微型计算机原理与接口技术(答案)(7)

2019-08-03 12:56

免费学习资料及资源网 木木家园(www.mumu-home.cn) 大学生综合资料网 【解答】目前PC机上常用的键盘接口有3种,一种是老式的直径13mm的PC键盘接口;第二种是最常用的直径8mm的PS/2键盘接口;第三种是USB接口的键盘。

PC系列键盘不是由硬件电路向CPU输出按键所对应的ASCII码值,而是由单片机扫描程序识别按键的当前位置,然后向键盘接口输出该键的扫描码。按键的识别、键值的确定以及键代码存入缓冲区等工作全部由软件完成。

设输入的字符存入620H内存单元,键盘中断调用程序如下:

MOV CX,10

MOV SI,620H NEXT:MOV AH,0

INT 16H

MOV [SI],AL INC SI LOOP NEXT

11.4 与PC键盘发生关联的是哪两类键盘中断程序?它们各自的特点是什么? 【解答】计算机系统与键盘发生联系通过硬件中断09H或软件中断16H。

特点:硬件中断09H是由按键动作引发的中断。在此中断中对所有键盘进行了扫描码定义。软件中断16H是BIOS中断调用的一个功能。

11.5 鼠标有哪几种类型?简述光机式鼠标的工作原理。

【解答】目前常用的鼠标器按其结构可分为机械式、光电式和光机式三种。

光机式是目前最为常见的鼠标。鼠标内置了3个滚轴:X方向滚轴和Y方向滚轴,另1个是空轴。这3个滚轴都与一个可以滚动的橡胶球接触,并随着橡胶球滚动一起转动。X、Y滚轴上装有带孔的译码轮,它的转动会阻断或导通LED发出的光线,在光敏晶体管上产生表示位移的脉冲。

11.6 鼠标有哪几种常用接口?如何利用中断调用对鼠标进行初始化编程? 【解答】鼠标接口主要有串行通信口、PS/2和新型的USB鼠标接口3种类型。

Microsoft为鼠标提供了一个软件中断指令INT 33H,只要加载了支持该标准的鼠标驱动程序,在应用程序中可直接调用鼠标器进行操作。INT33H有多种功能,可通过在AX中设置功能号来选择。

11.7 试简单说明CRT显示器的基本结构和工作原理。

【解答】CRT显示器主要由阴极射线管、视频放大驱动电路和同步扫描电路等3部分组成。

工作原理:主要是由灯丝加热阴极,阴极发射电子,然后在加速极电场的作用下,经聚焦极聚成很细的电子束,在阳极高压作用下,获得巨大的能量,以极高的速度去轰击荧光粉层。这些电子束轰击的目标就是荧光屏上的三原色。为此,电子枪发射的电子束不是一束,而是三束,它们分别受电脑显卡R、G、B三个基色视频信号电压的控制,去轰击各自的荧光粉单元,从而在显示屏上显示出完整的图像。

11.8 简要概述显示器接口卡的种类和性能以及应用特点。 【解答】

(1)MDA:单色显示适配器,仅在早期的PC机中使用。

(2)CGA:彩色图形适配器,是最早的显示卡产品,目前已不使用。 (3)EGA:增强型彩色图形适配器。显示方式有11种标准模式。

(4)VGA:视频图形阵列适配器。颜色可达256色。支持更高的分辨率和更多的颜色种类。

(5)TVGA:超级视频图形阵列适配器。兼容VGA全部显示标准,当分辨率为1024×768时,可显示高彩色或真彩色。

(6)SVGA:是一种比VGA更强的显示标准。SVGA的标准模式是800×600,新型显示器分辨率可达1280×1024、1600×1200等。

(7)AVGA:加速VGA,这是当前大多数PC机采用的显示适配器标准。

11.9 在字符型显示器上,如果可以显示40×80个字符,显示缓存容量至少为多少?

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免费学习资料及资源网 木木家园(www.mumu-home.cn) 大学生综合资料网 【解答】显示器在字符显示方式下,显示缓存的最少容量与每屏显示的字符数有关。则在40行×80列的情况下,显示缓存的最少容量为40×80=3200B。

11.10 一个分辨率为1024×768的显示器,每个像素可以有16个灰度等级,那么相应的缓存容量应为多少? 【解答】显示器在图形方式下,显示缓存的最少容量与分辨率和颜色有关。若每个像素为16个灰度级,则每个像素应由4位表示,所以显示缓存的容量为1024×768×4/8=384KB。

11.11 设计显示器接口程序:要求显示器工作在彩色图形方式,在屏幕中央显示一个矩形方框,其背景颜色设置为绿色,矩形边框设置为黄色。

【解答】色彩代码为:

00H为黑色 01H为蓝色 02H为绿色 03H为青色 04H为红色 05H为绛色 06H为褐色 07H为浅灰 08H为灰色 09H为浅蓝色 0AH为浅绿色 0BH为浅青色 0CH为浅青色 0DH为浅绛色 0EH为黄色 0FH为白色 参考程序如下:

CODE SEGMENT

ASSUME CS:CODE START: MOV AH,0

MOV AL,0DH ;设置320×200彩色(16色)图形方式 INT 10H MOV AH,0BH

MOV BH,0 ;设置背景颜色为绿色 MOV BL,2 INT 10H MOV DX,50

MOV CX,80 ;行号送DX,列号送CX MOV AL,0EH ;选择颜色为黄色

CALL LINE1 ;调LINE1,显示矩形左边框 MOV DX,50

MOV CX,240 ;修改行号,列号 MOV AL,0EH ;选择颜色为黄色

CALL LINE1 ;调LINE1,显示矩形右边框 MOV DX,50

MOV CX,81 ;置行号、列号 MOV AL,0EH ;选择颜色为黄色

CALL LINE2 ;调LINE2,显示矩形上边框 MOV DX,150 MOV CX,81

MOV AL,0EH ;选择颜色为黄色

CALL LINE2 ;调LINE2,显示矩形下边框 MOV AH,4CH

INT 21H ;否则返回DOS LINE1 PROC NEAR ;画竖线子程序 LP1: MOV AH,0CH ;写点功能 INT 10H

INC DX ;下一点行号增1 CMP DX,150

JBE LP1 ;若行号小于等于150,则转LP1继续显示 RET LINE1 ENDP

LINE2 PROC NEAR ;画横线子程序 MOV AH,0CH LP2: INT 10H

INC CX ;下一点列号增1 CMP CX,240

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免费学习资料及资源网 木木家园(www.mumu-home.cn) 大学生综合资料网 JB LP2 ;若列号小于等于240,则转LP2继续显示 RET LINE2 ENDP CODE ENDS

END START

11.12 简述LED显示器的基本结构与工作原理。

【解答】七段LED显示器由七条发光线组成,按“日”字形排列,每一段都是一个发光二极管,这七段发光管称为a、b、c、d、e、f、g,有的还带有小数点,通过7个发光组的不同组合,可以显示0~9和A~F等16个字母数字。各个LED可按共阴极和共阳极连接,共阴极LED的发光二极管阴极共地,当某个二极管的阳极为高电平时,该发光二极管点亮;共阳极LED的发光二极管阳极并接。由于共阴极一般比共阳极亮,所以大多数场合使用共阴极方式。

11.13 概述打印机的分类,评价打印机性能有哪些指标?

【解答】按打印机印字技术分类,打印机可分为击打式和非击打式两类。

按工作原理可以分为针式打印机、激光打印机、喷墨打印机、喷蜡打印机和热转式打印机等。 打印机的主要性能指标有分辨率、打印速度和行宽。

11.14 常见打印机接口有哪几种工作方式?说明并行打印机有哪些接口信号,怎样与主机进行连接,信号如何传递?

【解答】计算机主机和打印机之间的数据传输既可用并行方式,也可用串行方式。并行打印机通常采用Centronics并行接口标准,该标准定义了36脚插头座。打印机与主机之间通过一根电缆线连接,电缆线的一头插座为36芯,与打印机相联,另一头为25芯,与主机并行接口相联。36条信号线按功能可分为:8条数据线、9条控制和状态线,15条地线、1条+5V电源线,其余3条不用。其中的8条数据线DATA0~DATA7、打印机接收数据的选通信号STROBE打印机回送给主机的忙信号BUSY、打印机应答信号ACK以及地线是打印机和主机通信的基本信号线,它们是必不可少的,其它可视实际情况加以取舍。

11.15 针式打印机由哪些部分组成?各部分主要功能是什么? 【解答】针式打印机主要由以下4个部分组成:

(1)电源单元:将交流电压转换成打印机所需要曲直流电压。

(2)主控逻辑电路:是打印机的核心,针式打印机的主控逻辑电路均以微处理器为核心来组成。包括CPU、行缓存RAM、ROM、打印头驱动电路。

(3)机械机构:包括字车驱动机构、走纸机构、色带移动机构、检测器。

(4)操作面板:实现人机对话的界面,在面板上的按钮与指示灯,不同打印机可能有不同设置,但总的功能包括:电源接通或断开、联机活脱机、自检、报警和走纸控制。

11.16 简要论述扫描仪、数码相机、触摸屏的工作原理和应用特点。

【解答】扫描仪通过传动装置驱动扫描组件,将各类文档、相片、幻灯片、底片等稿件经过一系列的光/电转换,最终形成计算机能识别的数字信号,再由控制扫描仪操作的扫描软件读出这些数据,并重新组成数字化的图像文件,供计算机存储、显示、修改、完善。能迅速实现大量的文字录入、计算机辅助设计、文档制作、图文数据库管理。

数码相机不需要胶卷,拍摄时图像被聚焦到电荷耦合器CCD元件上,CCD将图像转换成许多的像素,以二进制数字方式存储于相机的存储器中。只要将存储器与电脑连接,即可在显示器上显示所拍摄的图像,并进行加工处理或打印机输出。可将图像数字化,操作简便,能在计算机上实现对图像的平面处理;数据传输速度高,存储容量大,快捷方便。

触摸屏是一种通过触摸屏幕来进行人机交互的定位输入装置。在计算机显示屏幕上安装—层或多层透明感应薄膜,或在屏幕外框四周安装感应元件,再加上接口控制电路(形成定位装置)和软件之后,就可以利用手指或笔等工具将屏幕触摸点的坐标输入给计算机。直接向计算机输入指令或图文消息,使信息的输入变得非常方便。界面直观,操作简单,伸手即得。

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免费学习资料及资源网 木木家园(www.mumu-home.cn) 大学生综合资料网 习题12

12.1 模拟量输入输出通道主要由哪几个部件组成?各部件的主要功能有哪些? 【解答】

(1)传感器:把外部的物理量转换成电流或电压信号。

(2)A/D转换器:是输入通道的核心部件,将电压表示的模拟量转换成数字量,并送计算机进行相应的处理。 (3)信号处理部件:放大传感器输出的信号,加入接滤波电路,滤去干扰安装在现场的传感器及其传输线路的信号。

(4)多路开关:实际控制现场需要监测或控制的模拟量多于一个时,使用多路模拟开关轮流接通其中的一路,使多个模拟信号共用一个ADC进行A/D转换。

(5)采样/保持电路:A/D转换期间保持输入信号不变。转换开始之前,采样;转换进行过程中,向A/D转换器保持固定的输出(保持)。如果处理的是缓慢变化的模拟量,采样/保持电路可以省去不用。

(6)D/A转换器:将成数字量转换成模拟量输出。 12.2 A/D和D/A转换在微机应用系统中分别起什么作用?

【解答】A/D转换把从现场采集的模拟量转换成便于计算机存储和加工的数字量。D/A转换就是按照一定的解码方式将计算机存储和加工的数字量转换成现场能处理的模拟量。

12.3 D/A转换的基本工作原理是什么?描述D/A转换器的性能指标有哪些主要参数?

【解答】D/A转换器的模拟量输出(电流或电压)与参考量(电流或电压)以及二进制数成比例,—般来说,可用下面的式子表示模拟量输出和参考量及二进制数的关系:

X?K?VREF?B

X为模拟量输出,K为比例常数,VREF为参考量(电压或电流),B为待转换的二进制数,通常B的位数为8位、12位等。

描述D/A转换器的性能指标的D/A参数主要有:绝对精度、相对精度、分辨率、建立时间、温度系数和非线性误差。

12.4 DAC0832转换器有哪些特点?其内部结构由哪几部分组成?

【解答】DAC0832是8位分辨率的D/A转换集成芯片,其明显特点是与微机连接简单、转换控制方便、价格低廉等,在微机系统中得到了广泛的应用。

DAC0832的内部结构由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位DAC转换器及转换控制电路组成。 12.5 在实现D/A转换器和微机的接口中,要解决的关键问题是什么? 【解答】D/A转换器与主机的连接比较简单,主要是处理好数据总线的连接。 12.6 举例说明高于8位的D/A转换器如何与微机进行接口连接?

【解答】当D/A转换器的数据线超过8位时,如果与8086的系统总线直接相连,可直接连数据总线;如果通过8255与CPU相连,可将低8位连A口,另外的4位连C口或B口均可。

12.7 如果一个8位D/A转换器的满量程(对应于数字量255)为10V,分别确定模拟量为2.0V和8.0V所对应的数字量是多少?

【解答】设模拟量为2.0V和8.0V所对应的数字量分别是X和Y,则列方程得: 10/255 = 2/X = 8/Y

解方程得:X = 51,Y = 204

12.8 简述A/D转换的基本原理和主要性能参数? 【解答】以逐次逼近型A/D转换器为例,其基本原理为:

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免费学习资料及资源网 木木家园(www.mumu-home.cn) 大学生综合资料网 工作时,置数选择逻辑电路给逐次逼近比较寄存器置数,经D/A转换器转换成模拟量并和输入的模拟信号比较,当输入模拟电压大于或等于D/A转换器的输出电压时,比较器置“1”,否则置“0”。置数选择逻辑电路根据比较器的结果修正逐次逼近比较寄存器的数值,使所置数据转换后得到的模拟电压逐渐逼近输入电压,经过N次修改后,逐次逼近比较寄存器中的数值就是A/D转换的最终结果。

主要性能参数:分辨率、转换时间、绝对精度、相对精度。 12.9 ADC0809转换器有哪些特点?其内部结构由哪几部分组成?

【解答】ADC0809是逐次逼近型A/D转换器,分辨率为8位,具有8通道,数字量输出三态,可以直接与微机总线相连接。ADC0809采用单一的+5V电源供电,外接工作时钟。当时钟为500kHz时,转换时间大约为128ms,工作时钟为640kHz时,转换时间大约为100ms。允许模拟输人为单极性,无需零点和满刻度调节。

ADC0809内部有8个锁存器控制的模拟开关,可以编程选择8个通道中的一个。ADC0809没有片选引脚,需要外接逻辑门将对A/D0809进行读/写的信号与端口地址组合起来实现编址。

内部由256R电阻分压器、树状模拟开关(这两部分组成一个D/A变换器)、电压比较器、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成。

12.10 试编写一个8通道A/D转换器的测试程序。

【解答】假设8通道A/D转换器ADC0809与CPU扩展槽连接,0809的地址为2F7H,8通道A/D转换器0809的测试程序编制如下:

MOV CX,8 MOV AH,00H MOV DX,2F7H ADO:MOV AL,AH OUT DX,AL CALL DEALY IN AL,DX

12.11 试画出ADC0809直接与CPU扩展槽的连接图,并编写采样程序。 【解答】ADC0809直接与CPU扩展槽连接图如图12-1所示。

CLK8分频+5VCLKADDAADDBADDCVCCVREF(+)由上图可知,0809的选通地址为2F7H。

假设转换后的数据存放到BUF开始的内存单元中,程序如下:

LEA DI,BUF MOV CX,8 MOV AH,00H

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PC插槽D7~D0IOWIORD0D1D2ADCD7~D00809GNDEOCVREF(-)STARTALEOEA9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 图12-1 ADC0809与CPU扩展槽连接图

免费学习资料及资源网 木木家园(www.mumu-home.cn) 大学生综合资料网 MOV DX,2F7H ADO:MOV AL,AH OUT DX,AL CALL DEALY IN AL,DX MOV [DI],AL INC AH INC DI LOOP ADO

12.12 在使用A/D和D/A转换器的系统中,地线连接时应该注意什么事项?

【解答】为提高输出的稳定性和减少误差,模拟信号部分必须采用高精度基准电源VREF和独立的地线,一般把数字地和模拟地分开。模拟地是模拟信号及基准电源的参考地,其余信号如工作电源地、数据、地址、控制等数字逻辑地的参考地都是数字地。

12.13 若ADC输入模拟电压信号的最高频率为100KHZ,采样频率的下限是多少?完成一次A/D转换时间的上限是多少?

【解答】根据采样定理可知,采样频率要大于等于输入频率的2倍,所以采样频率的下限是2×100=200KHZ。 完成一次A/D转换时间的上限是1÷200KHZ = 5μs。 12.14 怎样用一个A/D芯片测量多路信息?

【解答】由于计算机在某一时刻只能接收处理一路模拟量输入,为了从多个模拟量中选取其中一个进行输入,通常采用模拟多路开关实现信号的分时转换。

12.15 在实际应用中,怎样合理地选择A/D和D/A转换器?

【解答】首先考虑D/A转换器的分辨率和工作温度范围是否满足系统要求,其次根据D/A转换芯片的结构和应用特性选择D/A转换器,应使接口方便,外围电路简单。

A/D转换器的选择原则主要有以下4个方面:

(1)根据检测通道的总误差和分辩率要求,选取A/D转换精度和分辨率; (2)根据被测对象的变化率及转换精度要求确定A/D转换器的转换速率; (3)根据环境条件选择A/D芯片的环境参数; (4)根据接口设计是否简便及价格等选取A/D芯片。

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