《微机原理与接口技术》课后习题答案(3)

第五章

1.什么是存储器系统？微机中的存储器系统主要分为哪几类？设计目标是什么？ 答：（1）存储器系统：将两个或两个以上速度、容量和价格各不相同的存储器用软件、硬件或软硬件结合的方法连接起来成为一个系统。（2）微机中的存储器系统主要分为两种：由Cache和主存储器构成的Cache存储系统，有主存储器和磁盘构成的虚拟存储系统。（3）前者的目标是提高存取速度而后者的主要目标是增加存储容量。 2.内部存储器主要分为哪两类？它们的主要区别是什么？ 答：（１）分为ROM和ＲＡＭ

（２）主要区别是：ROM在正常工作时只能读出，不能写入，ＲＡＭ则可读可写。 断电后，ＲＯＭ中的内容不会丢失，RAM中的内容会丢失。 3.为什么动态RAM需要定时刷新？

答：ＤＲＡＭ的存储元以电容来存储信息，由于存在漏电现象，电容中存储的电荷会逐 渐泄露，从而使信息丢失或出现错误。因而需要对这些电容进行定时刷新。 4.CPU寻址内存的能力最基本的因素取决于？ 答：地址总线的宽度。

5．内存地址从20000H~8BFFFH共有多少字节？

答：共有8BFFFH－20000H＋１＝６Ｃ０００Ｈ个字节

若采用6264芯片构成第7题中的内存空间，需要多少片6264？ 答：每个6264芯片的容量位8KB，故需432/8=54片。

7．设某微型机内存RAM区的容量为128KB，若有2164芯片构成这样的存储器需多少片2164？至少需要多少根地址线？其中多少根用于片内寻址？

答：需16片2164，至少需17根地址线，需要16根用于片内寻址。

8．什么是字扩展？什么是位扩展？用户自己购买内存条进行内存扩充，是在进行何种存储器扩展？

答：当存储芯片的容量小于所需内存容量时，需要用多个芯片构成满足容量要求的存储器，这就是字扩展。当存储芯片每个单元的字长小于所需内存单元字长时，需要用多个芯片构成满足字长要求的存储模块，这就是位扩展。用户自己购买内存条进行内存扩充，所做的是字扩展的工作。

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第六章

1．I/O接口的作用是什么？具有哪些主要功能？

I/O接口是一电子电路(以IC芯片或接口板形式出现 ),其内有若干专用寄存器和相应的控制逻辑电路构成。它是CPU和I/O设备之间交换信息的媒介和桥梁。作用：对于主机，I/O接口提供了外部设备的工作状态及数据；对于外部设备，I/O接口记忆了主机送给外设的一切命令和数据，从而使主机与外设之间协调一致地工作。功能：进行端口地址译码设备选择、向CPU提供I/O设备的状态信息和进行命令译码、进行定时和相应时序控制、对传送数据提供缓冲，以消除计算机与外设在“定时”或数据处理速度上的差异。提供计算机与外设间有关信息格式的相容性变换。提供有关电气的适配、还可以中断方式实现CPU与外设之间信息的交换。

2．CPU与I/O接口之间传送的信息有哪些？各表示什么含义？

CPU 与I/O接口电路之间传送的信息有数据信息，包括三种形式：数字量、模拟量、开关量；状态信息是外设通过接口往CPU传送的，如：“准备好” (READY)信号、“忙”（BUSY）信号；控制信息是CPU通过接口传送给外设的，如：外设的启动信号、停止信号就是常见的控制信息

3．CPU与I/O设备数据传送的控制方式有哪几种？它们各有什么特点？

CPU与I/O设备传输数据的控制方式通常有三种：程序方式、中断方式和DMA方式。 程序方式：指用输入/输出指令，来控制信息传输的方式，是一种软件控制方式，根据程序控制的方法不同，又可以分为无条件传送方式和条件传送方式。

中断控制方式是利用向CPU发送中断的方式控制外围设备和CPU之间的数据传送。它的优点是大大提高了CPU的利用率且能支持多道程序和设备的并行操作。它的缺点是由于数据缓冲寄存器比较小，如果中断次数较多，仍然占用了大量CPU时间；在外围设备较多时，由于中断次数的急剧增加，可能造成CPU无法响应中断而出现中断丢失的现象；如果外围设备速度比较快，可能会出现CPU来不及从数据缓冲寄存器中取走数据而丢失数据的情况。 存储器直接存取方式（DMA）：外设利用专用的接口（DMA控制器）直接与存储器进行高速数据传送，并不经过CPU（CPU不参与数据传送工作），总线控制权不在CPU处，而由DMA 控制器控制。其特点是接口电路复杂，硬件开销大。大批量数据传送速度极快。适用于存储器与存储器之间、存储器与外设之间的大批量数据传送的场合。 4．什么叫端口？I/O端口的编址方式有哪两种？它们各有什么特点？ 解：端口指输入/输出接口中的寄存器 I/O端口有两种编址方式；

统一编址方式是将I/O端口与内存单元统一起来进行编号。该方式优点是不需要专门的I/O指令，对I/O端口操作的指令类型多；缺点是端口要占用部分存储器的地址空间，不容易区分是访问存储器还是外部设备。

独立编址的端口单独构成I/O地址空间，不占用存储器地址。优点是地址空间独立，控制电路和地址译码电路简单，采用专用的I/O指令，使得端口操作的指令在形式上与存储器操作指令有明显区别，程序容易阅读；缺点是指令类别少，一般只进行传送操作。 5．8255A的三种工作方式的特点是什么？各适合使用在什么场合？

方式0：没有固定的用于应答式传送的联络信号线，CPU可以采用无条件传送方式与8255A交换数据。 方式1：有专用的中断请求和联络信号线，因此，方式1经常用于查询传送或中断传送方式。 方式2：PA口为双向选通输入/输出或双向应答式输入/输出。

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6．设8255A的A口工作于方式1输出，B口工作于方式0输入，试编写初始化程序(设端口地址为40H～43H)。 解：

MOV DX, 43H

MOV AL, 10100010B(A2H) OUT DX,AL

7．使用8255A作为开关和LED指示灯的接口。要求8255A的A 口连接8个开关，B口连接8个LED指示灯，将A口的开关状态读入，然后送至B口控制指示灯亮、灭。试画出接口电路设计图，并编写程序实现之。 解：电路图参见教材P193图7-14。A口接入8个开关，B口用LED替代数码管，共阴接法。 设8255四个端口的地址为FFE0H～FFE3H。 DATA SEGMENT PORTA EQU 0FFE0H PORTB EQU 0FFE1H CONTR EQU 0FFE3H DATA ENDS

CODE SEGMENT

ASSUME CS:CODE, DS:DATA START: MOV AX, DATA MOV DS, AX

MOV AL, 90H ;初始化8255,PA为输入，PB为输出 MOV DX, CONTR OUT DX, AL

L0: MOV DX, PORTA ;读PA口 IN AL, DX

NOT AL ；按下开关灯亮 MOV DX, PORTB

OUT DX,AL ;送PB口显示 MOV CX,1000 ;延时 L1: DEC CX JNZ L1 JMP L0

CODE ENDS END START 8．在甲乙两台微机之间并行传送1 KB的数据，甲机发送，乙机接收。要求甲机一侧的8255A工作在方式1，乙机一侧的8255A工作在方式0，双机都采用查询方式传送数据。试画出通信接口电路图，并编写甲机的发送程序和乙机的接收程序。

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1甲机发送程序段

MOV DX,303H ;8255A命令目 MOV AL,10100000B ;初始化工作方式字 OUT DX,AL

MOV AL,0DH ;置发送中断允许INTEA=1 OUT DX,AL ;PC6=1

MOV SI,OFFSET BUFS ;设置发送区的指针 MOV CX,3FFH ;发送字节数

MOV DX,300H ;向A口写第一个数，产生 ;第一个OBF信号

MOV AL,[SI] ;送给乙方，以便获取乙方的 ;ACK信号 OUT DX,AL

INC SI ;内存地址加1 DEC CX ;传送字节数减1

L:MOV DX,302H ;8255A状态口

IN AL,DX ;查发送中断请求INTRA=1？ AND AL,08H ;PC3=1

JZ L ;若无中断请求，则等待

;若有中断请求，则向A口写数 MOV DX,300H ;8255APA口地址 MOV AL,[SI] ;从内存取数

OUT DX,AL ;通过A口向乙机发送第二个数据 INC SI ;内存地址加1 DEC CX ;字节数减1

JNZ L ;字节未完，继续 MOV AH,4C00H ;已完，退出 INT 21H ;返回DOS BUFS DB 1024个数据 2、乙机接受数据

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MOV DX,303H ;8255A命令口 MOV AL,10100000B ;初始化工作方式字 OUT DX,AL

MOV AL,00000111B ;置

=1(PC3=1)

OUT DX,AL

MOV SI,OFFSET BUFR ;设置接收数据的指针 MOV CX,3FFH ;接收字节数 L1:MOV DX,302H ;8255APC口

IN AL,DX ;查甲机的OBF=0? ;（乙机的PC7=0）

AND AL,80H ;即查甲机是否有数据发来 JNZ L1 ;若无数据请求，则等待 ;若有数据，则从口读取 MOV DX,300H ;8255A PA口地址 IN AL,DX ;从A口读入数据 MOV [DI],AL ;存入内存

MOV DX,303H ;产生ACK信号，并发给甲机 MOV AL,00000110B ;PC3置‖0‖ OUT DX,AL NOP NOP

MOV AL,00000111B ;PC3置‖1‖ OUT DX,AL

INC DI ;内存地址加1 DEC CX ;字节数减1

JNZ L1 ;字节未完，则继续 MOV AX,4C00H ;已完，退出 INT 21H ;返回DOS BUFR DB 1024DU(?

9．8254定时/计数器有哪几种工作方式？它们的主要特点是什么？ 共有六种工作方式，分别对应与六种不同的用途。 解：

方式0：计数结束

方式1：可重复触发的单稳态触发器 方式2：分须器 方式3：方波发生器

方式4：软件触发的选通信号发生器 方式5：硬件触发的选通信号发生器

10．利用8254的通道1，产生500 Hz的方波信号。设输入时钟频率CKL1=2.5 MHz，端口地址为FFAOH～FFA3H，试编制初始化程序。 解:

MOV AL, 01110110B MOV DX, 0FFA3H

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