【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(gè)輸出端對(duì)應(yīng) 4KB地址范圍，對(duì) 6116， A11 還需進(jìn)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(shí)間？設(shè)時(shí)鐘頻率為 5MHz，該指令的機(jī)器碼為 4 個(gè)字節(jié)，存放在 1000H:2020H 開始的代碼段中 解： (1)該條指令的機(jī)器碼為 4 個(gè)字節(jié)存放在 1000H:2020H 開始的 4 個(gè)單元中。取指 令需兩個(gè)總線周期，第一次取出 1000H： 20O0H 與 1000H： 2020H兩個(gè)單元中 16位數(shù)據(jù)；第 二次取出 1000H： 2020H 與 1000H： 2020H 兩個(gè)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(gè)存儲(chǔ)單元中。因是奇地址字，需兩個(gè)總線周 期才能完成。這樣，從取指到執(zhí)行共需 4 個(gè)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(gè)總線周期 在無等待周期的情況下由 4 個(gè)時(shí)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(shè)備 (外設(shè) ) 連接起來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的控制電路，又稱為 ?外設(shè)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(shè)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(shí)際上是 CPU通過接口同外設(shè)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(chǔ)器的那些周期來實(shí)現(xiàn) DMA 操作， DMAC可以使用總線而不用通 知 CPU，也不會(huì)妨礙 CPU的工作。周期挪用并不減慢 CPU的操作，但可能需要復(fù)雜的時(shí)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(wù)程序的入口地址。入口地址由兩部分組成，即中斷服務(wù)程序第一條指令第一個(gè)字節(jié)的 “段基值 ”和 “偏移量 ” ，是兩個(gè) 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(dāng)中斷服 務(wù)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(wù)寄存器 ISR 中的對(duì)應(yīng)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(jí)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(dòng) 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(gè) INTA*響應(yīng)信號(hào)的后沿 (上升沿 )時(shí)，由 8259A自動(dòng)清除 ISR 中己置位的中斷優(yōu)先級(jí)最高的位，不必在中斷服務(wù)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(wù)程序結(jié)束前向 8259A發(fā)出結(jié)束命令，用來清除正在服務(wù) 的中斷服務(wù)寄存器中的相應(yīng)位 (此時(shí)正在服務(wù)的中斷優(yōu)先級(jí)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(yīng)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(jí)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(dāng)程序中遇到 INTO 指令，而且當(dāng)前的溢出標(biāo)志OF=1 時(shí)， 產(chǎn)生的中斷為溢出中斷。產(chǎn)生溢出中斷時(shí)， INTO 指令和 OF=1 兩個(gè)條件必須同時(shí)滿足。 2．請(qǐng)說明外設(shè)接口同外設(shè)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(shè)進(jìn)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(shè)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(shè)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(shè)輸出的信息，用來控制外設(shè)的啟動(dòng)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(shè)數(shù)據(jù)緩 沖器的選通信號(hào)。 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(shè)經(jīng)接口中的 “狀態(tài)端口 ” 輸入的信息，該信息反映外設(shè)當(dāng)前所處的工作狀態(tài)，用來實(shí)現(xiàn) CPU與外設(shè)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(jiǎn)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送前必須首先讀取外設(shè)的當(dāng)前狀態(tài)，檢查外設(shè)是否已經(jīng)準(zhǔn)備好進(jìn)行數(shù)據(jù)傳 送，如果外設(shè)尚未準(zhǔn)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(shè)狀態(tài)；如果外設(shè)已準(zhǔn)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(jìn)行輸入或輸出操作，以實(shí)現(xiàn)同外設(shè)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(shè)與 CPU之間必須有一個(gè)具有中斷控 制邏輯的接口電路，用來實(shí)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(gè)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(wù)程序 ”，以完成 CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送。 在中斷傳送方式中，通常在一 個(gè)主程序中安排好在某一時(shí)刻啟動(dòng)某一外設(shè)后， CPU繼 續(xù)執(zhí)行主程序。此時(shí)．外設(shè)同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的準(zhǔn)備工作。當(dāng)外設(shè)完成數(shù)據(jù)傳送的準(zhǔn)備時(shí)， 通過中斷控制邏輯向 CPU 發(fā)出中斷請(qǐng)求，在 CPU 可以響應(yīng)中斷的條件下 (IF=1，在完成當(dāng)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(wù)程序 ”，在中斷服務(wù)程 序中完成 —次 CPU與外設(shè)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(diǎn)處 繼續(xù)執(zhí)行，并等待外設(shè)的下一次中斷請(qǐng)求。 5．簡(jiǎn)述 DMA 控制器 的特點(diǎn)及功能 解： DMA控制器是內(nèi)存儲(chǔ)器同外設(shè)之間進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳送時(shí)的硬件控制電路，是一種 實(shí)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(xiàng)功能；它的主要功能是： (1)MAC同外設(shè)之間有一對(duì)聯(lián)絡(luò)信號(hào)線 ——外設(shè)的 DMA請(qǐng)求信號(hào) DREQ以及 DMAC向外設(shè)發(fā)出的 DMA響應(yīng)信號(hào) DACK； (2)DMAC 在接收到 DREQ 后，同 CPU之間也有一對(duì)聯(lián)絡(luò)信號(hào)線 ——DMAC 向 CPU 發(fā)出總線請(qǐng)求信號(hào) (HOLD 或 BUSRQ)， CPU在當(dāng)前總線周期結(jié)束后向 DMAC 發(fā)出總線響 應(yīng)信號(hào)(HLDA或 BUSAK， DMAC 接管對(duì)總線的控制權(quán)，進(jìn)入 DMA操作方式 。 (3)能發(fā)出地址信息，對(duì)存儲(chǔ)器尋址，并修改地址指針， DMAC 內(nèi)部必須有能自動(dòng)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(dòng)減 1 的字計(jì)數(shù)寄存器，計(jì)數(shù)結(jié)束產(chǎn)生終止計(jì)數(shù)信號(hào)； (5)能發(fā)出 DMA結(jié)束信號(hào)，釋放總線，使 CPU 恢復(fù)總線控制權(quán)； (6)能發(fā)出讀、寫控制信號(hào)，包括存儲(chǔ)器訪問信號(hào)和 I／ O 訪問信號(hào)。 DMAC 內(nèi)部必須 有時(shí)序和讀寫控制邏輯。 6．圖習(xí) 4l 為一 LED 接口電路，寫出使 8 個(gè) 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?yàn)椋? MOV AL， 7FH LOP： 0UT 10H,AL ；調(diào)用延時(shí) 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(luò)信號(hào)， LED 總是已準(zhǔn)備好可以接收來自CPU的信息。 7．簡(jiǎn)要說明 8086 中斷的特點(diǎn)。 解： 8086 的中斷系統(tǒng)是一個(gè)簡(jiǎn)單而靈活的中斷系統(tǒng)，每個(gè)中斷都有一個(gè)中斷類型碼供 CPU進(jìn)行識(shí)別，并據(jù)此從中 斷向量表中查取中斷向量，轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)的中斷服務(wù)程序。 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(shè)備驅(qū)動(dòng) ——硬件中斷 (外部中斷 )，也可由軟件中斷 指令啟動(dòng)，或內(nèi) CPU自身啟動(dòng) (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(jiǎn)要說明 8259A 中斷控制器中 IRR、 ISR和 IMR 三個(gè)寄存器的功能。 解：中斷請(qǐng)求寄存器 IRR 用來存放從外設(shè)來的中斷請(qǐng)求信號(hào) IR0~IR7。 中斷服務(wù)寄存器 ISR 用來記憶正在處理的中斷級(jí)別； 中斷屏蔽寄存器 IMR 用來存放 CPU送來的屏蔽信 號(hào)， IMR 中的某一位或某幾位為 “1”時(shí)，對(duì)應(yīng)的中斷請(qǐng)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(hào)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(dòng) (“1”為啟動(dòng) )，程序應(yīng) 作哪些改變？ 解：只需改動(dòng)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(hào)以 CE*(或 CE)表示，只有當(dāng)該信號(hào) 有效時(shí)才能使接口芯片進(jìn)入電路工作狀態(tài)，以實(shí)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(jìn)入電路工作狀態(tài)的過程。 (2)可編程 解：通過編制相應(yīng)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(wù)；也可在工作過程中用軟件對(duì) I／ O 接口芯片進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)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(luò)信號(hào) 解：并行接口通常要為每個(gè)數(shù)據(jù)端口提供兩條控制線，一條是接口送往外設(shè)的控制線， 另一條是外設(shè)送給接口的 狀態(tài)線，這一對(duì)信號(hào)線的有序配合，使 CPU通過接口能實(shí)現(xiàn)同外 設(shè)之間正確的數(shù)據(jù)傳送。這一對(duì)保證數(shù)據(jù)同步傳輸?shù)男盘?hào)線稱為 “聯(lián)絡(luò)信號(hào) ”或 “握手信 號(hào) ”。 (4)INTE 解： 8255A用于中斷傳送時(shí)的中斷允許信號(hào)，是一個(gè)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(duì) 8255A中 PCi 的位操作來設(shè)定 INTE 是 “0”還是 “1”，以確定相應(yīng)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(shí)發(fā)出的 數(shù)據(jù)選通信號(hào)。 OBF*＝ “0”(有效電平 )時(shí)，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(yīng)端口上。當(dāng)外 設(shè)向 8255A返回響應(yīng)信號(hào) ACK*時(shí)， 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(shí)由 8255A給外設(shè)的回答信號(hào)，表示外設(shè)輸入的數(shù)據(jù)已寫入輸入緩沖器，通知外設(shè)暫不送新數(shù)。 IBF 內(nèi)外設(shè)給 8255A的選通信號(hào) STB*變低后置為 “1”(有效 )，由 CPU的讀信號(hào) RD*清為 “0”7)STB* 解：選通信號(hào)。 8255A工作于方式 1 輸入時(shí)， 外設(shè)給 8255A的選通信號(hào)。 STB*有效時(shí)，把輸入數(shù)據(jù)鎖存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)口 (PA口或 PB 口 )。 (8)ACK* 解：應(yīng)答信號(hào)。 8255A工作于方式 1 輸出時(shí)，外設(shè)給 8255A的響應(yīng)信號(hào)。 ACK*有效時(shí)， 表示外設(shè)已從 8255A的相應(yīng)端口接收到 CPU輸出的數(shù)據(jù)。 2．扼要說明簡(jiǎn)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(jiǎn)單的 I/O 接口芯片與可編程接口芯片都能實(shí)現(xiàn) CPU與外設(shè)之間進(jìn)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(jiǎn)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(shè)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(yīng)的程序段，使一塊通用 的I／ O 接口