微机接口原理总复习课件

《微机原理与接口技术》总复习第一部分杭州电子科技大学自动化学院8/14/20231《微机原理与接口技术》总复习第一部分杭州电子科技大学自动化学1.8086CPU内部有哪两部分组成？它们的大致是如何工作的？8086CPU由总线接口部件BIU和指令执行部件EU组成，BIU和EU的操作是并行的。

总线接口部件BIU形成访问存储器的物理地址、完成取指令，读/写操作数，送结果送到指令列队中。

指令执行部件EU从BIU的指令队列中取出指令，进行指令译码，并且执行指令。8/14/20231.8086CPU内部有哪两部分组成？它们的大致是如何工作CPU与寄存器之间的所有数据传输是最快的！8/14/2023CPU与寄存器之间的所有数据传输是最快的！8/1/20232.什么叫总线周期？一个总线周期一般需要几个时钟周期？在CPU读/写总线周期中，数据在哪几个机器状态出现在数据总线上？答：

BIU完成一次访问存储器操作所需要的时间，称作一个总线周期。一个总线周期通常由4个T状态组成。读总线周期数据在T3、Tw、T4状态出现在数据总线上；写总线周期数据在T2、T3、Tw、T4状态出现在数据总线上。8/14/202342.什么叫总线周期？一个总线周期一般需要几个时钟周期？在CP8/14/20238/1/20238/14/202368/1/20236（1）比较两数是否相等。将两数相减，当全零标志位ZF=1时，说明两数相等，当ZF=0时，两数不等。（2）两数运算后结果是正数还是负数？用符号标志位SF来判断，SF=1，为负数；SF=0，为正数。（3）两数相减后比较大小？进借标志位CF，CF=0时，被减数大于等于减数，还需要考虑全零标志位ZF，若ZF=0，说明两数是相等的；CF=0，ZF=1，说明被减数大；CF=1，说明被减数小。（4）中断信号是否允许？用中断标志位来判断，IF=1，允许CPU响应可屏蔽中断；IF=0，不响应。3.完成下列运算或控制，用什么标记判断？其值是什么？8/14/2023（1）比较两数是否相等。将两数相减，当全零标志位ZF=1时，5.设DS=1000H,ES=2000H,SS=3500H,SI=00A0H,DI=0024H,BX=0100H,BP=0200H，数据段变量名为VAL的偏移地址值为0030H,试说明下列原操作数字段的寻址方式是什么？物理地址值是什么？

（1）MOVAX, [100H]

直接寻址方式，10100H

（2）MOVAX, VAL

直接寻址方式，10030H

（3）MOVAX, [BX]

寄存器间接寻址，10100H（4）MOVAX, [SI]

寄存器间接寻址，100A0H

（5）MOVAX, [BX+10H]

寄存器相对寻址，10110H（6）MOVAX, VAL[BP][SI]

相对基址变址寻址，352D0H

（7）MOVAX, VAL[BX][DI]

相对基址变址寻址，10154H（8）MOVAX,

[BP][DI]

基址变址寻址，35224H4.什么叫寻址方式,定义：指令中用于说明（找打）操作数所在地址的方法。8/14/202385.设DS=1000H,ES=2000H,SS=3500【答】将用于各部件之间传送信息的公共通路称为总线。根据总线中信息传送的类型可分为地址总线、数据总线和控制总线，此外还有电源线和地线若按总线的规模、用途和应用场合，则可以分成：片级总线也叫做元件级总线，是由芯片内部通过引脚引出的总线，用于芯片一级的互连线。它实现CPU主板或其它插件板上的各种芯片间的互连。系统总线也叫内总线或板级总线，它用于微型计算机中各插件板之间的连线，也就是通常所说的微机总线。外部总线也称为通信总线，它用于微型计算机系统之间，或微型计算机系统与其它电子仪器或设备之间的通信。6.什么叫总线？总线分哪几类？在微型计算机中采用总线结构有什么好处？8/14/2023【答】将用于各部件之间传送信息的公共通路称为总线。6.什么7.如在下面程序段的括号中分别填入以下指令：（1）LOOP NEXT试说明在这三种情况下，程序段执行完后，AX,BX,CX,DX寄存器的内容分别是什么？START: MOV AX, 01H MOV BX, 02H MOV DX, 03H MOV CX, 04HNEXT: INC AX ADD BX, AX SHR DX, 1;逻辑右移

LOOP NEXT

程序运行前DX=00000011B（1）AX=05HBX=10HCX=00HDX=00H

8/14/2023107.如在下面程序段的括号中分别填入以下指令：8/1/20238.下列变量各占多少字节？A4DB2DUP(1,2DUP(1,2));A4:10个字节

9.求AL和BL寄存器中的两数之和，若有进位，则AH置1，否则AH清0。【解】：可用如下程序段来实现该操作：

MOVAL,46H MOVBL,0A0H ADD AL，BL ；两数相加

JC NEXT ；若有进位，转NEXT MOV AH，0 ；无进位，AH=0 JMP EXIT ；往下执行NEXT： MOV AH，1 ；有进位，AH置1EXIT： HLT ；8/14/2023118.下列变量各占多少字节？A4DB2DUP(1,《微机原理与接口技术》总复习第二部分杭州电子科技大学自动化学院8/14/202312《微机原理与接口技术》总复习第二部分杭州电子科技大学自动化学【答】计算机的内存由随机存取存储器RAM（RandomAccessMemory）和只读存储器ROM（ReadOnlyMemory）。1.计算机的内存由哪两类存储器构成？请说明它们各自的主要特点（P194）RAM可以将数据随机地写入或读出，访问速度快，但断电后所存数据全部丢失。ROM存放的数据只能读出，程序不能将数据写入ROM，断电后数据不会丢失，访问速度慢。8/14/2023【答】1.计算机的内存由哪两类存储器构成？请说明它们各自的主【答】掩膜型ROM中信息是厂家根据用户给定的程序或数据，对芯片图形掩膜进行两次光刻而写入的，用户对这类芯片无法进行任何修改。

PROM出厂时，里面没有信息，用户采用一些设备可以将内容写入PROM，一旦写入，就不能再改变了，即只允许编程一次。

EPROM可编程固化程序，且在程序固化后可通过紫外光照擦除，以便重新固化新数据。

EEPROM可编程固化程序，并可利用电压来擦除芯片内容，以重新编程固化新数据。2.PROM、EPROM、EEPROM在功能上各有何特点？试举例说明它们各自的用途。8/14/2023【答】掩膜型ROM中信息是厂家根据用户给定的程序或数据，对芯【答】

静态存储器（SRAM）速度非常快，但一旦电源断开内容就会自动消失。反之，有电源内容不会自动消失动态存储器（DRAM）它的运行速度较慢，集成度高，成本较低，另外耗电也少，但因此必须周期性的在内容消失之前进行刷新。因此需要一个额外的刷新电路。3.静态RAM与动态RAM有何区别？8/14/2023【答】3.静态RAM与动态RAM有何区别？8/1/2023【答】由于所用的芯片为1024×1位，构成1024×8位（即1K×8位）的存储器需要8片，因此组成16K×8位的存储器需要16×8＝128片。片内有1024个单元，需要10根地址线。16组（每组8片）存储器需要16根片选信号，至少需要4根地址线经译码器输出。3.用1024×1位的RAM芯片组成16K×8位的存储器，需要多少芯片？在地址线中有多少位参与片内寻址？多少位组合成片选信号？（设地址总线为16位）8/14/2023【答】由于所用的芯片为1024×1位，构成1024×8位（即4.用8KX8位的EPROM2764、译码器74LS138构成一个64K字ROM写出各块芯片的地址，共需要__16__块？地址线中有__13__根参与片内寻址，至少需要__3__位组合成片选信号分配。8/14/20234.用8KX8位的EPROM2764、译码器74LS1385.存储器的地址选择有哪几种？线性选择方式、全译码选择方式、部分译码方式线性选择特点：方式简单，节省译码电路，但地址分配重叠，且地址空间不连续，在存储容量较小且不要求扩充的系统中，线性选择法是一种简单经济的方法全译码方法选择地址：译码电路比较复杂，但所得的地址是唯一的连续的，并且便于内存扩充。部分译码方式：可寻址空间比线性选择范围大，比全译码选择方式的地址空间要小。部分译码方式的译码器比较简单，但地址扩展受到一定的限制，并且出现地址重叠区。8/14/20235.存储器的地址选择有哪几种？线性选择方式、全译码选择方式6.CPU与外设交换数据时，为什么要通过I/O接口进行？I/O接口电路有哪些主要功能？（P259）【答】CPU和外设之间的信息交换存在以下一些问题：速度不匹配；信号电平不匹配；信号格式不匹配；时序不匹配。I/O接口电路是专门为解决CPU与外设之间的不匹配、不能协调工作而设置的，处于总线和外设之间，一般应具有以下基本功能：⑴设置数据缓冲以解决两者速度差异所带来的不协调问题；⑵设置信号电平转换电路，如可采用MC1488、MC1489、MAX232、MZX233芯片来实现电平转换。⑶设置信息转换逻辑，如模拟量必须经A/D变换成数字量后，才能送到计算机去处理，而计算机送出的数字信号也必须经D/A变成模拟信号后，才能驱动某些外设工作。

⑷设置时序控制电路；⑸提供地址译码电路。8/14/20236.CPU与外设交换数据时，为什么要通过I/O接口进行？I7.什么叫I/O端口？一般的接口电路中可以设置哪些端口？计算机对I/O端口编址采用哪两种方法？在8086/8088CPU中一般采用哪一种编址方法？【答】CPU与外设通信时，传送的信息主要包括数据信息、状态信息和控制信息。在接口电路中，这些信息分别进入不同的寄存器，通常将这些寄存器和它们的控制逻辑统称为I/O端口，CPU可对端口中的信息直接进行读写。在一般的接口电路中都要设置以下几种端口：

⑴数据端口：用来存放外设送往CPU的数据以及CPU要输出到外设去的数据。数据端口主要起数据缓冲的作用。

⑵状态端口：主要用来指示外设的当前状态。每种状态用1位表示，每个外设可以有几个状态位，它们可由CPU读取，以测试或检查外设的状态，决定程序的流程。

⑶命令端口：也称为控制端口，它用来存放CPU向接口发出的各种命令和控制字，以便控制接口或设备的动作。8/14/20237.什么叫I/O端口？一般的接口电路中可以设置哪些端口？计I/O端口的编址方式有两种：分别称为存储器映象寻址方式和I/O指令寻址方式。

存储器映象寻址方式：把系统中的每个I/O端口都看作一个存储单元，并与存储单元一样统一编址，这样访问存储器的所有指令均可用来访问I/O端口，不用设置专门的I/O指令。

I/O指令寻址方式：对系统中的输入输出端口地址单独编址，构成一个I/O空间，它们不占用存储空间，而是用专门的IN指令和OUT指令来访问这种具有独立地址空间的端口。

8086/8088CPU采用I/O指令寻址方式，用地址总线的低16位(A15~A0)来寻址I/O端口，最多可以访问216＝65536个（64K)输入或输出端口。8/14/2023I/O端口的编址方式有两种：分别称为存储器映象【答】CPU与外设之间的数据传输数据采用程序控制方式、中断方式、DMA方式等三种。8.CPU与外设之间的传输数据主要有哪几种方法？8/14/2023【答】CPU与外设之间的数据传输数据采用程序控制方式、中断方300~307H308~30FH310~317H318~31FH320~327H328~32FH330~337H338~33FH9.某一个微机系统中，有8块I/O接口芯片，每个芯片占8个端口地址，若起始地址为300H，8块芯片的地址连续分布，用74LS138作译码器，试画出端口译码电路，并说明每块芯片的端口地址范围？【答】Y0Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y1G1G2AG2BABCA5A4A3A8M/IO74LS138A9A7A68/14/2023300~307H308~30FH310~317H318~312.【答】8255A具有3种基本的工作方式，在对8255A进行初始化编程时，应向控制字寄存器写入方式选择控制字，用来规定8255A各端口的工作方式。这3种基本工作方式是：

方式0——基本输入输出方式：适用于不需要用应答信号的简单输入输出场合。这种方式A口和B口可作为8位的端口，C口的高4位和低4位可作为两个4位的端口。

方式1——选通输入输出方式：A口和B口作为数据口，均可工作于输入或输出方式。端口C的6根线用来产生或接受联络信号。C口的高4位用于A口的联络信号，C口的低4位用于B口的联络信号，

10.8255A有哪几种工作方式？各用于什么场合？端口A、端口B和端口C各可以工作于有哪几种工作方式？8/14/2023242.【答】8255A具有3种基本的工作方式，在对8255A11.8255A复位时RESET高电平有效。该信号有效时，将8255A控制寄存器内容都清零，并将所有的端口（A、B和C）部置成输入方式。方式2——双向总线I/O方式：只有A口可以工作于这种方式。端口A工作于方式2时，端口C的5位（PC3~PC7）作A口的联络控制信号。即当A口工作在方式2时，C口就不能作为正常的端口使用，同时B口也只能工作在方式0！8/14/20232511.8255A复位时RESET高电平有效。该信号有效时，12.设8255A的A口、B口和C口和控制字寄存器的端口地址分别为80H、82H

、84H、86H，要求A口工作在方式0输出，B口工作于方式0输入，C口的上半部分（高4位）作输入，C口的下半部分（低4位）为输出，试写出8255A的初始化程序。MOVAL,10001010BOUT86H,AL1D6D5D4D3D2D1D0C口低4位I/O:1＝输入0＝输出B口I/O:1＝输入0＝输出B口方式0＝方式01＝方式1C口高4位I/O:1＝输入0＝输出A口I/O:1＝输入0＝输出A口方式:00＝方式001＝方式11x＝方式2D7=1:标志位8/14/20232612.设8255A的A口、B口和C口和控制字寄存器的端口地址13.8255A的口地址为80H~83H，若A口接8个开关K7～K0,B口接8个指示灯LED7～LED0。试画出硬件连接图（含具体的译码电路），并编写实现这种功能的程序，当开关合上时相应的指示灯点亮，断开时灯灭。要求每隔20秒读一次，延时20秒的子程序DELAY-20S8/14/20232713.8255A的口地址为80H~83H，若A口接8个开关8086D7~D0RDWRRESETA7A6A5A4A3A2A1A0M/IOG1G2AG2BCBAY08255AD7~D0RDWRRESETA1A0CSPA7PA6...PA0PB7PB6...PB0K7K6K0LED7LED6LED0…+5V74LS1388/14/2023288086D7~D0RDWRRESETA7A1M/IOG1程序：

MOV DX,83H ;控制寄存器 MOV AL,10010000B ;控制字 OUT DX,AL ;写入控制字TEST_IT: MOV DX,80H ;指向A口 IN AL,DX ;从A口读入开关状态CALL DELAY_20S MOV DX,81H ;指向B口NOTAL OUT DX,AL ;B口控制LED,指示开关状态 JMP TEST_IT ;循环检测8/14/202329程序：8/1/2023298/14/202314.8253芯片有哪几个计数通道?，每个通道可工作于几种工作方式，这些操作方式的主要特点是什么？1.【答】：8253内部包含3个完全相同的计数器/定时器通道，即0～2计数通道，对3个通道的操作完全是独立的。8253的每个通道都有6种不同的工作方式。CLK端最大输入频率2MHz.方式0——计数结束中断方式。

如果GATE变为低电平，则暂停减1计数，待GATE回到高电平后，又继续往下计数。方式1——可编程单稳态输出方式；方式2——比率发生器，通常用于分频方式3——方波发生器方式4——软件触发选通，方式5——硬件触发选通。方式4与方式5输出波形完全一样，只是触发方式不同8/14/2023308/1/202314.8253芯片有哪几个计数通道?，每个15．8253的初始化编程步骤使用前，须用程序初始化编程芯片为所需的特定模式，其过程称为初始化编程。其步骤为：（1）写入控制字；（2）写入计数初值。说明：由于3个计数器分别具有独立的编程地址，而控制字寄存器本身的内容又确定了所控制的寄存器的序号，因此对3个计数器通道的编程没有先后顺序的规定，可任意选择某一个计数器通道进行初始化编理，只要符合先写入控制字，后写入计数初值的规定即可。8/14/20233115．8253的初始化编程步骤使用前，须用程序初始化编程芯BCDM2M1M0RL1RL0SC1SC0D7D6D5D4D3D2D1D01BCD码计数0二进制计数000方式0001方式1X10方式2X11方式3100方式4101方式500计数器锁存，供CPU读01只读/写计数器低字节10只读/写计数器高字节11先读/写计数器低字节，后读/写高字节00选择通道001选择通道110选择通道211无效控制字寄存器8/14/202332BCDM2M1M0RL1RL0用输出指令向计数器端口地址写入计数初值（初值为8/16位数据）。初值若是8位数，只需一条输出指令即可完成初值设置。如果是16位数，则必须用两条输出指令来完成，且先送低8位数据，后送高8位数据。【注意】计数初值为0时，也要分成两次写入，因为在二进制计数时，它表示65536，BCD计数时，它表示10000。即最高可写入均00H、00H

（2）写入计数初值8/14/202333用输出指令向计数器端口地址写入计数初值（初值为8/16位数据16．控制LED的点亮或熄灭用8253来控制一个LED发光二极管的点亮和熄灭，要求点亮10秒钟后再让它熄灭10秒钟，并重复上述过程（加上适当的驱动电路后，便可以用在交通红绿灯控制和灯塔等场合）。CLK0GATE0OUT0OUT1RDWRD7～D0CS2MHz方波5V400HzI/O译码A7~A08253GATE1CLK1A1A0A2A1RDWRM/IOD15～D88/14/20233416．控制LED的点亮或熄灭用8253来控制1.）假设CPU为8086，8253的各端口地址为81H、83H、85H和87H。8253的数据线D7～D0与CPU的高8位数据线D15～

D8相连，即选中奇地址端口（即A0=1）。2）通道1的OUT1与LED相连（当它为高电平时LED亮，低电平时LED灭）。对8253编程，使OUT1输出周期为20秒，占空比为1:1的方波，就能使LED交替地点亮和熄灭10秒钟。若将频率为2MHz(周期为0.5us)的时钟直接加到CLK1端，则OUT1输出的脉冲周期最大只有32.768ms，达不到20秒的要求。为此，需用几个通道级连的方案来解决问题。8/14/2023351.）假设CPU为8086，8253的各端口地址为81H、83）将2MHz的时钟信号加在CLK0输入端，通道0工作于按方式2。若选择计数初值N0＝5000，则从OUT0端可得到序列负脉冲，其频率为2MHz/5000＝400Hz，周期为2.5ms。4）再把OUT0连到CLK1输入端，通道1工作于方式3。为了使OUT1输出周期为20秒（频率为1/20＝0.05Hz）的方波，应取时间常数N1＝400Hz/0.05Hz＝8000。CLK0GATE0OUT0OUT1RDWRD7～D0CS2MHz方波5V400HzI/O译码A7~A08253GATE1CLK1A1A0A2A1RDWRM/IOD15～D88/14/2023363）将2MHz的时钟信号加在CLK0输入端，通道0工作于按方初始化程序如下: MOV AL，00110101B；通道0控制字，先读写低字节，

；后高字节，方式2，BCD计数 OUT 87H，AL ；写入方式字 MOV AL，00H ；低字节 OUT 81H，AL ；先写入低字节 MOV AL，50H ；高字节 OUT 81H，AL ；后写入高字节 MOV AL，01110111B；通道1控制字，先读写低字节，；后高字节，方式3，BCD计数 OUT 87H，AL ；写入方式字 MOV AL，00H ；低字节 OUT 83H，AL ；先写入低字节 MOV AL，80H ；高字节 OUT 83H，AL ；后写入高字节8/14/202337初始化程序如下: MOV AL，0011018/14/202338【答】：当CPU正常运行程序时，由于微处理器内部事件或外设请求，引起CPU中断正在运行的程序，转去执行请求中断的外设(或内部事件)的中断服务子程序，中断服务程序执行完毕，再返回被中止的程序，这一过程称为中断。17.什么叫中断？可屏蔽中断的条件是什么？CPU响应可屏蔽中断的四个条件外设提出中断申请本中断位未被屏蔽本中断优先级最高CPU允许中断8/14/2023388/1/202338【答】：当CPU正常运行程序时，由于微处8/14/202339【答】：外部中断或硬件中断，它们从CPU的不可屏蔽中断引脚NMI和可屏蔽中断引脚INTR引入；18.8086的外部中断从哪些引脚引入？8/14/2023398/1/202339【答】：外部中断或硬件中断，它们从CPU8/14/20234019.若中断类型号n=40H，它的中断服务程序的入口地址CS：IP=0485：0016，它在中断向量表如何存放？【答】类型40H在中断向量表中的地址：40H×4=0100H1600850400100H00101H00102H00103HIPCS8/14/2023408/1/20234019.若中断类型号n=40H，它的中断10:044120.采用三片中断控制器8259A级联后，CPU的可屏蔽硬中断源能扩大到几个中断?8/14/20234110:464120.采用三片中断控制器8259A级联后，CP21.优先级自动循环方式在优先级自动循环方式中，优先级别可以改变。初始优先级次序规定为IR0、IR1、…、IR7，当任何一级中断被处理完后，它的优先级别变为最低，原来比它低一级的中断请求上升为最高级，其它依次类推。特点归纳：循环优先级方式+固定的初始优先级次序8/14/20234221.优先级自动循环方式在优先级自动循环方式中，优先级别可以10:044322.初始化命令字【注意】：对8259A编程初始化命令字，共预置4个命令字：ICW1、ICW2、ICW3、ICW4。初始化命令字必须顺序填写，但并不是任何情况下都要置4个命令字，用户根据具体使用情况而定。单片8259A时不需要写ICW3。写始化命令字是，只有ICW1写到偶地址，其余均写入奇地址！8/14/20234310:464322.初始化命令字【注意】：对8259A编程初（1）ICW1——芯片控制初始化命令字(A0=0)01：需要设置ICW4

0：不需要设置ICW41：单级使用0：级联使用1：电平触发0：边缘触发标志位8086/8088系统中不用IC4SNGL0LTIM1×××A0D7D0格式:写入8259A的偶地址8/14/202344（1）ICW1——芯片控制初始化命令字(A0=0)01：需要（2）ICW2——设置中断类型号初始化命令字(A0=1)

8259A中IR0端对应的中断类型号为中断类型号基值，它是可以被8整除的正整数，ICW2用来设置这个中断类型号基值。 T7～T3:中断向量码的高5位 D2～D0:最低3位为中断源的序号IRn，000~111分别对应IR0～IR7.注意：当8259A应用于8088/8086系统时，ICW2的D2～D0位无用。故ICW2低3位为0，高5位由用户设定。

×

×

×T3T4T5T6T7D0A0D71中断类型的高5位例如：若8259A中IR1端引入的中断请求类型号为49H，那么ICW2命令字就应该为48H，且IR0的中断向量码为48H，IR7的中断向量码为4FH。写入8259A的奇地址8/14/202345（2）ICW2——设置中断类型号初始化命令字(A0=1)（3）ICW3——标识主片/从片初始化命令字(A0=1)8259A主片格式:从8259A的识别地址ID0ID1ID200

0

0

0D0A0D718259A从片格式：说明本从片连