【文章內(nèi)容簡介】 采用 3 片 2732， 8KB RAM 需采用 4 片 6116。 2732 的容量為 4K 8 位， 有12 條地址線，片外譯碼的地址線為 8 條， 6116 的容量為 2K 8 位，有 11 條地址線，片 外譯碼的地址線為 9 條。采用 74LS138 譯碼，每個輸出端對應 4KB地址范圍，對 6116， A11 還需進行二次譯碼。 (2)列出地址范圍 EPROM1~EPROM3的 CE*分別接 74LS148,SRAM的 CE*同 Y3*， A11經(jīng)或門后的輸出相連 ，SRAM2 的 CE*同 Y3*， A11 經(jīng)或門后的輸出相連， SRAM3 的 CE*同 Y4*， A11 經(jīng)或門后的輸出相連， SRAM4 的 CE*同 Y3*， A11*經(jīng)或門后的輸出相連，則可畫出如圖所示的系統(tǒng)連接圖。 9． 8086CPU 執(zhí)行 MOV [2020H]， AX 指令，從取指到執(zhí)行指令最少需要多少時間？設時鐘頻率為 5MHz，該指令的機器碼為 4 個字節(jié)，存放在 1000H:2020H 開始的代碼段中 解： (1)該條指令的機器碼為 4 個字節(jié)存放在 1000H:2020H 開始的 4 個單元中。取指 令需兩個總線周期，第一次取出 1000H： 20O0H 與 1000H： 2020H兩個單元中 16位數(shù)據(jù)；第 二次取出 1000H： 2020H 與 1000H： 2020H 兩個單元中的 16 位數(shù)據(jù)；接著為執(zhí)行指令，將 AX中 16 位數(shù)傳送到 DS： 2020H 與 DS： 2020H兩個存儲單元中。因是奇地址字，需兩個總線周 期才能完成。這樣，從取指到執(zhí)行共需 4 個總線周期。 (2)在無等待周期的情況下，從取指到執(zhí)行共需： 4 4 1/5MHz＝ s(一個總線周期 在無等待周期的情況下由 4 個時鐘周期 T 組成 )。 1．解釋題： (1)I/O接口： I／ O接口是把微處理器同外圍設備 (外設 ) 連接起來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的控制電路，又稱為 ?外設接口 ”。各種 I／ O卡都是 I/O接口，如 “打印卡 ”、 “顯卡 ”和 “聲 ”等。 (2)I／ O端口： I/O接口同外設之間傳送三種信息一數(shù)據(jù)信息、控制信息和狀態(tài)信息，這三種信息實際上是 CPU通過接口同外設之間傳送的信息，因此，在接口中必須有存放并傳送這三種信息的 寄存器。這些可以由 CPU用 IN和 OUT指令來讀寫的寄存器稱為 “I/O端口 ”。 (3)周期挪用：周期挪用是指利用 CPU 不訪問存儲器的那些周期來實現(xiàn) DMA 操作， DMAC可以使用總線而不用通 知 CPU，也不會妨礙 CPU的工作。周期挪用并不減慢 CPU的操作，但可能需要復雜的時序電路，而且數(shù)據(jù)傳送過程是不連續(xù)的和不規(guī)則的。 4)中斷向量 ：所謂中斷向量是指中斷服務程序的入口地址。入口地址由兩部分組成，即中斷服務程序第一條指令第一個字節(jié)的 “段基值 ”和 “偏移量 ” ，是兩個 16 位的邏輯地址，所以將入口地址稱為 “向量 ”。 (5)正常 EOI 方式： 這是 8259A三種中斷結(jié)束方式中的一種，屬于 EOI 命令方式： EOI 命令方式是指當中斷服 務程序結(jié)束之前向 8259A發(fā)出 EOI 命令，將正在執(zhí)行的中斷服務寄存器 ISR 中的對應位清零；正常 EOI 方式采用普通 EOI 命令將 ISR 中所有已置位的位中優(yōu)先級最高的位清零。它適用于完全嵌套方式的中斷結(jié)束。 (6)自動 EOI 方式 ： 8259A的三種中斷結(jié)束方式中的一種。這種 EOI 方式在第 2 個 INTA*響應信號的后沿 (上升沿 )時，由 8259A自動清除 ISR 中己置位的中斷優(yōu)先級最高的位，不必在中斷服務程序結(jié)束前由 CPU向 8259A發(fā)出 EOI 命令。 (7)持殊 EOI 方式 ：這也是 8259A的三種中斷結(jié)束方式中的 —種， 也屬于 EOI 命令方式。持殊 EOI 方 式是采用持殊 EOI 命令在中斷服務程序結(jié)束前向 8259A發(fā)出結(jié)束命令，用來清除正在服務 的中斷服務寄存器中的相應位 (此時正在服務的中斷優(yōu)先級不一定是已置位中的最高位 )、 特殊 EOI 命令中帶有用于指定 ISR 中相應位清零的三位編碼信息。特殊 EOI 命令可以作為任何優(yōu)先級管理方式的中斷結(jié)束命令。 (8)溢出中斷： 8086 內(nèi)部中斷中的一種；當程序中遇到 INTO 指令，而且當前的溢出標志OF=1 時， 產(chǎn)生的中斷為溢出中斷。產(chǎn)生溢出中斷時， INTO 指令和 OF=1 兩個條件必須同時滿足。 2．請說明外設接口同外設之間的三種信息 ——數(shù)據(jù)信息、控制信息和狀態(tài)信息的作用 及傳送過程。 解：數(shù)據(jù)信息是 CPU同外設進行輸入輸出的主要信息， CPU用 OUT 指令通過 ?“數(shù)據(jù) 總線 ”由接口中的 “數(shù)據(jù)端口 ”向外設輸出 “數(shù)據(jù)信息 ”，用 IN 指令通過 “數(shù)據(jù)總線 ”讀 入從外設經(jīng)接口中的 “數(shù)據(jù)端口 ”送來的 “數(shù)據(jù)信息 ”。 控制信息是 CPU用 OUT 指令通過 “數(shù)據(jù)總線 ”經(jīng)接口中的 ??控制端口 ??向外設輸出的信息，用來控制外設的啟動與停止，選擇接口的工作方式以及把數(shù)據(jù)信息打入外設數(shù)據(jù)緩 沖器的選通信號。 狀態(tài)信息是 CPU 用 IN 指令通過 “數(shù)據(jù)總線 ”讀入的從外設經(jīng)接口中的 “狀態(tài)端口 ” 輸入的信息，該信息反映外設當前所處的工作狀態(tài)，用來實現(xiàn) CPU與外設之間信息傳輸 的 “同步 ”。 數(shù)據(jù)信息、控制信息和狀態(tài)信息都是由 CPU的數(shù)據(jù)總線來傳送的。 3．簡述查詢式數(shù)據(jù)傳送的工作過程。 解：查詢式數(shù)據(jù)傳送又稱 “異步傳送方式 ”或 “條件傳送方式 ”，其工作過程如下： 在實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送前必須首先讀取外設的當前狀態(tài)，檢查外設是否已經(jīng)準備好進行數(shù)據(jù)傳 送，如果外設尚未準備就緒 (通常由狀態(tài)信息 BUSY(忙 )有效或 READY(就緒 )無效表示 )， 則 CPU繼 續(xù)查詢外設狀態(tài)；如果外設已準備就緒 (通常由狀態(tài)信息 BUSY無效或 READY有效表示，則 CPU可通過數(shù)據(jù)端口進行輸入或輸出操作，以實現(xiàn)同外設的數(shù)據(jù)傳送 式的工作過程 解：采用中斷方式傳送數(shù)據(jù)，在硬件方面，在外設與 CPU之間必須有一個具有中斷控 制邏輯的接口電路，用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的控制，也可以是一般的接口電路 (無中斷控制邏 輯 )加上一個專用的中斷控制器 (例如 8259A可編程中斷控制器 )，在軟件方面，必須編制 一段 “中斷服務程序 ”，以完成 CPU與外設之間的數(shù)據(jù)傳送。 在中斷傳送方式中，通常在一 個主程序中安排好在某一時刻啟動某一外設后， CPU繼 續(xù)執(zhí)行主程序。此時．外設同時進行數(shù)據(jù)傳送的準備工作。當外設完成數(shù)據(jù)傳送的準備時， 通過中斷控制邏輯向 CPU 發(fā)出中斷請求，在 CPU 可以響應中斷的條件下 (IF=1，在完成當前指今后 )，現(xiàn)行主程序被 “中斷 ”，通過中斷控制邏輯提供的 “中斷 類型碼 ”，從 “中斷向量表 ”中讀入 “中斷向量 ”轉(zhuǎn)去執(zhí)行 “中斷服務程序 ”，在中斷服務程 序中完成 —次 CPU與外設之間的數(shù)據(jù)傳送，傳送完成后仍返回被中斷的主程序，從斷點處 繼續(xù)執(zhí)行，并等待外設的下一次中斷請求。 5．簡述 DMA 控制器 的特點及功能 解： DMA控制器是內(nèi)存儲器同外設之間進行高速數(shù)據(jù)傳送時的硬件控制電路，是一種 實現(xiàn)直接數(shù)據(jù)傳送的專用處理器，它必須能取代在程序控制傳送中由 CPU和軟件所完成的 各項功能；它的主要功能是： (1)MAC同外設之間有一對聯(lián)絡信號線 ——外設的 DMA請求信號 DREQ以及 DMAC向外設發(fā)出的 DMA響應信號 DACK； (2)DMAC 在接收到 DREQ 后，同 CPU之間也有一對聯(lián)絡信號線 ——DMAC 向 CPU 發(fā)出總線請求信號 (HOLD 或 BUSRQ)， CPU在當前總線周期結(jié)束后向 DMAC 發(fā)出總線響 應信號(HLDA或 BUSAK， DMAC 接管對總線的控制權(quán)，進入 DMA操作方式 。 (3)能發(fā)出地址信息，對存儲器尋址，并修改地址指針， DMAC 內(nèi)部必須有能自動加 1 或減1 的地址寄存器。 (4)能決定傳送的字節(jié)數(shù)，并能判斷 DMA傳送是否結(jié)束 。 DMA內(nèi)部必須有能自動減 1 的字計數(shù)寄存器，計數(shù)結(jié)束產(chǎn)生終止計數(shù)信號； (5)能發(fā)出 DMA結(jié)束信號，釋放總線，使 CPU 恢復總線控制權(quán)； (6)能發(fā)出讀、寫控制信號，包括存儲器訪問信號和 I／ O 訪問信號。 DMAC 內(nèi)部必須 有時序和讀寫控制邏輯。 6．圖習 4l 為一 LED 接口電路，寫出使 8 個 LED 管自上至下依次發(fā)亮 2 秒的程序， 并說明該接口屬于何種輸入輸出控制方式 ?為什么 ? 解：控制程序為： MOV AL， 7FH LOP： 0UT 10H,AL ；調(diào)用延時 2 秒子程序 ROR AL， 1 JMP LOP 該接口屬無條件傳送方式， CPU同 LED 之間無聯(lián)絡信號， LED 總是已準備好可以接收來自CPU的信息。 7．簡要說明 8086 中斷的特點。 解： 8086 的中斷系統(tǒng)是一個簡單而靈活的中斷系統(tǒng)，每個中斷都有一個中斷類型碼供 CPU進行識別，并據(jù)此從中 斷向量表中查取中斷向量，轉(zhuǎn)向?qū)闹袛喾粘绦颉?8086 最 多能處理 256 種不同的中斷類型。 8086 的中斷可以由 CPU外的硬設備驅(qū)動 ——硬件中斷 (外部中斷 )，也可由軟件中斷 指令啟動，或內(nèi) CPU自身啟動 (在執(zhí)行指令過程中發(fā)生異?，F(xiàn)象 )——軟件中斷 (內(nèi)部中 斷 )。 9．簡要說明 8259A 中斷控制器中 IRR、 ISR和 IMR 三個寄存器的功能。 解：中斷請求寄存器 IRR 用來存放從外設來的中斷請求信號 IR0~IR7。 中斷服務寄存器 ISR 用來記憶正在處理的中斷級別； 中斷屏蔽寄存器 IMR 用來存放 CPU送來的屏蔽信 號， IMR 中的某一位或某幾位為 “1”時，對應的中斷請求被屏蔽。 10．教材中圖 的查詢方式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，若 ADC 的 READY 信號出 02H端口 D7 輸出到 CPU數(shù)據(jù)總線，由 04H端口輸出 D5 信息控制 ADC 的啟動 (“1”為啟動 )，程序應 作哪些改變？ 解：只需改動兩處： (1)第 4 條指令 AND AL， 0EFH改為 AND AL， ODFH． (2)第 10 條指令 SHR AL， 1 改為 SHL AL， 1。 第 5 章 并行接口 1．解釋題 (1)片選 解：片選信號以 CE*(或 CE)表示，只有當該信號 有效時才能使接口芯片進入電路工作狀態(tài)，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入輸出。片選端通常同 1／ O 地址譯碼器的輸出端相連。因此，片選是由指定的 I/O 地址選中接口芯片以使其進入電路工作狀態(tài)的過程。 (2)可編程 解：通過編制相應的程序段，用軟件來選擇 I／ O 接口芯片按不同的工作方式完成不同的接口任務；也可在工作過程中用軟件對 I／ O 接口芯片進行實時、動態(tài)操作，改變工作方式，發(fā)送操作命令、讀取接口芯片的內(nèi)部狀態(tài)等 (3)聯(lián)絡信號 解：并行接口通常要為每個數(shù)據(jù)端口提供兩條控制線，一條是接口送往外設的控制線， 另一條是外設送給接口的 狀態(tài)線，這一對信號線的有序配合，使 CPU通過接口能實現(xiàn)同外 設之間正確的數(shù)據(jù)傳送。這一對保證數(shù)據(jù)同步傳輸?shù)男盘柧€稱為 “聯(lián)絡信號 ”或 “握手信 號 ”。 (4)INTE 解： 8255A用于中斷傳送時的中斷允許信號，是一個無外部引出端的位于 8255A內(nèi)部 的中斷允許觸發(fā)器的狀態(tài)位。通過軟件對 8255A中 PCi 的位操作來設定 INTE 是 “0”還是 “1”，以確定相應數(shù)據(jù)口能否用于中斷傳輸， INTE=“1”，允許中斷， INTE＝ “0”，禁止中斷。 (5)OBF* 解：輸出緩沖器滿， 8255A 工作于方式 1 輸出時發(fā)出的 數(shù)據(jù)選通信號。 OBF*＝ “0”(有效電平 )時，表示 CPU已將數(shù)據(jù)送到 8255A的 PA 口或 PB口，并被鎖存在相應端口上。當外 設向 8255A返回響應信號 ACK*時， OBF*被置為 “1”(無效 )。 (6)IBF 解：輸入緩沖器滿， 8255A 工作于方式 1 輸入時由 8255A給外設的回答信號，表示外設輸入的數(shù)據(jù)已寫入輸入緩沖器，通知外設暫不送新數(shù)。 IBF 內(nèi)外設給 8255A的選通信號 STB*變低后置為 “1”(有效 )，由 CPU的讀信號 RD*清為 “0”7)STB* 解：選通信號。 8255A工作于方式 1 輸入時， 外設給 8255A的選通信號。 STB*有效時，把輸入數(shù)據(jù)鎖存入相應的數(shù)據(jù)口 (PA口或 PB 口 )。 (8)ACK* 解：應答信號。 8255A工作于方式 1 輸出時，外設給 8255A的響應信號。 ACK*有效時， 表示外設已從 8255A的相應端口接收到 CPU輸出的數(shù)據(jù)。 2．扼要說明簡單的 I／ O 接口芯片與可編程接口芯片的異同處 ?解：相同處：簡單的 I/O 接口芯片與可編程接口芯片都能實現(xiàn) CPU與外設之間進行數(shù) 據(jù)傳送的控制，都具有暫存信息的數(shù)據(jù)緩沖器或鎖存器。 不同處：簡單的 I／ O 接口芯片的接口功能比較單一，接口 芯片在同 CPU與外設的硬件 連接固定后，接口電路的工作方式以及接口功能就固定了，無法用軟件來改變。而可編程接 口芯片是多功能接口芯片，具有多種工作方式，用戶可通過編制相應的程序段，使一塊通用 的I／ O 接口