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2另一种是输入/输出接口电路。
5.4数据信息有哪几类?
举例说明它们各自的含义。
1.数据信息有四类:
数字量、模拟量、开关量、脉冲量。
2.如键盘、磁带机等就是数字量信息;
温度、湿度、压力等转换的电信号就是模拟量;
电机的起停、发光设备的亮灭等都是开关量;
计数脉冲、定时脉冲等都是脉冲量。
5.5CPU和输入/输出设备之间传送的信息有哪几类?
有数据信息、控制信息、状态信息三类。
5.6什么叫端口?
通常有哪几类端口?
计算机对I/O端口编址时通常采用哪两种方法?
在8086/8088系统中,用哪种方法对I/O端口进行编址?
1.CPU和外设进行数据传输时,各类信息在接口中进入不同的寄存器,一般称这些寄存器为I/O端口。
2.有数据端口、控制端口、状态端口三类。
3.在微型计算机中通常用两种I/O端口编址方式:
存储器映象寻址和I/O端口单独寻址。
4.在8086/8088系统中,用I/O端口单独寻址方式编址。
5.7为什么有时候可以使两个端口对应一个地址?
因为这两个端口一个是只读端口,一个是只写端口。
而CPU对一个I/O端口地址可进行读/写两种访问。
如果将这两个只读和只写端口编为一个地址,则CPU对该端口地址读操作对应的是只读端口;
CPU对该端口地址写操作则对应的是只写端口,互不影响。
因此可以使两个单向的只读和只写端口对应一个端口地址。
5.8CPU和外设之间的数据传送方式有哪几种?
实际选择某种传输方式时,主要依据是什么?
1.CPU和外设之间的数据传送方式有三种:
程序方式、中断方式、DMA方式。
2.主要依据是外设的情况(外设的速度和外设提供信息的方式)。
5.9无条件传送方式用在哪些场合?
画出无条件传送方式的工作原理图并说明。
1.无条件传送方式只用在对一些简单外设进行操作的场合。
如开关、LED显示等。
2.无条件传送方式的工作原理图:
(见书203页图5.2所示)
1在无条件输入时:
CPU执行一条输入指令,使
和M/
信号为有效低电平,并对应送出该端口地址,因此选中输入缓冲器,打开其三态门,使输入缓冲器的数据经数据总线送到CPU的累加器中。
2在无条件输出时:
CPU执行一条输出指令,使
信号为有效低电平,并对应送出该端口地址,因此选中输出锁存器,将由累加器送到数据总线上的数据打入输出锁存器中供外设使用。
5.10条件传送方式的工作原理是怎样的?
主要用在什么场合?
画出条件传送(查询)方式输出过程的流程图。
1.条件传送方式的工作原理是:
外设给CPU提供一个状态信息,当CPU要访问外设时,必须先检测该状态信息是否合乎要求,不停检测直至合乎要求时才进行CPU对外设的访问。
2.查询方式主要用在外设较少,数据交换不频繁的非实时系统的场合。
5.11设一个接口的输入端口地址为0100H,而它的状态端口地址为0104H,状态口中第5位为1表示输入缓冲区中有一个字节准备好,可输入。
设计具体程序实现查询式输入。
DATASEGMENT
BUFFERDB20DUP(?
);
接收数据缓冲区
DATAENDS
CODESEGMENT
ASSUMEDS:
DATA,CS:
CODE
STAT:
MOVAX,DATA;
对DS初始化
MOVDS,AX
MOVDI,OFFSETBUFFER
MOVDX,0104H
STATIN:
INAL,DX
TESTAL,20H;
测试第5位
JZSTATIN;
第5位为0继续测试
MOVDX,0100H
INAL,DX;
输入数据
MOV[DI],AL
CODEENDS
ENDSTAT
5.12查询式传送方式有什么缺点?
中断方式为什么能弥补查询方式的缺点?
1.查询式传送方式缺点是:
花费CPU的时间作等待循环,大大降低了CPU的运行效率。
2.中断方式是在外设准备就绪时向CPU申请中断,再进行传送,因而CPU无需花费时间作等待循环,弥补了查询方式的缺点。
5.13叙述可屏蔽中断的响应和执行过程。
①接口发中断请求信号。
②CPU的IF=1时,当前指令执行完后,CPU进行中断回答,发两个
负脉冲。
③接口将中断类型号n送CPU。
④当前的PSW、CS和IP推入堆栈,并清除IF和TF。
⑤(4×
n)作为IP,(4×
n+2)作为CS,即取中断向量。
⑥执行中断子程序,并开中断。
⑦中断返回IRET指令使IP、CS和PSW弹出堆栈。
⑧返回被中断的程序。
5.14通常解决中断优先级的方法有哪几种?
各有什么优缺点?
1.有软件查询方式、简单硬件方式——菊花链法、专用硬件方式三种。
2.软件查询方式的优点是节省硬件,缺点是中断响应时间长;
简单硬件方式的优点是中断响应时间短,硬件较简单,缺点是优先级固定,变动起来很麻烦;
专用硬件方式优点是对优先级可编程修改,中断管理非常方便,缺点是硬件复杂的多,好在有专用的中断控制器。
5.15和DMA比较,中断传输方式有什么不足之处?
CPU执行一次传送要花费许多与传送操作无关的指令执行等时间,另外中断传送方式不能进行数据块传送,而是按字节或字传送。
5.16叙述用DMA方式传送单个数据的全过程。
①接口准备就绪,发DMA请求信号给DMA控制器。
②DMA控制器向CPU转发总线请求信号HOLD。
③CPU向DMA控制器发总线请求允许信号HLDA,DMA控制器得到总线控制权。
④DMA控制器把地址送地址总线。
⑤DMA控制器向接口发DMA请求确认信号。
⑥内存和接口通过数据总线传送数据。
⑦DMA控制器撤销总线请求信号HOLD。
⑧8086CPU收回总线控制权。
5.17DMA控制器的地址线为什么是双向的?
什么时候往DMA控制器传输地址?
什么时候DMA控制器往地址总线传输地址?
1.因为DMA控制器要接受CPU的控制,接收CPU发来的初始化等信息,这要求地址线来寻址各端口,地址线为输入线。
又因为DMA控制器可控制总线,这要求地址线为输出。
所以地址线必须为双向才行。
2.CPU要对DMA控制器发初始化信息时,必须往DMA控制器传输地址。
3.DMA控制器得到总线控制权后,向地址总线传输地址。
5.18在设计DMA传输程序时,要有哪些必要的模块?
设计一个启动数据块输出的程序段。
1.要有DMA的初始化模块:
对字节计数器、地址寄存器和控制寄存器置初值。
还要有对接口部件设置控制字的模块:
指出数据传输方向,并启动I/O操作。
2.启动数据块输出的程序段如下:
IDLO:
INAL,INTSTAT;
接口状态寄存器的状态位
(2)是否忙
TESTAL,04
JNZIDLO;
忙,则等待
MOVAX,COUNT;
不忙,则设置计数初值
OUTBYTE_REG,AX;
对字节计数器BYTE_REG初始化
LEAAX,BUFFER;
设置地址初值
OUTADD_REG,AX;
对DMA地址寄存器ADD_REG初始化
MOVAL,DMAC;
取原DMA控制字
ORAL,08H;
设置方向为输出
OUTDMACON,AL;
置DMA控制字
MOVAL,INTC;
取原接口控制字
ORAL,04H;
设置传输方向为输出及允许
OUTINTCON,AL;
置接口控制字
┆
后续处理
5.19在查询方式、中断方式和DMA方式中,分别用什么方法启动数据传输过程?
①查询方式:
通过程序来检测接口中状态寄存器中的“准备好”位,以确定当前是否可以进行数据传输。
②中断方式:
当接口中已经有数据要往CPU输入或者准备好接收数据时,接口会向CPU发一个外部中断请求。
CPU响应中断后,便通过运行中断处理程序来实现输入/输出。
③DMA方式:
外设要求传送数据时,接口会向DMA控制器发DMA请求信号,DMA控制器转而向CPU发一个总线请求信号,以请求得到总线控制权,如果得到CPU允许,那么,就可在没有CPU参与的情况下,实现DMA传输。
第六章串并行通信和接口技术
6.1接口部件为什么需要有寻址功能?
设计一个用74LS138构成的译码电路,输入为A3、A4、A5、A8,输出8个信号以对8个接口部件进行选择。
想一想如果要进一步对接口中的寄存器进行寻址,应该怎样实现?
1.因为,首先接口要对选择M和I/O的信号能够做出解释;
此外,要对送来的片选信号进行识别,以便判断当前本接口是否被访问,如果受到访问,还要决定是接口中那个寄存器受到访问。
2.将A1接在接口的A0上,A2接在接口的A1上;
将接口的
接在74LS138的某一输出端,
和
分别接在对应的控制总线上。
从而可实现接口中的共8个只读和只写寄存器的寻址。
(由于用的是8086CPU,所以A0空。
)
6.2接口部件的输入/输出操作具体对应哪些功能,举例说明。
1.具体对应的功能为:
寻址功能、输入/输出功能、数据转换功能、联络功能和错误检测功能等。
2.例如串行输入操作:
首先要将串行输入的数据转换为并行输入的数据放入输入缓冲器,然后发一个准备好信号通知CPU来读取该输入寄存器的内容。
从而完成一个串行数据的输入过程。
其中在数据转换时自动检测传输的错误。
6.3从广义上说接口部件有哪些功能?
寻址功能、输入/输出功能、数据转换功能、联络功能、中断管理功能、复位功能、可编程功能和错误检测功能。
6.4怎样进行奇/偶校验?
如果用偶校验,现在所传输的数据中1的个数为奇数,那么,校验位应为多少?
1.用奇/偶校验位对传输错误进行检测。
传输时,如果用奇校验,那么使信息中1的数目(包括校验位)为奇数。
即所传输的数据中1的个数为奇数,则使校验位为0;
若所传输的数据中1的个数为偶数,则使校验位为1。
这样奇校验时,在传输一个数据时,1的总数目总是为奇数。
同样若用偶校验,信息中1的数目(包括校验位)为偶数。
2.偶校验时,所传输的数据中1的个数为奇数,则校验位应为1。
6.5什么叫覆盖错误?
接口部件如何反映覆盖错误?
1.接口的数据缓冲寄存器中的数据还未被取走,由于某种原因又被装上了新的数据,就会产生一个覆盖错误。
2.在产生覆盖错误时,接口会在状态寄存器中设置相应的状态位来反映。
6.6接口部件和总线之间一般有哪些部件?
它们分别完成什么功能?
1.外部逻辑电路和地址译码器。
2.外部逻辑电路把CPU送来的一些控制信号翻译成联络信
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