微机控制与接口技术练习题.方案

1、微机控制与接口技术练习题一、问答题1 一个好的工业控制计算机系统应具有哪些主要特点？2 常用的工业控制计算机有哪几种？3 简述工业PC机的结构。4 STD总线工业控制机的模板主要有哪些？5 什么叫总线？总线分为哪几类？总线由哪几部分组成？6 什么是系统总线？常用的系统总线有哪些？7 什么是设备总线？常用的设备总线有哪些？8 什么是接口？为什么要在CPU与外设之间设置接口？9 接口电路的硬件一般由哪几部分组成？10 接口电路的结构有哪几种形式？11 为什么两个端口可以共用一个端口地址？12 CPU与接口之间有哪几种传送数据的方式？13 I/O端口地址的编址有哪两种方式，试说明它们的区别。14参加

2、I/O端口地址译码的一般有哪些信号线？15 什么是中断？定时与中断在微机系统中有什么作用？16 什么叫同步通信方式？什么叫异步通信方式？它们各有什么优缺点？17 设异步传输时，每个字符对应1个起始位、7个数据位、1个校验位和1个停止位，如果波特率为9600bit/s,则每秒钟能传输的最大字符数是多少？二、选择题1下列设备系统中,一般不与系统总线直接连接的是（）A.外设B.I/O接口C.ROMD.RAM2RS232C接口标准中,规定逻辑“1”MARK状态电平为（）A.+3V+15VB.+3V+5VC.5V一3VD.15V一3V38255工作在方式1输入时,将端口C的第4位（PC4）置位,应执行（

3、）操作。A.10001000B-端口CB.00010000B-端口CC.10001000B-控制字寄存器D.00001001B-控制字寄存器4串行异步通信协议所规定的一帧数据中,允许最长的一帧数据共有（）位。A.13B.7C.12D.85. CPU与外设交换数据，中断驱动I/O方式，是（）A.以CPU为主动方B.以存储器为主动方C.以外设为主动方D.外设直接和存储器交换数据6. CPU与外设交换数据，当采用程序控制I/O方式时，是（）。A. 以CPU为主动方B.以存储器为主动方C.以外设为主动方D.外设直接和存储器交换数据7. 8250接口芯片支持（）通信。A.异步串行B.同步串行C.同步与异

4、步串行D.并行8. 同步串行通信与异步串行通信比较，以下说法错误的是（）A.异步通信按字符成帧，同步通信以数据块成帧B. 异步通信对时钟要求不太严格，同步通信收发双方对时钟严格要求同步C. 异步通信可以无校验，同步通信必须有校验D. 异步通信传输数据的效率比同步通信高9. 在PC机中，I/O端口和DMA操作使用相同的总线，当（）时，由DMA控制器控制系统总线。A.AEN=1B.ALE=1C.AEN=0D.ALE=010相邻两台计算机进行串行通信时，需连接的最基本三条线是（）AGND、TxD、RxDBRTS、TxD、GNDCCTS、RTS、GND11串行接口器件8250（A）只能作异步传送C）A

5、和B均可DTxD、RxD、DTR）B）只能作同步传送D）可作并行传送12. 设某片8255A在系统中的地址为1F0H1F3H，则A口、B口、C口和控制寄存器的端口地址分别为（）A) 1F0H、1F1H、1F2H、1F3HB) 1F1H、1F2H、1F3H、1F0HC）1F3H、1F2H、1F1H、1F0HD）1F0H、1F2H、1F1H、1F3H13. 串行接口中，并行数据和串行数据的转换是用（）来实现的。A）数据寄存器B）移位寄存器C）锁存器D）A/D转换器14. 串行异步通信的实现，必须做到（）。A）通信双方有同步时钟的传送，以实现同步B）一块数据传送结束时，用循环冗余校验码进行校验C）以

6、字符为传送信息的单位，按约定配上起始位、停止位和校验位D）信息组之间用同步字符隔开15. PC机串行通信接口的I/O地址为（）A）3F8H3FFHB）278H27FHC）378H37FHD）3E0H3E7H16. RS-232C标准的电气特性规定逻辑“0”电平为（）A）00.4VB）00.8VC）5V15VD）+5V+15V17. 若采用8255A的PA口输出控制一个七段LED显示器，8255A的PA口应工作于什么方式。（）A）方式0B）方式1C）方式2D）前面3种中的任一方式18. ISA总线的宽度为（）A)8位B)16位C)32位D)64位三、综合题1I/O地址译码电路如图所示回答下述问题

7、：(1) 该译码电路是什么结构形式？(2) 按译码电路采用的元器件来分，该译码电路是什么类型？(3) 分别指出Y、Y、Y、Y、Y、Y、Y、Y输出的端口地址。01234567(4) AEN参加译码，固定接旷,AEN=O表示什么？2BAENA9A8A7A6A5A4A32.某微机系统包括5个接口电路，其端口地址分别为200H203H,204H207H,208H20BH,214H217H,218H21BH。请利用门电路和给定的74LS138型3线一8线译码器在下图中设计能满足该系统地址使用要求的译码电路，要求Y0输出对应端口地址200H203H,Y输出对应端口地址204H207H,Y输出对应端口地址2

8、08H20BH,Y输出对125应端口地址214H217H,Y输出对应端口地址218H21BH,AEN参加译码，固定接G,62AAEN=0表示非DMA操作。3.设8255A在微机系统中，A口、B口、C口以及控制口的地址分别为260H,261H,262H以及263H。A组与B组均设为方式0，A口、B口均为输入，C口为输出，试编程初始化。4.设利用两台PC/XT机进行单工方式的串行通信,A机发送,B机接收，通信速率为2400bps，数据位7位，停止位1位，奇校验，CPU对通信接口8250访问采用中断方式。请将下列为B机8250编写的初始化程序段补充完整。（只允许接收数据寄存器满中断）MOVAL,MO

9、VDX,3FBHOUTDX,ALMOVAL,MOVDX,3F8HOUTDX,ALMOVAL,MOVDX,3F9HOUTDX,ALMOVAL,MOVDX,3FBHOUTDX,ALMOVAL,0BHMOVDX,3FCHOUTDX,ALMOVAL,MOVDX,3F9HOUTDX,AL5异步串行通信时，计算机的RS-232C接口的TxD端发送的波形如下:肘诃一一,一,一I!吋训嗚41（1）其中每个字符含7位数据位，1位校验位，1位停止位，请问该字符的数据是多少?采用的是奇校验还是偶校验?（2）假设上述发送数据的速率为2400bps,请问传送该字符需用多少时间？6.8255A接口芯片地址为60H63H，

10、请指出下列程序段功能。1)MOVAL,80HOUT63H,AL其功能是：2)MOVAL,08HOUT63H,AL其功能是：7. 设两台PC机采用全双工查询方式直接通信，下面是用8250作串行异步通信接口的初始化及发送与接收程序。（1）请给带标号的语句加上正确的注释。（2）说明初始化程序所规定的传输数据的格式。（3）当两台PC机同时运行下面的通信程序，双方各自从键盘键入字符，请分析程序的运行结果。KEY：MOVMOVOUTMOVMOVOUTINCMOVOUTMOVMOVOUTMOVMOVOUTCHECK：MOVINDX，AL，DXDXAL，DX，3FBH80H1AL3F8H12IalJDXAL，

11、0IDX,AL-TAL，0BH'DX，3FBHADX，AL-AL，03HDX，3FCH*DX，ALDX，3FDHAL，DXTESTAL，1:;:TESTAL，20H:JNZREVJZCHECKTR：MOVAH，1；读键盘缓冲器内容，若有键按下，ZF=0INT16HJZCHECKMOVDX，3F8HOUTDX，AL:JMPCHECKREV：MOVDX，3F8HINAL，DX:ANDAL，7FH；屏蔽掉D7MOVBX，0041H；设置显示属性MOVAH，14；用中断调用显示接收到的字符INT10HJMPCHECK微机控制与接口技术练习题参考答案一、问答题1具有完善的过程通道，便于各种形式的

12、信息变换，并完成检测数据输入和控制信息输出； 具有完善的中断系统和高速数据通道，以使其能迅速响应生产过程的中断请求，并能与生产过程实时交换信息； 具有高可靠性，能在规定的时间内连续运行而不发生故障，并且在发生故障时能够快速修复； 具有很强的适应环境的能力，能够适应高温、高湿、腐蚀、振动、冲击、灰尘等环境，并有较强的抗电磁干扰能力； 具有人机交互功能，使人能够及时地对生产过程进行必要的干预； 具有丰富的工业控制软件。2. 工业PC机，STD总线工业控制机，可编程序控制器，单片机，DSP微处理器，集散控制系统（DCS）。3. 工业PC机系统由工业控制机主机、输入输出接口模板、通信接口模板、信号调理

13、模块等组成。 工业PC的主机结构包括：加固型机箱、无源总线底板、工业电源、主机板、显示板、硬盘、CD-ROM驱动器以及显示器、键盘、鼠标等其他配件。 输入接口模板包括模拟量输入、开关量输入和脉冲量输入模板等。 输出接口模板包括模拟量输出、开关量输出和脉冲量输出模板等。 通信接口模板包括串行通信接口板（RS-232等）、网络通信板、现场总线通信板等。 信号调理模块对现场各类输入信号进行预处理；对工控机输出信号进行隔离、驱动。 远程数据采集模块可直接安装在现场一次变送器处，将现场信号通过现场总线与工控机通信相连。4. CPU模板是工业控制机的核心部件。按照STD总线标准设计的CPU模板，一般都提供

14、了中央处理器、存储器、DMA控制器以及串、并行输入输出等功能。 存储器板用于计算机系统扩展内存或外存。 人-机接口模板是提供显示输出和键盘输入的多功能接口模板。 系统支持板。很多系统还需要配置系统支持板，以完善其系统功能。 工业I/O模板。工业生产过程有大量的开关量信号，这些现场开关量信号通过开关量输入输出模板与工业微机相连。工业现场的压力、温度、位移等模拟量信号，需要通过模拟量输入（A/D）模板与工业控制机相连，以实现信号检测。有些工业用仪表或工业设备（如电机）需要通过模拟量输出（D/A）模板以实现控制。5总线是将计算机系统中各部件连接起来的信息传输通道。通过总线可以传输数据信息、地址信息、

15、各种控制命令和状态信息。利用总线，一个设备就可以完成与另外一个设备或多个设备之间的通信。一般来说，计算机总线分为内部总线、系统总线、外部总线三类。内部总线位于微处理器芯片内部的总线，系统总线是微机系统内部各部件（插板）之间进行连接和传输信息的一组信号线，它是与I/O扩展插槽相连接的。外部总线（又称通信总线、设备总线）它用于在系统之间进行互联，如微型机之间、微型机与仪器或其它设备之间。微机总线主要由数据总线、地址总线、控制总线、电源线和地线四部分组成。数据总线用于传输数据信息，地址总线用于传送地址信息，控制总线用于传送控制和状态信号，控制总线是最能体现总线特色的信号，电源线和地线决定总线使用的电

16、源种类及地线分布和用法。6系统总线是微机系统内部各部件（插板）之间进行连接和传输信息的一组信号线，也称微型计算机总线或板级总线，它是与I/O扩展插槽相连接的。I/O插槽中可以插入各种扩充板卡，作为各种外设的适配器与外设连接。常用的系统总线有ISA总线，PCI总线，STD总线等。7设备总线用于在系统之间进行互联，如微型机之间、微型机与仪器或其它设备之间。常用的设备总线有RS一232C,IEEE1394,USB总线等。8. 通常把介于主机和外设之间的一种缓冲电路称为I/O接口电路，简称I/O接口。CPU与外部设备交换信息存在以下一些问题：速度不匹配：CPU的速度很高，而外设的速度要低得多，而且不同

17、的外设速度差异很大。信号电平不匹配：CPU所使用的信号都是TTL电平，而外设大多是复杂的机电设备有自己的电源系统和信号电平。信号格式不匹配：CPU系统总线上传送的通常是8位,16位或32位的并行数据，而各种外设使用的信息格式各不相同，有些设备上用的是模拟量，而有些是数字量或开关量；有些设备采用串行方式传送数据，而有些则采用并行方式。时序不匹配：各种外设都有自己的定时和控制逻辑，与计算机的CPU时序不尽相同。因此输入输出设备不能直接与CPU的系统总线相连，必须在CPU与外设之间设置专门的接口电路来解决这些问题。9. 每个接口电路中都包含一组寄存器，CPU与外设进行信息交换时，各类信息在接口中存入

18、不同的寄存器，一般称这些寄存器为I/O端口，简称为口（Port）。用来保存CPU和外设之间传送的数据（如数字、字符及某种特定的编码等）、对输入输出数据起缓冲作用的数据寄存器称为数据端口；用来存放外设或者接口部件本身状态的状态寄存器称为状态端口；用来存放CPU发往外设的控制命令的控制寄存器称为控制端口。若干个端口加上相应的控制电路而构成接口。10接口电路的结构形式是指采用什么样的元件、器件或部件，以什么方式来构成接口电路。接口电路一般有以下几种结构形式。 固定式结构采用SSI或MSI的IC逻辑芯片，按设计要求组合而成。电路一经做成，其工作方式和功能就固定不变，是一种不可编程的接口电路。 半固定式

19、结构是指采用GAL或PAL器件构成的接口电路。由于采用这种器件的接口电路，其功能和工作方式可以通过改写内部的逻辑表达式加以改变，而逻辑表达式一旦烧入芯片，其功能和工作方式又能固定下来，因此，把它叫做半固定式结构。 可编程结构的接口电路，其工作方式和功能可以通过编程方法加以改变，使用灵活，适应面宽，能满足不同外设接口的需要。 智能型结构，若采用专门设计的I/O处理器（如I8189）或通用单片机，就可以构成智能接口。由于这些芯片本身带有微处理器，因此，外设的全部管理功能都可由智能接口来完成，大大提高了系统的效率和数据吞吐量。11正如每个存储单元都有一个物理地址一样，每个端口也有一个地址与之相对应，

20、该地址称为端口地址。有了端口地址，CPU对外设的输入输出操作实际上就是对I/O接口中各端口的读写操作。由于状态端口只做输入操作，控制端口只做输出操作，因此，有时为了节省系统地址空间，在设计接口时往往将这两个端口共用一个端口地址，再用读写信号来分别选择访问。12. 程序传送方式是指在程序控制下进行信息传送，又分为无条件传送方式和条件传送方式（查询传送方式）。如果计算机能够确信一个外设已经准备就绪，那就不必查询外设的状态而可直接进行信息传输，这称为无条件传送方式。查询传送方式下，CPU通过执行程序不断读取并测试外设的状态，如果外设处于准备好状态（输人设备）或者空闲状态（输出设备），则CPU执行输人

21、指令或输出指令与外设交换信息。 中断传送方式。在中断传送方式下，外设具有申请CPU服务的主动权，当输入设备将数据准备好或者输出设备可以接收数据时，便可以向CPU发出中断请求，使CPU暂时停下目前的工作与外设进行一次数据传输。数据传输完成以后，CPU继续进行原来的工作。 DMA方式，DMA控制器在传输数据时不用指令，而是通过硬件逻辑电路用固定的顺序发地址和用读/写信号来实现高速数据传输。13. I/O端口与内存单元统一编址。在这种方式中，把一个外设端口作为存储器的一个单元来对待，故每一个外设端口占用存储器的一个地址。从外部设备输入一个数据，作为一次存储器读的操作；而向外部设备输出一个数据，则作为

22、一次存储器写的操作。这种方式的内存和外设的地址分布图是同一个，外设占用了内存单元。I/O端口与内存单元独立编址。在这种编址方式中，建立了两个地址空间，一个为内存地址空间，一个为I/O地址空间。内存地址空间和I/O地址空间是相对独立的，访问内存地址空间和I/O端口采用不同的指令，因此，指令系统中不仅有访问内存的指令，还有访问I/O端口的的输入输出指令。这种方式的存储器地址空间不受I/O端口地址空间的影响。14. 参加I/O端口地址译码的主要是地址信息，地址信号线通过I/O地址译码电路，产生接口芯片的片选信号CS。I/O地址译码电路不仅仅与地址信息有关，而且还与一些控制信号有关，例如用AEN控制D

23、MA或是非DMA传送；用I/OCS16信号控制8位还是16位端口；用SBHE信号控制奇或偶端口；有些译码电路将IOR或IOW信号也参加进来。15使CPU暂停运行原来的程序，按照需要转去执行为紧急事件服务的程序（也称中断服务程序），待该程序处理完后，再返回运行原来的程序，此即中断或中断技术。中断除了能解决快速CPU与中慢速外设速度不匹配的矛盾以提高主机的工作效率之外，在实现分时操作、实时处理、故障处理、多机连接以及人机联系等方面有广泛的用途。在计算机系统以及实时控制系统中，经常需要用到定时信号，例如计算机系统中的日历时钟，动态存储器的定时刷新信号，实时控制系统中的定时中断、定时检测、定时控制等。

24、16同步通信是指将若干字符组成一个信息组，字符一个接着一个传输。但是，在每组信息（通常称之为信息帧）开始要加上12个同步字符。在传输线上没有字符传输时，要发送专用的“空闲”字符或同步字符，其原因是同步传输字符必须连续传输，不允许有间隙。异步通信是指通信中两个字符之间的时间间隔是不固定的，而在同一字符中的两个相邻代码间的时间间隔是固定的通信方式。一个字符在传输时，除了传送它本身的编码外，还要传输几个附加的数位。一般在字符开始传输前，传输线必须在逻辑上处于“1"状态，可称其为标识态。每个字符的传输用一个起始位（逻辑"0”）表示开始，用停止位表示字符结束，在起始位和停止位之间是几位字符编码和奇偶校验位。这样构成的一串数据称为一帧。一帧数据的各位代码间的时间间隔是固定的，而相邻两帧数据的时间间隔是不固定的。