【導(dǎo)讀】1．接口電路與外部設(shè)備之間傳送的信號有哪幾種？斷管理功能、復(fù)位功能、可編程功能和錯誤檢測等功能。其中設(shè)備選擇功能和信息傳輸功能。其他的功能是否需要則由設(shè)備的特點和工作方式?jīng)Q定。80X86系列CPU采用哪種方法？I/O端口的編址有兩種不同的方式。已經(jīng)用于I/O端口的地址，存儲器不能再使用。低CPU電路的復(fù)雜性，并給使用者提供方便。但是，I/O端口占用內(nèi)存地址，相對減少了內(nèi)。而且，由于難以區(qū)分訪問內(nèi)存和I/O的指令，降低了程序的可讀性和可維護性。80x86CPU采用I/O端口獨立編址方式。5．I/O端口譯碼電路的作用是什么？響應(yīng)速度快于中斷方式，慢于DMA方式。如狀態(tài)字表明外設(shè)已處于“就緒”狀態(tài)，則向數(shù)據(jù)端口傳送數(shù)據(jù)。1）CPU能夠及時了解外部設(shè)備的狀態(tài)，從而對外部設(shè)備IO請求進行及時處理。響應(yīng)速度不能得到明確的保證。未完成一次輸入，則視為超時錯，顯示出錯信息后返回。寫完成上述功能的I/O程序。

　　

【正文】 用的時鐘周期，對于速度稍慢的外設(shè) /存儲器，也可以插入一個或多個等待周期。 影響 DMA周期時間長短的因素有： ? DMA控制器使用的時鐘頻率：頻率越高， DMA 周 期越短； ? 存儲器和外部設(shè)備的工作速度：如果速度跟不上 DMA時鐘的要求，則需要插入等待周期，從而延長整個 DMA 周期； ? 使用壓縮時序可以縮短 DMA 周期； ? 如果存儲器數(shù)據(jù)塊首地址低 8位為“ 0”，前 256 個字節(jié)內(nèi)存地址的高 8位相同，它們傳送時只需要發(fā)送一次高 8位地址，后面 255個數(shù)據(jù)的 DMA 周期達到最??； ? 如果進行存儲器之間數(shù)據(jù)傳輸，每個字節(jié)的傳輸需要二個 DMA 周期。 習(xí) 題 九 1． A/D 和 D/A轉(zhuǎn)換在微機應(yīng)用中分別起什么作用？ 計算機加工、處理的信號可以分為數(shù)字量（ Digit）和模擬量（ Analog）兩種類型。 現(xiàn)代計算機內(nèi)部都采用二進制表示的數(shù)字量進行信號的輸入、存儲、傳輸、加工與輸出。為了使用計算機對模擬量進行采集、加工和輸出，需要把模擬量轉(zhuǎn)換成便于數(shù)字計算機存儲和加工的數(shù)字量（ A/D 轉(zhuǎn)換），或者把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量（ D/A轉(zhuǎn)換）。因此， D/A與 A/D 轉(zhuǎn)換是計算機用于多媒體、工業(yè)控制等領(lǐng)域的一項重要技術(shù)。 2． 怎樣將 D/A轉(zhuǎn)換器連接到微型計算機？ D/A轉(zhuǎn)換器將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量輸出。為了保存由計算機送來的數(shù)字信號，通常需要配置一個“數(shù)據(jù)寄存器”，向 D/A 轉(zhuǎn)換器提供穩(wěn)定的數(shù)字信號。 D/A轉(zhuǎn)換芯片輸出的模擬信號 功率一般比較小，為了能夠驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)工作， D/A轉(zhuǎn)換器的輸出一般都要連接到運算放大器進行功率放大。 3． 修改圖 95，將 DAC0832的兩級鎖存合為一級使用，畫出連接圖，并編寫輸出三角波和鋸齒波的程序。 為了將 DAC0832的二級緩沖鎖存器合為一級使用，可以將它的第二級置為“直通”，也就是把 2WR 和 XFER 接地，用第一級的 1WR 和 CS對輸入進行控 制，如下圖。 DA C0832D7 D0 D7 D0PORT譯碼器CSXFERWR2WR1IOWILEVref+5VIout1Iout2Rfb模擬地R2RVref+2RVout+地址M/ IO 輸出三角波的程序段如下： S0： MOV AL， 0 ； AL 中置初值 0，輸出三角波的上升段 S1： CALL OUTPUT ；調(diào)用輸出子程序，輸出一個值 INC AL ；產(chǎn)生上升段下一個值 JNZ S1 ；上升段未結(jié)束，繼續(xù)輸出 DEC AL ；恢復(fù)到最大值 S2： CALL OUTPUT ；輸出三角波的下降段 DEC AL ；產(chǎn)生下降段下一 個值 JNZ S2 ；下降段未結(jié)束，繼續(xù)輸出 JMP S1 ；下降段結(jié)束，輸出下一個三角波 輸出鋸齒波的程序段如下： MOV AL, 0 J1： CALL OUTPUT ；輸出當(dāng)前值 INC AL ；產(chǎn)生下一個輸出值 JMP J1 子程序“ OUTPUT”為上面兩段程序共用： OUTPUT PROC NEAR MOV DX, PORT0 ； DAC0832端口地址 OUT DX, AL PUSH AX MOV AX, N ；延時的時間常數(shù) WT: DEC AX JNZ WT ；延時 POP AX RET OUTPUT ENDP 4． 一個 8位 D/A轉(zhuǎn)換器的滿量程（對應(yīng)于數(shù)字量 255）為 10V。分別確定模擬量 所對應(yīng)的數(shù)字量。 模擬量 （ ） 255 = 51 模擬量 （ ） 255 = 204 5． 簡述逐次逼近式 A/D轉(zhuǎn)換器的 工作原理，并將它和∑ △ A/D轉(zhuǎn)換器進行比較。 逐次逼近型（也稱逐位比較式） A/D 轉(zhuǎn)換器主要由逐次逼近比較寄存器 SAR， D/A轉(zhuǎn)換器、比較器以及時序和控制邏輯等部分組成。它從 SAR 的最高位開始，逐位設(shè)定 SAR寄存器中的數(shù)字量，經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換得到電壓 VC，與待轉(zhuǎn)換模擬電壓 Vx進行比較。通過比較，逐次確定各位的數(shù)碼應(yīng)是“ 1”還是“ 0”。轉(zhuǎn)換結(jié)果能否準(zhǔn)確逼近模擬信號，主要取決于SAR 和 D/A的位數(shù)。位數(shù)越多，越能準(zhǔn)確逼近模擬量。 ∑ △型模數(shù)轉(zhuǎn)換器是根據(jù)二次采樣的差進行計算的 ,有很強的抗干擾能力，轉(zhuǎn)換精度高，以串 行方式輸出數(shù)據(jù)。常用于高分辨率（常見為 1 1 24位）的中、低頻信號測量。當(dāng)模擬量輸入端接有多路開關(guān)時，通道切換后要等待足夠長的時間，才能讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。 6． 若 ADC 輸入模擬電壓信號的最高頻率為 100KHZ，采樣頻率的下限是多少？完成一次A/D 轉(zhuǎn)換時間的上限是多少？ 香農(nóng)定理告訴我們：采樣頻率一般要高于或至少等于輸入信號最高頻率的 2倍。因此， 采樣頻率的下限應(yīng)是 200KHz。在 200KHz 采樣頻率下，完成一次 A/D 轉(zhuǎn)換時間的上限是 5μ s。 實際應(yīng)用中，采樣頻率可以達到信號最高頻率的 4～ 8 倍。 如果采用 400KHz 的采樣頻率，完成一次 A/D 轉(zhuǎn)換時間的上限是 s。 7． 在使用 A/D和 D/A轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)中，地線連接時應(yīng)注意什么？ 模擬信號很容易受到電源和數(shù)字信號的干擾引起波動。為提高輸出的穩(wěn)定性，減少誤差，模擬信號部分必須采用高精度基準(zhǔn)電源 VREF和獨立的地線。所以，要把數(shù)字地和模擬地分開。模擬地是模擬信號及基準(zhǔn)電源的參考地，其余信號的參考地，包括工作電源地，數(shù)據(jù)、地址、控制等對應(yīng)的“地”都是數(shù)字地。連接時，先所有的模擬地連接在一起，把所有的數(shù)字地連接在一起，然后在一個點上（注意：不是兩個或更多）把模擬地和數(shù)字地連 接起來。 8． 怎樣用一個 AD 芯片測量多路信息？ 模擬量多于一個時，可以使用多路模擬開關(guān)，輪流接通其中的一路進行轉(zhuǎn)換，使多個模擬信號共用一個 ADC進行 A/D轉(zhuǎn)換。 9． 一臺工控 PC有兩塊 818卡，基地址分別為 BASE1, BASE2，試編制采樣 24 路（一塊卡16 路，一塊卡 8路）模擬量的 C語言程序。 include “” define N 24 /* 采樣點數(shù) */ define BASE1 0x300 define BASE2 0x310 define INTERRUPT 0x1c /* 定時中斷類型號 */ static unsigned ad, tad[ N ], tt[ N ][ 16 ] 。 void far handler( ) 。 /* 函數(shù) handler( )聲明 */ void AD818( int ) 。 /* 函數(shù) AD818( )聲明 */ void ( interrupt far * oldhandler )( ) 。 /*定義 oldhandler為指向中斷服務(wù)程序的指針 */ ………… .. main() { oldhander = getvect ( INTERRUPT )。 /* 讀出原 1CH 中斷向量 */ setvect ( INTERRUPT , handler )。 /* 把新的 1CH 中斷向量寫入向量表 */ ………… .. } void AD818( int scan ) /* 函數(shù) AD818 從 AD818 卡采集一次數(shù)據(jù) */ { int lbit, hbit, it = 0, status, base , ch 。 /* 采集結(jié)果置入全局變量 ad 中 */ base = ( scan = 15 ) ? BASE1 : BASE2 。 /* 根據(jù)點號確定所在采集卡的基地址 */ ch = scan % 16 。 /* 計算該點在本采集卡上的通道號 */ outportb ( base + 2, ch ) 。 /* 向 AD818輸出通道號 */ outportb ( base + 1, 0 ) 。 /* AD 輸入量程控制 */ outportb ( base + 9, 0 ) 。 /* 不使用中斷或 DMA */ outportb ( base + 0, 0 ) 。 /* 啟動 AD 轉(zhuǎn)換 */ do{ it = it+1。 status = inportb ( base + 8 ) amp。 128 。 /* 讀出 AD 狀態(tài)寄存器，查詢 EOC，等待 AD 轉(zhuǎn)換完成 */ } while ( status ! = 0 amp。amp。 it = 10000 )。 lbit = inportb ( base + 0 ) amp。 240 。 /* 讀入低 8位，清除其中無效的最低 4位 */ hbit = inportb ( base + 1 ) 。 /* 讀入高 8位 */ if ( it = 10000) ad = hbit*16 + lbit/16 。/* 采集正常，拼接二段數(shù)據(jù) */ else ad = 0。 /* 采集數(shù)據(jù)超時， 818卡有故障 */ } void interrupt far handler( ) /* 55ms 定時中斷服務(wù)程序，采集每個點的數(shù)據(jù) */ { int isp, s , i 。 for ( isp = 0 。 isp = N1 。 isp++ ) { AD818( isp ) 。 /* 采集一個模擬量，存入 ad */ for ( i=0, s=0。 i=14。 i++) { tt[ isp ][ i ] = tt[ isp ][ i+1 ] 。 /* 移動隊列中的數(shù)據(jù)，以便裝入新的數(shù)據(jù) */ s = s + tt[ isp ][ i ] 。 } /* 求前 15 個數(shù)據(jù)的累加和 */ tt[ isp ][ 15 ] = ad 。 s = s + ad 。 /* 新數(shù)據(jù)進隊列，求出 16個數(shù)據(jù)的累加和 */ tad[ isp ] = s/16 。 /* 求出 16 個數(shù)據(jù)的平均 值 */ } oldhandler( )。 /* 進入原 1CH中斷服務(wù)程序，此后返回斷點 */ } 習(xí) 題 十 1. 查找相關(guān)資料 ， 用列表方式給出 8088， 8086， …… 直到 P4各代微處理器的地址、數(shù)據(jù)線引腳數(shù)量 ， 并推算出各自的內(nèi)存尋址空間。 處理器 數(shù)據(jù)線 地址線 內(nèi)存尋址空間 8088 8 20 1MB 8086 16 20 1MB 80286 16 24 16MB 80386/486 32 32 4GB Pentium 64 32 4GB Pentium2~4 64 36 64GB 2. 什么是 MMX指令？它有什么特點？ MMX 指令是“多媒體擴展指令”的英文簡稱，它采用 SIMD（單指令流多數(shù)據(jù)流）技術(shù)，使得處理器在一條指令中對多個數(shù)據(jù)進行處理，提高了對多媒體數(shù)據(jù)的處理能力。 3. 什么叫動態(tài)執(zhí)行 ？ 使用動態(tài)執(zhí)行技術(shù)會帶來什么好處 ？ 動態(tài)執(zhí)行是通過預(yù)測指令流和數(shù)據(jù)流，調(diào)整指令的執(zhí)行順序，最大地發(fā)揮 CPU內(nèi)部各部件的功效，提高系統(tǒng)執(zhí)行指令的速度。 動態(tài)執(zhí)行主要采用了： 多路分支預(yù)測：利用轉(zhuǎn)移預(yù)測技術(shù)允許程序幾個分支流同時在處理器內(nèi)執(zhí)行； 數(shù)據(jù)流分析：通過分析指令數(shù)據(jù)的相關(guān)性，把指令進行優(yōu)化 排序后執(zhí)行，充分利用處理器內(nèi)部資源； 推測執(zhí)行：根據(jù)各推測最終的正確性，對多個分支的運行結(jié)果進行取舍。 4. 32 位微處理器有哪幾種工作方式？各有什么特點？ 32 位微處理器有 4 種不同的工作方式：實地址方式、保護方式、虛擬 8086 方式、系統(tǒng)管理方式。 實地址方式：實地址方式使用 16 位 80x86處理器的尋址方式（使用 20 位地址尋址 1MB空間）、存儲器管理和中斷管理。可以使用 32 位寄存器，使用特權(quán)級 0，可以執(zhí)行大多數(shù)指令。 保護方式：保護方式是 32 位微處理器的基本工作方式。它使用 32 位地址尋址 4GB 的實存空間，通 過虛擬存儲管理、用戶優(yōu)先級管理、 I/O管理等技術(shù)，擴大可使用的存儲空間，對操作系統(tǒng)和用戶程序進行隔離和保護。 虛擬 8086方式：虛擬 8086 方式是保護模式下為任務(wù)提供的的 8086工作環(huán)境。每個任務(wù)使用 16位地址尋址 1MB的內(nèi)存空間，以最低特權(quán)級運行，不能使用特權(quán)指令。 系統(tǒng)管理方式：系統(tǒng)管理模式主要用于電源管理，可以使處理器和外圍設(shè)備部件進入“休 眠”狀態(tài)，在有鍵盤按下或鼠標(biāo)移動時“喚醒”系統(tǒng)，使之繼續(xù)工作。利用 SMM可以實現(xiàn)軟件關(guān)機。 5. 敘述 XT 總線與 ISA總線的異同之處。 XT 總線可以看作是 ISA總線的一 個“子集”，它包括 8位數(shù)據(jù)線， 2