存器 MOV AL,07H OUT DX,AL MOV AL,00H OUT DX,AL MOV DX,0BH ;寫通道0工作方式寄存器 MOV AL,88H OUT DX,AL MOV AL,85H ;寫通道1工作方式寄存器 OUT DX,AL MOV DX, 8 ;寫命令寄存器 MOV AL,81H OUT DX,AL 6）利用8237A通道0和通道1在存儲(chǔ)器的兩個(gè)區(qū)域BUF1和BUF2間傳送數(shù)據(jù)，采用連續(xù)傳送方式，傳送完畢后，不自動(dòng)預(yù)置，請(qǐng)編寫初始化程序。已知8237A的端口地址首址為00H。MOV AL,04H ;關(guān)

10、閉8237A,操作方式控制字D2=1OUT DMA+08H,AL ;寫命令寄存器OUT DMA+0DH,AL ;總清MOV AL,88H ;設(shè)置8237A的工作方式控制字,定義通道0為DMA讀傳輸OUT DMA+0BH,ALMOV AL,85H ;設(shè)置8237A的模式字,定義通道1為DMA寫傳輸OUT DMA+0BH,ALMOV AL,01H ;設(shè)置8237A的控制字,定義為存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器傳送模式OUT DMA+08H,AL ;啟動(dòng)8237A工作7) DAC0832硬件連接如圖8-9(見(jiàn)課本)，編寫程序，利用DAC0832產(chǎn)生梯形波。已知8255A端口地址首址248H。 7) DAC0832硬

11、件連接如圖(見(jiàn)實(shí)驗(yàn)教程)，編寫程序，利用DAC0832產(chǎn)生梯形波。已知DAC0832端口地址首址248H。 LOOP1: MOV AL,00H ;D/A轉(zhuǎn)換起始值 UP: MOV DX,248H ;啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換 OUT DX,AL CALL DALLY INC AL CMP AL,7FH JNE UP MOV CX,7FH LP1: CALL DALLY LOOP LP1 DOWN: MOV DX,248H OUT DX,AL CALL DALLY DEC AL CMP AL,00H JNE DOWN MOV CX,7FH LP2: CALL DALLY LOOP LP2 MOV AH,1

12、;判斷是否有按鍵按下 INT 16H JZ LOOP1 ;無(wú)按鍵則跳回繼續(xù)循環(huán)，有則退出 8) 根據(jù)圖9-10的LED靜態(tài)驅(qū)動(dòng)電路，編程實(shí)現(xiàn)在LED上顯示L這個(gè)字母。8255A端口地址首址24CH。8) 編程實(shí)現(xiàn)在6個(gè)LED的第3個(gè)上顯示L這個(gè)字母，接線圖見(jiàn)實(shí)驗(yàn)教程120頁(yè)圖3-13-3。已知8255A端口地址首址248H。 MOV DX,24BH ;初始化8255工作方式 MOV AL,81H ;方式0，A口、B口輸出，C口低4位輸入 OUT DX,AL BEGIN: MOV AL,0FBH ; X3對(duì)應(yīng)的燈亮 MOV DX,248H OUT DX,AL ;設(shè)置X1X6，選通一個(gè)數(shù)碼管 MO

13、V AL,38H ;L的段碼 MOV DX,249H OUT DX,AL ;寫入數(shù)碼管AG CALL DALLY習(xí)題一 接口技術(shù)概述1.什么是接口？接口就是微處理器CPU與外部世界的連接部件，是CPU與外界進(jìn)行信息交換的中轉(zhuǎn)站。2.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：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)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)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)設(shè)備尋址的功能：CPU某個(gè)時(shí)刻只能和一

14、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。3.接口技術(shù)在微機(jī)應(yīng)用中起的作用？隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。然而，在微機(jī)系統(tǒng)中，微處理器的強(qiáng)大功能必須通過(guò)外部設(shè)備才能實(shí)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(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以，接口技術(shù)成為了一門關(guān)鍵技術(shù)，它直接影響微機(jī)系統(tǒng)的功能和微

15、機(jī)的推廣應(yīng)用。4.接口電路的硬件一般由哪幾部分組成？接口電路的硬件一般由以下幾部分組成：基本邏輯電路：包括命令寄存器、狀態(tài)寄存器和數(shù)據(jù)緩沖寄存器，是接口電路中的核心端口地址譯碼電路：實(shí)現(xiàn)設(shè)備的選擇功能供選電路：根據(jù)不同任務(wù)和功能要求而添加的功能模塊電路。5.接口電路的軟件控制程序一般包括哪幾部分？接口電路的軟件控制程序一般包括以下的程序段，各部分程序是相互滲透、融為一體的：初始化程序段：對(duì)可編程接口芯片進(jìn)行初始化編程傳送方式處理程序段：不同的傳送方式(查詢、中斷、DMA方式)程序段不同主控程序段：完成接口任務(wù)的程序段程序終止與退出程序段：程序退出前對(duì)接口電路中硬件進(jìn)行保護(hù)的程序段輔助程序段：人

16、機(jī)對(duì)話、菜單等6.接口電路的結(jié)構(gòu)有哪幾種形式？接口電路的結(jié)構(gòu)主要有四種：固定式結(jié)構(gòu)：不可編程的接口電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能單一、固定半固定式結(jié)構(gòu)：由PAL或GAL器件構(gòu)成的接口電路，功能和工作方式可以通過(guò)改寫內(nèi)部的邏輯表達(dá)式來(lái)改變，但邏輯表達(dá)式一旦燒入芯片，其功能和工作方式就固定下來(lái)了可編程結(jié)構(gòu)：其功能和工作方式可由編程指定，使用靈活、適應(yīng)面廣，且種類繁多智能型結(jié)構(gòu)：芯片本身就是一個(gè)微處理器，外設(shè)的全部管理都由智能接口完成，如I/O處理器I0809或通用單片機(jī)7.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：兩側(cè)分析法：CPU一側(cè)，主要是了解CPU的

17、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 I/O1.什么是端口？端口是接口電路中能被CPU直接訪問(wèn)的寄存器。2.I/O端口的編址方式有幾種？各有何特點(diǎn)？I/O端口的編址方式有兩種統(tǒng)一編址方式(存儲(chǔ)器映象方式)和獨(dú)立編址方式(I/O映象方式、專用I/O指令方式)統(tǒng)一編址方式：從整個(gè)尋址空間中劃出一部分給I/O設(shè)備，其余

18、的給存儲(chǔ)器，通過(guò)地址碼區(qū)分操作對(duì)象是存儲(chǔ)器還是I/O，二者的地址碼不重疊。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是I/O端口的編址空間大，且易于擴(kuò)展I/O指令豐富、功能齊全；缺點(diǎn)是存儲(chǔ)器的地址空間減少，達(dá)不到系統(tǒng)最大的尋址空間I/O指令比獨(dú)立編址方式的專用I/O指令長(zhǎng)，譯碼時(shí)間長(zhǎng)，執(zhí)行速度慢獨(dú)立編址方式：存儲(chǔ)單元與I/O端口分別編址，地址碼重疊，通過(guò)操作碼區(qū)分操作對(duì)象是存儲(chǔ)器還是I/O。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是I/O端口不占存儲(chǔ)器的編址空間，使存儲(chǔ)器的容量可達(dá)系統(tǒng)的最大尋址能力I/O指令短、執(zhí)行速度快；指令清晰、可讀性強(qiáng)；缺點(diǎn)是I/O端口地址范圍一旦確定，不易擴(kuò)展I/O指令種類有限，操作單一3.設(shè)計(jì)I/O設(shè)備接口卡時(shí)，為防止

19、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：凡是被系統(tǒng)配置所占用了的地址一律不能使用原則上講，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一般，用戶可使用300H31FH地址，這是IBMPC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(kāi)發(fā)的插件板發(fā)生地址沖突，最好采用地址開(kāi)關(guān)。4.I/O端口地址譯碼電路在接口電路中的作用是什么？I/O端口地址譯碼電路的作用就是把地址和控制信號(hào)進(jìn)行邏輯組合，從而產(chǎn)生對(duì)接口芯片的選擇信號(hào)。5.在I/O端口地址譯碼電路中常常設(shè)置AEN

20、0，這有何意義？AEN1，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)EN0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.通常所說(shuō)的I/O操作是指CPU直接對(duì)I/O設(shè)備進(jìn)行操作，這話對(duì)嗎？這話不對(duì)，I/O操作是指I/O端口操作，即訪問(wèn)與I/O設(shè)備相關(guān)的端口，而不是對(duì)I/O設(shè)備直接操作。7.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。8.在I/O指令中端口地址的寬度及尋址方式有哪兩種？PC系列微機(jī)中，