接口作业参考

1、第一章1.3总结、比较Pentium微机系统南北桥系统结构和中心结构特点。 答： 北桥:CPU总线-PCI总线桥片（Host Bridge） 南桥:PCI总线-ISA总线桥片。最大特点:可以使高速外围设备通过PCI插槽直接与PCI相连，适应了当前高速外设与微机处理器之间高速通信的要求。尽管南北桥结构能够提供高速的外围PCI总线以支持高速外设与CPU的连接要求，但是由于南北桥芯片之间的连接与数据交换同样也是通过PCI，这样，南北桥芯片之间频繁交换的大量数据信息必然会导致PCI总线信息通路的拥挤与不畅，同时也会影响到南北桥芯片之间的信息交换。为了解决这个问题，也为了更好地发挥PCI总线的作用，人们

2、就提出了中心结构。 中心结构(HUB)的特点: 1）.存储控制中心用于提供高速AGP接口、动态显示管理、电源管理和内存管理功能。 2）.I0控制中心提供了音频编码和调制解调器编码接口、IDE控制器、USB接口、局域网络接口，并与PCI总线及其插槽连接在一起。 3）.固件中心包含了主板BIOS、显示BIOS和可用于数字加密、安全认证等领域的硬件随机数产生器。 4）. 中心结构抛弃了南北桥结构，即南北桥芯片之间需频繁进行交换的大量数据不再通过PCI总线信息通道进行传送，而是直接在桥路芯片组内部的两块控制芯片之间进行交换。 主要有810系列、815系列、820系列、850系列和860系列等。 1.1

3、0 说明微机系统中系统总线和局部总线的概念。PC系列微机中常用的系统总线和局部总线有哪几种。答： 局部总线：在系统总线和CPU总线之间的一级总线，提供外设到CPU之间的快速信息通道。局部总线有：PCI、VESA总线 系统总线：也称为I/O总线，是传统的通过总线扩展卡连接外部设备的总线。由于速度慢，其功能已经被局部总线替代。系统总线包含有三种不同功能的总线，即数据总线DB（Data Bus）、地址总线AB（Address Bus）和控制总线CB（Control Bus）。常见系统总线有：ISA总线、PC-104总线、EISA。 1.11 试述ISA，EISA，PCI总线的特点。答： ISA总线特

4、点：（课本 P14） （1）具有比XT总线更强的支持能力。 （2）是多主控总线 （3）可支持8种类型的总线周期。 EISA总线的特点： （1）开放式结构，与ISA卡完全兼容。(内部被设计成为双层引脚,ISA卡可插入EISA槽中。) （2）32位数据线D0-D31 （3）32位地址直接寻址范围为4GB. （4）最大时钟频率8.33MHz （5）最大传输率33MHz (8.33×32位/8)。 PCI总线的特点： 1) 独立于处理器(不依附于某个具体处理器) 2) 传输效率:133266MB/S 3) 多总线共存:(CPU总线/ISA/EISA) 4) 支持突发传输(顺序读/写一批数据)

5、 5) 支持总线主控方式(任何CPU成为主控) 6) 采用同步操作 7) 支持两种电压下的扩展卡(5V,3.3V) 8) 具有即插即用功能(自动选择未使用中断和地址) 9) 合理的管脚安排 10) 预留扩展空间 1.15 微机接口一般应具备哪些功能？答：接口就是CPU与外界的连接电路,或者说是与外界进行信息交换的界面。接口的功能： 数据缓冲功能：通过寄存器或锁存器实现。存放数据的寄存器或锁存器称之为数据口。 接受和执行CPU命令功能：存放CPU命令代码的寄存器称之为命令口，存放执行状态信息的寄存器称之为状态口。 设备选择功能：CPU通过地址译码选择不同外设。即CPU通过地址译码选择不同I/O接

6、口。 信号转换功能：协调总线信号与I/O设备信号。转换包括信号的逻辑关系、时序配合和电平转换。 可编程功能：增加接口的灵活性和智能性。第二章 2.2 在8086CPU中，有那些通用寄存器和专用寄存器？说明它们的作用。答：通用寄存器有： 数据寄存器AX,BX,CX,DX AX作为累加器, 在字(AL,AH字节)乘,除法运算中存放结果,I/O指令中传送数据. BX作为基址寄存器, CX作为计数寄存器 (如循环、串操作) DX作为数据寄存器专用寄存器； 地址指针寄存器SP,BP SP:堆栈指针寄存器, BP:基址指针寄存器 变址寄存器SI,DISI:源变址寄存器, DI:目的变址寄存器段寄存器CS,

7、DS,SS,ESCS:代码段寄存器 DS:数据段寄存器 SS:堆栈段寄存器 ES:附加段寄存器指令指针寄存器IP 存放预取指令的偏移地址.标志寄存器LAGS 记录算术和逻辑运算的一些状态标志 1.控制标志(3个): DF,IF,TF DF(direction flag):方向标志. IF(interrupt enable flag):中断允许标志 TF(trap flag):跟踪(陷阱)标志 2.状态标志(6个) CF 进位标志（Carry Flag）：有进/借位为1，无进借位为0。另循环指令也使CF=1。 AF 辅助进位标志（Auxiliary Carry Flag）：低4位向高位有进/借位

8、（即第3位向第4位进位）为1，否则AF=0。 PF 奇偶标志（Parity Flag）：运算结果若低8位所含1的个数为偶数，则PF=1，否则PF=0。 ZF 全零标志（Zero Flag）：当运算结果使有效位数的各位全为零时ZF=1，否则ZF=0。 SF 符号标志（Sign Falg）：当运算结果为负时SF=1，否则SF=0。SF的值就是有符号数的最高位(符号位)。 OF 溢出标志（Overflow Flag）：当运算结果超出了机器所能表示的范围时，则OF=1，表示溢出，否则OF=0。 2.3 在现代微机系统中，为什么要将存储器分段使用？答： 80486分段管理是把虚拟存储器组织成容量大小不等

9、的区间的集合,这些区间称为段.2.4 在现代微机系统中，实际物理地址是由哪两部分获得的？(现代微机系统一般应不低于32位)答：段基址和偏移地址。在80486系统中,偏移地址的产生与8086相同.其段基址不再由CS,DS,ES等直接给出,而是以他们作为段选择器,用来选择描述表中的描述符.而描述符则指明相应的段基址,段的大小,段的属性.2.8 80486/Pentium访问存储器有哪几种工作方式？各提供多大的地址空间？ 实地址模式：操作数默认长度为16位，但允许访问32位寄存器（在指令前加前缀）。不用虚拟地址，最大地址范围仍限于1MB，只采用分段方式，每段最大64KB。 保护地址模式：存储器采用虚

10、拟地址空间、线性地址空间和物理地址空间三种方式来描述。强大的寻址空间。在保护方式下，可以寻址的空间大至64TB（246）（虚拟地址）。 虚拟8086方式：虚拟8086方式下每个任务尽管最大1MB，但可以在整个内存空间浮动，因此V86方式实际寻址空间为4GB。 第三章3.1 什么是端口？（课本P96）I/O端口的编址方式有哪几种？各有何特点？（课本P98）在8086系统中采用哪种方法进行I/O端口编址？在PC系列微机中端口的地址范围有多大？答：就是CPU与外界的连接电路,或者说是与外界进行信息交换的界面.I/O端口的编址方式分为存储器映像I/O端口地址编址方式（统一编址）和独立的I/O编址方式（

11、独立编址）两种。独立的I/O编址方式有3个特点： （1）I/O设备的端口地址空间与存储器地址空间是完全分开、相互独立的，即I/O端口地址不占用存储器的地址空间。 （2）CPU使用专门的控制信号来区分是对存储器寻址还是对I/O寻址。 （3）微处理器对I/O设备的管理是使用专门的输入（IN）和输出（OUT）指令来实现数据传送的，而输入/输出数据通道则是公共的总线构成。存储器映像I/O端口地址编址有3个特点： （1）I/O端口与存储器公用同一地址空间。 （2）微处理器对I/O设备的访问，等同与对存储器的存储单元所进行的访问。 （3）CPU确定是对存储器还是对I/O端口进行访问，是通过地址码的不同以及

12、读、写控制信号来实现的。 8086支持I/O独立编址方式和I/O统一编址（存储器映象编址）方式。I/O统一编址时，I/O地址不能缓存。PC机中用了 10条地址线进行I/O操作,其地址空间为1K,可寻址范围为 0000H 03FFH。3.3 某输入接口的地址为0E54H，输出接口的地址为01FBH，分别利用74LS244和74LS273作为输入和输出接口。试编写程序，使当输入接口的bit1，bit4，bit7同时为1时，CPU将内存中DATA为首址的20个单元的数据从输出接口输出；若不满足上述条件则等待。答： MOV SI,OFFSET DATA MOV DX,0E54H; IN AL,DX;

13、MOV CX,20 AND AL,01101101B TEST AL,FFH JNZ DONE DONE: MOV AL,SI MOV DX,01FBH OUT DX,AL DEC CX JNZ DONE 3.4 使用74LS138译码器和比较器以及可选开关电路设计一个外设端口译码电路，使CPU能寻址四个地址范围：02800287H，0288028FH，02900297H，0298029FH。 3.6 对8255口C的使用有那些不同于口A和口B的地方？答： A口和B口只作输入/输出的数据口用，C口的作用与8255A的工作方式有关，它除了作数据口以外，还有其他用途如： b.作状态口。 c.作专用

14、（固定）联络（握手）信号线。 d.作按位控制用。3.9 某8255芯片的地址范围为A380HA383H，工作于方式0，A口，B口为输出口，现欲将PC4 置“0”，PC7置“1”，试编写初始化程序。 解： 注：关键是命令字和地址是否正确。实现对8255A工作方式及端口功能的指定 MOV DX,A383H; 初始化命令 MOV AL,80H ; 方式0，A口，B口，C口为输出口 OUT DX,AL; 送到命令口 如果要使引脚PC4 输出低电位，则程序段为 MOV DX，A383H ；8255A命令口地址 MOV AL，08H ；使PC4 =0的命令字00001000 OUT DX，AL ；送到命令

15、口如果要使引脚PC7 输出高电位，则程序段为 MOV DX，A383H ；8255A命令口地址 MOV AL，0FH ；使PC7 =1的命令字00001111 OUT DX，AL ；送到命令口 3.11 8255芯片的A口和B口分别与8个LED灯和8个开关连接好，通过开关控制LED等的开和关。8255的端口地址为40H，42H，44H和46H。画出译码电路图，编写初始化程序和控制程序。答：初始化程序如下： MOV DX,46H; 初始化命令 MOV AL,82H ; 方式0，A口,C口为输出口,B为输入口。 OUT DX,AL; 送到命令口控制程序如下： IN AL，42H ；把输入口的数据送

16、AL NOT AL ;按位取反 OUT 40H，AL ；把输入的数据取反送A口 电路连接图如下： 3.13 用8086，8255，8259,8253构造系统实现对指示灯控制。8255的PA0 ，PA1 ，PA2接三位DIP开关，通过DIP开关的闭和状态决定接在PB口上的8个指示灯之一闪烁。如PA2 ，PA1 ，PA0为000时，PB0上所接指示灯闪烁，其余灯熄灭。要求闪烁频率为每秒10次。设8259地址为20H和21H，8255地址为60H63H，8254地址为40H43H，时钟频率为50KHZ，8259A中断向量号为70H和71H。试设计硬件连接电路，填写中断向量表，编写全部初始化程序，完成

17、控制程序编写。 答：电路图如下： 3.18 某一计算机应用系统采用8253的计数器0做频率发生器，输出频率为500HZ，用计数器1产生1000HZ的连续方波信号，输入8253的时钟频率为1.19MHZ。试问：初始化时送到计数器0和计数器1的记数初值分别为多少？计数器1工作在什么方式下？解：计数初值=输入时钟频率/输出波形，所以 计数器0的记数初值：1.19MHZ/500HZ=2380 计数器1的记数初值：1.19MHZ/1000HZ=1190 计数器1产生1000HZ的连续方波信号所以工作在方式3下3.21 某系统中8253芯片的通道0通道2和控制字端口号分别为FFF0HFFF3H，定义通道0

18、工作在方式2。CLK0=5MHZ，要求输出OUT0=1KHZ方波；定义通道1工作在方式4，用OUT0作为计数器，计数值为1000，计数器计到0向CPU发中断请求，CPU响应这一中断后继续写入计数值1000，重新开始记数，保持每1秒钟向CPU发出一次中断请求。请画出硬件连接图，并编写初始化程序。 答：8253初始化程序如下： MOV DX,FFF3H ; 初始化通道0 MOV AL,00110100B ; 写入计数器0的控制字，计算初值为5000，所以读/写方式为11，工作方式为X10 OUT DX,AL; MOV AX,5000 ; 计数初值为5000 MOV DX，FFF0H OUT DX，

19、AL ；低8位送DX MOV AL，AH OUT DX，AL MOV DX，FFF3H ；初始化通道1 MOV AL，01000111B ； 写入计数器1的控制字，计算初值为1000，所以读/写方式为11，工作方式为100 OUT DX,AL; DEC DX DEC DX MOV AX，1000 ；计数初值为1000 OUT DX，AL MOV AL，AH OUT DX，AL3.22 在8086系统中，用8253构成一个定时，计数与脉冲发生器系统。利用通道0完成对外部事件计数功能，计满100次向CPU发中断请求；利用通道1产生频率为1KHZ的方波；利用通道2产生1秒标准时钟。8253的计数频率

20、为2.5MHZ，8254的端口地址为41H47H，试完成硬件连接和初始化编程。第四章4.6 每个字符需要的发送位数是12位（数据位8位，校验位1位，停止位2位，起始位1位）。每秒发送100个字符共1200位。因此波特率为1200波特，位周期= 833?s。4.8 TXD和RXD的频率=300b/s*16个/b=4.8kHZ 用异步通讯传送字符A的ASCII码占10b 传送A字符需要时间t=10b/(300b/s)=1/30(s) 波形图见课本167页图4.84.9 字符长度为7B，波特因子为1，则方式字为11111001B 命令字：00110111B4.11 MOV AX,CS MOV DS,

21、AX MOV DX,2FBH;方式寄存器 MOV AL,8AH;假定收发双方已经约定校验方式，否则AAH OUT DX,AL;DABL =1 MOV DX,2F8H MOV AL,60H;波特率低字节 OUT DX,AL MOV DX,2F9H MOV AL,00H;波特率高字节 OUT DX,AL MOV DX,2FBH MOV AL,0BH OUT DX,AL;DABL=0方式寄存器 MOV DX,2F9H MOV AL,00H OUT DX,AL;中断允许寄存器清零 SEND: MOV DX,2FDH IN AL,DX TEST AL,20H JZ SEND MOV DX,2F8H MO

22、V AL,BUF;BUF存放该ASCII字符 OUT DX,AL 4.13方式命令字：01011110B程序参见书本182页，将发送程序和接收程序的0CFH改为06EH第五章5.2 (1)外部硬件中断 (2)非屏蔽中断 (3)软件中断 (4)内部中断和异常5.3 非屏蔽中断NMI:类型号2,中断向量表地址,0000:0008H0000:000BH 区别:外部中断可屏蔽，而NMI不可屏蔽. NMI主要用于处理系统的意外或故障.5.4 (1)被零除中断 (2)单步中断 (3)溢出中断 (4)断点中断 (5)指令中断5.5 内部中断和异常按照报告错误的不同,分为故障，陷阱和异常。分配给内部中断和异常

23、的实模式中断向量号有1,3,4,5,6等。5.11 在80386实模式下,中断向量由中断服务程序的段基址和偏移地址组成。对于题目所给的微机系统来说，对于中断号x,应该在0000:00(x*4)开始,连续写入A000 AA00。5.23 clk=1/20MHZ,T=2*4clk=0.4(us)5.25 ICW1:00010010B5.28 写一个初始化8259A的程序。假定8259A位于存储器地址0A000H处，DS值为0000H。ICW1:MOV DX,A000H;8259的地址 MOV AL,00010011B;写ICW4,单片，边沿触发 OUT DX,ALICW2:MOV DX,A001H

24、;中断类型号 MOV AL,08H;指定中断类型号高5位为00001B OUT DX,ALICW4:MOV DX,A001H MOV AL,00000101B;采用非特殊全嵌套，非缓冲方式，正常EOI，86/88模式 OUT DX,AL MOV AX,CS MOV DS,AX第六章6.1 （答案P224） 答：1、控制数据传送的控制源不同2、进行数据传送的路径不同3、控制数据传送的方法不同。6.3（答案P225）答:经过4步完成1) DMA申请2) DMA响应3) DMA传送4) DMA结束6.5（答案P227）答 有两种工作状态1) 被动状态。DMA控制器受CPU控制。DMA操作前CPU对D

25、MA控制器进行初始化编程，写入操作方式，操作类型，数据块长度，存储单元地址及地址变化的方向等信息。DMA操作后，CPU从DMA控制器读取状态信息。2）主动状态。DMA取得系统总线的控制权。DMA控制器想存储器和I/O发出地址或宣统信号和读/写控制信号，控制数据的读写。6.12(答案P239最下面)答：DMA的每个通道职能提供16位地址，当地址总线位20位时，系统采用4*4的存储阵列74LS670作为页面地址的寄存器，提供存储单元地址的高4位A16A19。6.13(答案P241最上面)答：在DMA的有效周期中，8237A-5给进行DMA传送的外设发出DACK信号，取代片选信号机端口选择信号，只要

26、外设收到有效的DACK信号，就表示它已经被选择作为数据传送的一方。6.15（答案P237最下面）答：一般情况下有效周期有四个周期S1,S2,S3,S4组成，当慢设备无法在指定的时间完成操作，则通过令READY信号无效，在8237A-5的S3和S4之间插入一个等待周期Sw.S1：更新8位地址的状态周期S2：输出有效地址的状态周期。S3：读状态的周期S4：写状态的周期Sw：等待状态的周期。第七章7.1（P250）答：（1）速度快。全速模式12Mbps,低速模式1.5Mbps,USB2.0定义的高速模式速度可达480Mbps.(2)设备安装和配置容易（3）易于扩展（4）使用灵活（5）能够采用总线供电

27、（6）实现成本低7.2答全速模式下J=0,k=1进行比特填充后为01010111110110017.3答：USB主机是一台带有USB接口的普通计算机，他是USB系统的核心。USB设备包括USB集线器和功能设备两大类。集线器：有一个面向主机的端口，称为上游端口。有多个用做何下端USB设备连接的控制器，称为下游端口。USB功能设备：具有一定特殊应用功能的设备。HUB属于USB设备，带有HUB的主机属于USB主机。7.5应该采用块传输传输。控制传输时USB系统软件用来配置设备并对其进行控制的传输方式。杜宇全速设备，数据有效负载最多为8，16，32或64个字节。对于低速设备，最大为8字节。块传输主要基

28、于主机和设备之间有大量的数据需要传输而又不要求同步性，只有全速设备才能进行块传输。有效负载为8，16，32或64字节中断传输适合于具有周期性，但数据量较小的通信，它也是单向的。同步传输或实时传输保证断电有确定的传输率适合于音频设备。有效数据负载为01023个字节U盘属于块设备。用块传输比较合适7.7冗余位为0011第八章8-2PCI局部总线的特点有：数据传输速率高、支持成组数据传送方式、独立于微处理器CUP、适用于多种机型、支持多主控器、存取时间延迟小、数据的完整性和可靠性、支持即插即用、低成本高可靠性。8-8PCI总线上的数据传输时在FRAME#、IRDY#、TRDY#这三个信号的控制下进行

29、的。在单存储周期传送方式下，用2个时钟周期对数据字进行读/写操作。在成组传送方式下，第1个时钟周期PCI总线提供的是地址信息，而后续的每个时钟周期内访问的都是数据信息。FRAME#信号有效后的第1个时钟周期的前沿是地址期的开始。下一个时钟周期的前沿开始是一个或多个数据期。每当IRDY#和TRDY#信号同时有效时，就在主、从设备之间传送数据。8-10PCI总线定义了三种物理地址空间：内存地址空间，I/O地址空间和配置地址空间。8-15PCI总线仲裁基于访问而不基于时间。PCI的总线裁决是隐含的，也就是说一次仲裁可以再上一次访问期间完成，使得总线仲裁的实现不必占用单独的PCI总线周期。PCI总线仲

30、裁的基本过程为：某个设备发出请求信号REQ#，若GNT#有效，表示仲裁器允许该设备占用总线。取得总线控制权后，主设备就会设置FRAME#有效，开始发布地址和命令。然后在满足IRDY#和TRDY#同时有效的条件下，进行数据传输。8-18PCI总线配置空间的容量为256个字节，并分为头标区和设备相关区两部分。头标区的长度为64个字节，其中的信息用来识别各自不同的设备，并使设备能以一般的方法控制。每个设备都必须按照该区的格式和规定进行设置。其余的192个字节为设备相关区，其中的信息及功能视设备而定。8-22PCI总线与用户总线之间的数据传送方式有3种：Pass-Thru,FIFO和Mailbox。第

31、九章9-2一般每个键在被按下或释放时，都要经历短暂的抖动后才能稳定地接通或断开。去抖动可以用硬件消抖法与软件延时法。9-5图：8255A0-A3做为行线，B0-B3做为列线。B0-B3做为输入接入四输入与门74LS21,其输出接入8255A的PC2（即B组的STB#）。注：初始8255A的A口为方式0输出，B口为方式1输入，置PC2=1，即INTEB=1。初始行线为低电平。设8255A的端口A，端口B，端口C，控制寄存器的地址分别为300H，301H，302H，303H。中断服务程序：KEY:PUSHAXPUSHBXPUSHCXPUSHDSMOVAH,0FEH；行扫描码初值MOVBL,4；行数

32、MOVBH,4；列数MOVCL,0FFH；键号初值为-1MOVDX,300HNEXT:MOVAL,AHOUTDX,AL；输出行扫描码MOVDX,301HINAL,DX；读取列值CMPAL,0FFHJNZF_KEY；找到按键，转去计算键号ROLAH,1；修改扫描码ADDCL，BH；该键不在该行，使键号取该行未列的键号值DECBLJNZNEXTF_KEY:INCCLRCRAL,1JCF_KEYMOVBUF,CL；保存键号POPDSPOPCXPOPBXPOPAXIRET9-8图：8279的SL0-SL3经74LS45译码后，将其中的4个输出信号作为LED的位选信号以及键盘的行扫描信号。8279的的R

33、L0-RL3接键盘的4根列线。OUTA0-3，OUTB0-3接4个LED的段选信号。注：初始8279的工作方式为：编码扫描键盘输入，双键互锁；8个字符显示输出，左入口。显示输出程序段：（设BUF里只存了4个要显示的字符）；将要显示字符的字形码送入显示RAM的相应单元MOVBH,0；字符移位量的高位清零MOVCX,4；设置字符个数MOVDX,0FFFAH；命令字MOVAL,00HOUTDX,AL；设置显示方式：8字符，左入口MOVAL,3EHOUTDX,AL；设置分频系数=30，产生100kHz的扫描频率MOVAL,90HOUTDX,AL；设置写入显示RAM的首址为0，地址自动递增NEXT：MOVDX,0FFF8H；数据口MOVBL,0；MOVAL,BUFBX；取出要显示字符的字形码OUTDX,AL；字形码写入到显示RAM中INCBLLOOPNEXT；写完剩下的几个字符键盘输入程序段：；查询键盘是否有键按下，若有，将其键盘数据存入内存中MOV0FFFAH；命令口WAIT:INA