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微機原理部分習題答案 6.ppt

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第六章作業習題課杭州電子科技大學自動化學院微機原理與接口技術2020/3/27P262 1.答:CPU和外設之間的信息交換存在以下一些問題:速度不匹配;信號電平不匹配;信號格式不匹配;時序不匹配。 I/O接口電路是專門為解決CPU與外設之間的不匹配、不能協調工作而設置的,處于總線和外設之間,一般應具有以下基本功能:⑴設置數據緩沖以解決兩者速度差異所帶來的不協調問題;⑵設置信號電平轉換電路,如可采用MC1488、MC1489、MAX232、MZX233芯片來實現電平轉換。⑶設置信息轉換邏輯,如模擬量必須經 A/D變換成數字量后,才能送到計算機去處理,而計算機送出的數字信號也必須經D/A變成模擬信號后,才能驅動某些外設工作。 ⑷設置時序控制電路;⑸提供地址譯碼電路。2020/3/27 3.答: CPU與外設通信時,傳送的信息主要包括數據信息、狀態信息和控制信息。在接口電路中,這些信息分別進入不同的寄存器,通常將這些寄存器和它們的控制邏輯統稱為I/O端口,CPU可對端口中的信息直接進行讀寫。在一般的接口電路中都要設置以下幾種端口: ⑴數據端口:用來存放外設送往CPU的數據以及CPU要輸出到外設去的數據。數據端口主要起數據緩沖的作用。 ⑵狀態端口:主要用來指示外設的當前狀態。每種狀態用1位表示,每個外設可以有幾個狀態位,它們可由CPU讀取,以測試或檢查外設的狀態,決定程序的流程。 ⑶命令端口:也稱為控制端口,它用來存放CPU向接口發出的各種命令和控制字,以便控制接口或設備的動作。2020/3/27 I/O端口的編址方式有兩種:分別稱為存儲器映象尋址方式和I/O指令尋址方式。 存儲器映象尋址方式:把系統中的每個I/O端口都看作一個存儲單元,并與存儲單元一樣統一編址,這樣訪問存儲器的所有指令均可用來訪問I/O端口,不用設置專門的I/O指令。 I/O指令尋址方式:對系統中的輸入輸出端口地址單獨編址,構成一個I/O空間,它們不占用存儲空間,而是用專門的IN指令和OUT指令來訪問這種具有獨立地址空間的端口。 8086/8088CPU采用I/O指令尋址方式,用地址總線的低16位(A15~A0)來尋址I/O端口,最多可以訪問216=65536個輸入或輸出端口。 2020/3/27 4.答:CPU與外設之間的數據傳輸數據采用程序控制方式、中斷方式、DMA方式等三種。 程序控制傳送方式:CPU與外設之間的數據傳送是在程序控制下完成的。⑴無條件傳送方式:也稱為同步傳送方式,主要用于對簡單外設進行操作,或者外設的定時是固定的或已知的場合。 ⑵條件傳送:也稱為查詢式傳送方式,在開始傳送前,必須先查詢外設已處于準備傳送數據的狀態,才能進行傳送。 采用中斷方式:CPU平時可以執行主程序,只有當輸入設備將數據準備好了,或者輸出端口的數據緩沖器已空時,才向CPU發中斷請求。CPU響應中斷后,暫停執行當前的程序,2020/3/27轉去執行管理外設的中斷服務程序。在中斷服務程序中,用輸入或輸出指令在CPU和外設之間進行一次數據交換。等輸入或輸出操作完成之后,CPU又回去執行原來的程序。 DMA方式:也要利用系統的數據總線、地址總線和控制總線來傳送數據。原先,這些總線是由CPU管理的,但當外設需要利用DMA方式進行數據傳送時,接口電路可以向CPU提出請求,要求CPU讓出對總線的控制權,用DMA控制器來取代CPU,臨時接管總線,控制外設和存儲器之間直接進行高速的數據傳送。這種控制器能給出訪問內存所需要的地址信息,并能自動修改地址指針,也能設定和修改傳送的字節數,還能向存儲器和外設發出相應的讀/寫控制信號。在DMA傳送結束后,它能釋放總線,把對總線的控制權又交還給CPU。 2020/3/277.Y0Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y1G1G2AG2BABCA12A15A13A5A4A3A14M/IO74LS1389000~9007H9008~900FH9010~9017H9018~901FH9020~9027H9028~902FH9030~9037H9038~903FH C B AA15 A14 A13 A12 A11~A6 A5 A4 A3 A2~A01 0 0 1 0000002020/3/27 8.答:將用于各部件之間傳送信息的公共通路稱為總線。 根據總線中信息傳送的類型可分為地址總線、數據總線和控制總線,此外還有電源線和地線 若按總線的規模、用途和應用場合,則可以分成: 片級總線也叫做元件級總線,是由芯片內部通過引腳引出的總線,用于芯片一級的互連線。它實現CPU主板或其它插件板上的各種芯片間的互連。 系統總線也叫內總線或板級總線,它用于微型計算機中各插件板之間的連線,也就是通常所說的微機總線。 外部總線也稱為通信總線,它用于微型計算機系統之間,或微型計算機系統與其它電子儀器或設備之間的通信。 2020/3/27 對于制造廠家來說,只要按總線接口規范設計CPU主板、I/O接口板或存儲器插件板,然后將插件板插入主機的總線擴展槽中,就可構成系統,很適合于大批量生產、組裝和調試,也便于更新和擴充系統。 對于用戶來說,可根據自身需要,靈活地選購接口板或存儲器插件,來組裝成適合自己的應用需要的系統或更新原有系統。 2020/3/27
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