微机原理与接口技术期末复习考点版

1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。微机接口基础知识什么是接口 :是 cpu 与外部连接的部件,是 cpu 与外部设备进行信息交换的中转站。接口的功能 : 据缓冲、 设备选择、 信号转换、 提供信息交换的握手信号、 中断管理、 可编程功能。数据传送方式 :无条件传送方式(适用于外部设备的各种动作时间是固定的, 而且条件是已知的情况, 或者计算机与外部设备是完全同步的情况。在无条件传送方式传送数据时,已知外部设备已准备好,因此计算机不用查询外部设备的状态信息,输入、 输出时直接使用IN 或OUT指令完成数据的传送 ,使用无条件传送数据时 ,必须确定外部设备已准备好 ,否

2、则数据传送失败 )条件传送方式 (查询输出的过程是 :在输出数据之前 ,先读取状态信息 , 若读取的状态信息的D0=0,则表示外设空闲 ,能够将数据输出。输出数据后 , 经过状态标志寄存器将状态置1,阻止在本次数据未读走时 , 下次数据输出覆盖本次输出数据 ;若 D0=1 则表示上次输出的数据未被外设读走, 则等待 ; 查询输入工作原理为 :当外设输入数据时 , 经过” 选通”将状态信息 ready置 ,在进行数据输入之前首先读取状态信息 , 若 ready 表示外设已将数据输入 , 可读取输入的数据 , 读取数据后经过” 数据口选中” 将状态信息 ready 清零 ; 若 ready 表示外

3、设无数据输入 , 则等待。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。条件传送方式的优点:其是计算机与外设之间最常见的数据传送方式 ,其优点是高速cpu能够与任意低速的外设进行速度匹配。但传送速度慢, cpu的利用率低,不能用于高速外设的数据传送;在接口应用程序中是使用最广泛的一种程序处理方法,它能够保证任意高速的计算机系统与任意低速的外设之间的同步协调工作,由于查询传送方式数据传送的依据是接口状态信息,因此要求接口程序设计人员必须对外设接口的状态信息和接口的控制方法有充分的了解。中断传送方式 ( 当外部设备准备好数据或准备好接收数据时 , 由外部设备向 cpu 发出中断请求

4、 , cpu 就暂停原程序执行 ( 实现中断 ) , 转入执行输入、 输出操作 ( 中断服务 ) , 输入、 输出完成后返回原程序继续执行 ( 中断返回 ) , 这样 cpu 就不用等待外设 ,从而提高cpu 利用率。 )DMA 传送方式 (其传送速度取决于计算机存储器的存取速度和外设的传送速度 , 在 DMA传送期间 , IBM PC 系列的计算机采用 cpu 停机方式 , 即 : 在进行 DMA传送时 cpu 一直处于等待状态 , 把数据总线、 地址总线和控制总线让出来供 DMA控制器使用 ; 当 DMA传送结束后 , cpu再恢复对DB、 AB 、 CB 总线的控制权 ,这些过程都由计算

5、机系统的硬件系统来实现。I/O 寻址方法 : 端口 I/O 寻址和存储器对应的 I/O 寻址方式 ; 端口寻址 , 在这种方式中 , cpu 有专门的 I/O 指令 , 在计算机系统中使资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。用不同的端口地址来区分不同的外设,操作时以端口作为寻址单元 , 接口中的不同信息 ( 数据、 状态、 控制信息 ) 均经过不同的端口地址来区分 , 一般来说 , 一个外部设备往往需要多个端口地址,这种 I/O 端口寻址方式是当前IBM PC 系列计算机及其它类型的微型计算机系统普遍采用的I/O寻址方式 ,当前微机均采用A15A0作为 I/O 寻址 ,

6、因此其 I/O 地址为 065535( 0FFFFH)共65536 个 8 位 I/O 端口或 32768 个 16位 I/O 端口 ; 存储器对应的I/O 寻址方式中 , 外部设备的 I/O端口是存储器的某些存储单元,每个外设占用一个或多个存储器地址,从而 cpu 对外设输入 / 输出一个数据相当于进行一次存储器读写操作,这种 I/O 寻址方式由于外设占用内存单元地址,会使计算机的有效内存容量减少,不便于计算机的并行操作, 已不再使用。什么叫总线 : 一个计算机系统由微处理器、存储器和输入 /输出等部分组成 , 计算机的各个部件均经过系统总线来连接, 总线就是计算机之间、 模块与模块之间传递

7、信息的一束束信号线的集合,为各模块间和各部件间提供标准信息通路。总线结构 : 以处理器为中心的面向处理机的结构和以总线为中心的面向总线的结构。 前者是将需要交换信息的模块经过总线建立点到点的连接 , 这也是当前微机总线的基本形式,后者是以总线为中心 , 计算机的所有设备 (包括 cpu 等) 均看作总线挂接的外设。面向总线的结构的优点: 1)简化软硬件的设计 :由于面向总线的资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。结构总线是严格定义的 , 因此只需将按照标准设计的cpu、存储器和 I/O 设备以插件形式挂入总线 , 并辅以软件即可工作 ,不需专门设计存储器和 I/O 设备

8、。 2)简化了系统结构 : 面向总线结构节省连接线 , 使系统清晰明了。3) 便于系统扩充和更新: 用户能够根据自己的需求 , 选购相应的插件板 ,使计算机系统从规模和功能上得以扩充。 面向处理器的总线结构能够根据处理器的特点设计最合适的总线系统 , 因此处理效率能够达到最佳效果, 但系统的兼容性不好 , 而面向总线的结构往往采用通用的总线规范, 兼容性好 , 但性能很难达到最佳 ;当前微机中 ,cpu 与存储器 ,以及各核心模块之间采用面向处理器的总线结构,保证 cpu的性能达到最佳状态 ; 而 cpu 和 I/O 设备之间采用面向总线的结构, 保证系统与 I/O 设备的良好兼容性和扩充性总

9、线传输方式 : 1) 同步式传输传输周期是固定的 ,在传输周期内严格地按规定的时间发出信号和进行相应的动作,在微机中 cpu与存储器之间的数据传输就是典型的同步式传输。2)异步式传输异步传输方式也称应答方式。进行通信的主、从模块不受统一的时钟控制 ,而是采 ?请求 和 应答 两信号来协调传输过程。在该方式下 ,由主模块提出传输(写或读 )的要求后 ,由被选中的从属模块来决定响应速度,这样不同速度的模块能够存在于同一系统中。3)半同步式传输是同步和异步传输方式的折中方式,特点:地址、命令和数据的发出时间都严格按照系统时钟脉冲前沿资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。时刻

10、, 接受判断采用系统时钟脉冲的后沿来识别。在微机中 , 半同步传输方式主要用于cpu 与外设的数据传输。4) 分离式传输其把一个读周期分解为两个分离的自周期, 在第一个周期中 ,主模块将地址、 命令 ,以及主模块的编号等一起发送到系统总线上,经总线传输后由相应的外设接收; 外设接收到主模块发出的命令后 , 将数据准备好 , 再向总线提出请求 , 将需要传输的数据传输到总线上 , 由主模块读取 , 这就是第二个传输周期。第三章微机接口芯片及应用1. 中断的分类 : 内部中断和外部中断 ; 内部中断 : 其中断源在cpu 的内部 ,主要是由 INT 指令、运算过程中的错误、设置的断点或单步执行而引

11、起的中断。( INT 指令、 CPU的错误 (除法错中断、溢出中断 ) 、为调试程序设置的中断( 单步中断、 断点中断) ) ;外部中断 (可屏蔽中断 ( INTR)和非屏蔽中断 ( NMI)区别是是否受 cpu 标志位 IF 的影响 )INTR 是由外部设备请求 ,经过中断控制器 8259A 管理的一类中断 , 当在 INTR 线上出现中断请求时 ,cpu 是否响应要取决于处理器的标志寄存器中的IF 标志 ,若IF=1,则 cpu 就响应该中断请求 ;否则不响应该请求。NMI是不受 cpu 标志寄存器 IF 标志的影响 , 主要是为处理某些计算机故障而设计的。在 IBM PC 系列计算机中

12、, NMI 仅在存储器奇偶校验出错、 I/O通道数据奇偶校验出错和80x87 协处理器异常3 种情况资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。发生。2. 硬件中断的优先权 : 内部中断 NMIINTR单步中断 中断源产生的中断请求是随机的 , cpu 在响应处理各中断源时 , 由 cpu 内部中断逻辑实现各中断源的不同处理。 各外部设备由 8259A 进行管理, 其中断优先权采用固定优先权 , IRQ0 最高 , IRQ7 最低。3. 中断的处理过程 : 请求中断响应中断关闭中断保留断点中断源识别保护现场中断服务子程序恢复现场中断返回具体的执行过程:关中断- 保存断点(下一

13、条指令的地址入栈) -获得中断服务程序入口地址转中断服务程序-保存断点现场(内部寄存器的值及标志寄存器的状态入栈) -开中断-执行中断服务代码- 关中断 - 恢复现场 - 开中断 - 返回4. 中断向量表 : 80x86 cpu 处理 256 级中断向量 , 类型号为0H0FFH, 一个中断向量占4 字节 ,分别存放中断服务程序的IP 和CS, 整个中断向量占用1024 字节用以存放各个中断向量的中断服务程序的入口地址( CS: IP),中断向量表就是各个中断处理程序的地址表 。中断向量表用存储器的0: 0H0: 3FFH区域存放各个终端服务程序的入口地址, 256级中断向量对应256 种中断

14、类型,每项占4 字节 ,前两个字节存放中断处理程序的偏移地址IP后两个字节存放中断处理程序的段地址CS。 因此某中断向量的处理程序的入口地址偏移可由中断类型号*4 计算出来。5. 8253工作原理 :其是 pc 中所使用的定时/ 计数器芯片 ,其内资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。部有 3 个独立的 16 位 数器通道 ,使用 +5V 源 ,是 24 个引脚的双列直插式芯片 , 8253 上是一个减法 数器 ,根据 数器特性有 : 出 率 f0= 入 率 fi/ 数器 数 N,及 f0=fi /N,采用周期表示T0=N*Ti 。因此 ,若固定 Ti, 定 与N成比例 化。8253 的主要功能: 1) 一片上有3 个独立的16 位 数器通道,最大 数范 065535. 2)每个 数器都能 按照二 制或二- 十 制 ( BCD码 ) 数3)每个 数器的 数速度可达2MHz 4)每个通道有6 种工作方式,可 程序 置来改 。5)所有的 入和 出都与与TTL 兼容。控制字寄存器 :SC1 SC0 RL1 RL0 M2 M1 M0 BDC通道 : 00= 数器 0, 01= 数器 1, 10= 数器