微型计算机接口技术及应用课后习题答案-第四版-刘乐善

微型计算机接口技术及应用课后习题答案__第四版____刘乐善习题一2、为什么要在CPU与外设之间设置接口？在CPU与外设之间设置接口主要有4个原因：（1）CPU与外设二者的信号不兼容，包括信号线的功能定义、逻辑定义和时序关系（2）CPU与外设的速度不匹配，CPU的速度快，外设的速度慢（3）若不通过接口，而由CPU直接对外设的操作实施控制，会使CPU处于穷于应付与外设打交道之中，大大降低CPU的效率（4）若外设直接由CPU控制，会使外设的硬件结构依赖于CPU，对外设本身的发展不利。3、微型计算机的接口一般应具备那些功能？微机的接口一般有如下的几个功能：（1）执行CPU命令的功能：CPU将对外设的控制命令发到接口电路中的命令寄存器（命令口）中，在经分析去控制外设（2）返回外设状态的功能：通过状态寄存器（状态口）完成，包括正常工作状态和故障状态（3）数据缓冲的功能：接口电路中的数据寄存器（数据口）对CPU于外设间传送的数据进行中转（4）设备寻址的功能：CPU某个时刻只能和一台外设交换数据，CPU发出的地址信号经过接口电路中的地址译码电路来选中I/O设备（5）信号转换的功能：当CPU与外设的信号功能定义、逻辑关系、电平高低及工作时序不兼容时接口电路要完成信号的转换功能（6）数据宽度与数据格式转换的功能：由于CPU处理的数据都是并行的，当外设采用串行传送方式时，接口电路就要完成串、并之间的转换，并进行数据格式的转换。8、CPU与接口之间有哪几种传送数据的方式？它们各应用在什么场合？CPU与接口之间的数据传送方式主要有查询方式、中断方式和DMA方式：（1）查询方式：主要用于CPU不太忙且传送速度不高的情况下。无条件传送方式作为查询方式的一个特例，主要用于对简单I/O设备的控制或CPU明确知道外设所处状态的情况下。（2）中断方式：主要用于CPU的任务比较忙的情况下，尤其适合实时控制和紧急事件的处理（3）DMA方式（直接存储器存取方式）：主要用于高速外设进行大批量数据传送的场合。9、分析和设计接口电路的基本方法是什么？分析和设计接口电路通常采用两侧分析法和硬软件结合法相结合：（1）两侧分析法：CPU一侧，主要是了解CPU的类型、它提供的数据线的宽度、地址线的宽度、控制线的逻辑定义、时序关系的特点；外设一侧，主要是了解被连接外设的外部特性及被控外设的工作过程（2）硬软件结合法：硬件设计主要是合理选用外围接口芯片、有针对性地设计附加电路；软件设计可以采用汇编语言（或高级语言）直接对低层硬件编程，也可以采用DOS系统功能调用和BIOS调用编程。习题二3、设计I/O设备接口卡时，为防止地址冲突，选用I/O端口地址的原则是什么？为了避免端口地址发生冲突，在选择I/O端口地址时一般要遵循以下的原则：（1）凡是被系统配置所占用了的地址一律不能使用（2）原则上讲，未被占用的地址，用户可以使用，但对计算机厂家申明保留的地址，不要使用，否则会发生I/O端口地址重叠和冲突（3）一般，用户可使用300H～31FH地址，这是IBM－PC微机留作实验卡的，用户可以使用。为了避免与其他用户开发的插件板发生地址冲突，最好采用地址开关。5、在I/O端口地址译码电路中常常设置AEN＝0，这有何意义？AEN＝1，表示正在进行DMA操作，在I/O端口地址译码电路中，常常令AEN＝0时，译码输出才有效，这样做的目的是为了避免在DMA操作周期中，由DMA控制器对这些以非DMA方式传送的I/O端口执行DMA方式的传送。6、若要求I/O端口地址为374H，则在图2.1（b）中的输入地址线要作哪些改动？为了使I/O端口的地址为374H，图2.1（b）中地址线A2、A8后的非门去掉，而在地址线A3、A7后面加上非门。即修改后地址线A0、A1、A3、A7后有非门，其余地址线后无非门。如图所示：12、在独立编址方式下，CPU采用什么指令来访问端口？独立编址方式下，采用专用的I/O指令——输入/输出指令（如PC系列微机中的IN、OUT）来访问端口。19、若将图2.3中DIP开关状态设置为：S2和S1合上（ON）；S3和S0断开（OFF），试指出74LS138输出端的地址范围，并与图中在DIP开关原来的状态下输出端所产生的地址范围进行比较，有何变化？如果S2和S1合上（ON）；S3和S0断开（OFF），有效时，各位地址254H～257H；而DIP开关在原来的开关状态下，的地址范围是314H～317H。这两个地址范围A9～A6Y5Y5Y55Y5的状态不同，因为A9～A6的状态是由开关的状态决定的；而二者的A5～A2是相同的，因为它们不受开关状态的影响。习题三2微机系统的定时有哪两类？何谓时序配合？微机系统中的定时分为内部定时和外部定时两类。内部定时是指计算机本身运行的时间基准或时序关系，是用户无法更改的。外部定时是指外部设备实现某种功能时，本身所需要的一种时序关系，需要用户根据外设的要求进行安排。时序配合是指用户在考虑外设与CPU连接时，不能脱离计算机的定时要求，即以计算机的时序关系为依据来设计外部定时机构，以满足计算机的时序要求。3微机系统中的外部定时有哪两种方法？其特点如何？微机系统中的外部定时有软件定时和硬件定时两种方法。软件定时：利用CPU执行指令需要一定时间的特点产生延时。这种方法不需增加硬件设备，只需编制延时程序即可；但是它降低了CPU的效率，浪费了CPU的资源，而且由于同样的延时程序在不同计算