选择法产生片选信号，存储器的地址分配有什么问题，并指明各芯片的地址分配。
答：组成4K×8的存储器，那么需要4片这样的芯片：将A15取反后分配芯片1的CS；将 A14取反后分配给芯片2的CS；将A13取反后分配芯片3的CS；将A12取反后分配给芯片4的CS。
芯片1的地址范围8000H~83FFH、8400H~87FFH、8800H~8BFFH、8C00H~8FFFH 芯片2的地址范围4000H~43FFH、4400H~47FFH、4800H~4BFFH、4C00H~4FFFH 芯片3的地址范围2000H~23FFH、2400H~27FFH、2800H~2BFFH、2C00H~2FFFH 芯片4的地址范围1000H~13FFH、1400H~17FFH、1800H~1BFFH、1C00H~1FFFH 这样会造成地址的重叠。
10. 当从存储器偶地址单元读一个字节数据时，写出存储器的控制信号和它们的有效逻辑电 平信号。（8086工作在最小模式）
答：8086发出20位地址信息和BHE=1，通过地址锁存信号锁存至8282，然后发出IOM/=1 和RD=0等控制信号，20位地址信号和BHE=1送给存储器，经过译码，选中偶地址单元 一字节，将其数据读出，送至数据总线，经过由DEN=0和RDT/=0控制的数据收发器8286 传送至CPU。
11. 当要将一个字写入到存储器奇地址开始的单元中去，列出存储器的控制信号和它们的有 效逻辑电平信号。（8086工作在最小模式）
答：此时要启动2个写总线周期，第一个写周期将字的低8位写入存储器奇地址单元，第二 个写周期将字的高8位写入存储器奇地址单元下一个单元。 第一个写周期中，BHE=0，第二个写周期中，BHE=1。 其余信号IOM/=1，WR=0，DEN=0，RDT/=1
12. 设计一个64K×8存储器系统，采用74LS138和EPROM2764器件，使其寻址存储器的 地址范围为40000H～4FFFFH。
答：因为EPROM2764是8K×8的ROM，所以要构成64K×8的存储器系统，需要8片 EPROM2764。其中CPU的A12~A0直接与8片EPROM的A12~A0相连（没有考虑驱动能力 问题），A15、A14和A13与138的A、B、C三个端口相连，其他地址线（A19～A16）和IOM/
组合连到G1、G2A和G2B上，确保A19=0、A18=1、A17=0和A16＝0即可。 13. 用8K×8位的EPROM2764、8K×8位的RAM6264和译码器74LS138构成一个16K字 ROM、16K字RAM的存储器子系统。8086工作在最小模式，系统带有地址锁存器8282， 数据收发器8286。画出存储器系统与CPU的连接图，写出各块芯片的地址分配。 答：
A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13~A0 10 0 0 0 0 Y0有效80000~83FFFH 1 0 0 0 0 1 Y1有效84000~87FFFH 1 0 0 0 1 0 Y2有效88000~8BFFFH 1 0 0 0 1 1 Y3有效8C000~8FFFFH
14. 上题中若从74LS138的Y2开始选择ROM和RAM芯片，写出各块芯片的地址分配。
答：
A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13~A0 1 0 0 0 1 0 Y2有效88000~8BFFFH 1 0 0 0 1 1 Y3有效8C000~8FFFFH 1 0 0 1 0 0 Y4有效90000~93FFFH 1 0 0 1 0 1 Y5有效94000~97FFFH 第六章
1. 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？ 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，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。
2. 在微机系统中，缓冲器和锁存器各起什么作用？
答：缓冲器多用在总线上，可提高总线驱动能力、隔离前后级起到缓冲作用，缓冲器多半有 三态输出功能。
锁存器具有暂存数据的能力，能在数据传输过程中将数据锁住，然后在此后的任何时 刻，在输出控制信号的作用下将数据传送出去。
3. 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端口编址时采用哪 两种方法？在8086/8088CPU中一般采用哪些编址方法？
答：在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。
一般的接口电路中可以设置数据端口、状态端口和命令端口。
计算机对I/O端口编址时采用两种方法：存储器映像寻址方式、I/O单独编址方式。 在8086/8088CPU中一般采用I/O单独编址方式。 4. CPU与外设间传送数据主要有哪几种方式？
答：CPU与外设间的数据传送方式主要有：程序控制方式、中断方式、DMA方式。 程序控制传送方式：CPU与外设之间的数据传送是在程序控制下完成的。⑴无条件传
送方式：也称为同步传送方式，主要用于对简单外设进行操作，或者外设的定时是固定的或 已知的场合。 ⑵条件传送：也称为查询式传送方式，在开始传送前，必须先查询外设已处 于准备传送数据的状态，才能进行传送。
采用中断方式：CPU平时可以执行主程序，只有当输入设备将数据准备好了，或者输
出端口的数据缓冲器已空时，才向CPU发中断请求。CPU响应中断后，暂停执行当前的程 序，转去执行管理外设的中断服务程序。在中断服务程序中，用输入或输出指令在CPU和 外设之间进行一次数据交换。等输入或输出操作完成之后，CPU又回去执行原来的程序。 DMA方式：也要利用系统的数据总线、地址总线和控制总线来传送数据。原先，这些 总线是由CPU管理的，但当外设需要利用DMA方式进行数据传送时，接口电路可以向CPU 提出请求，要求CPU让出对总线的控制权，用DMA控制器来取代CPU，临时接管总线， 控制外设和存储器之间直接进行高速的数据传送。这种控制器能给出访问内存所需要的地址 信息，并能自动修改地址指针，也能设定和修改传送的字节数，还能向存储器和外设发出相 应的读/写控制信号。在DMA传送结束后，它能释放总线，把对总线的控制权又交还给CPU。 5. 说明查询式输入和输出接口电路的工作原理。
答：查询式传送方式也称为条件传送方式。一般情况下，当CPU用输入或输出指令与外设 交换数据时，很难保证输入设备总是准备好了数据，或者输出设备已经处在可以接收数据的 状态。为此，在开始传送前，必须先确认外设已处于准备传送数据的状态，才能进行传送， 于是就提出了查询式传送方式。 查询式传送方式的工作过程：
在传送数据前，CPU要先执行一条输入指令，从外设的状态口读取它的当前状态。如 果外设未准备好数据或处于忙碌状态，则程序要转回去反复执行读状态指令，不断检测外设 状态；如果该外设的输入数据已经准备好，CPU便可执行输入指令，从外设读入数据。 查询式输入方式的接口电路如下：
查询式输入方式的工作过程：
当输入设备准备好数据后，就向I/O接口电路发一个选通信号。此信号有两个作用：一 方面将外设的数据打入接口的数据锁存器中，另一方面使接口中的D触发器的Q端置l。
CPU首先执行IN指令读取状态口的信息，这时IOM/和RD信号均变低，IOM/为低，使 I/O译码器输出低电平的状态口片选信号1CS。1CS和RD经门1相与后的低电乎输出，使 三态缓冲器开启，于是Q端的高电平经缓冲器(1位)传送到数据线上的READY(D0)位，并 被读入累加器。程序检测到READY位为1后，便执行IN指令读数据口。这时IOM/和RD 信号再次有效，先形成数据口片选信号CS2，CS2和RD经门2输出低电平。它一方面开 启数据缓冲器，将外设送到锁存器中的数据经8位数据缓冲器送到数据总线上后进入累加 器，另一方面将D触发器清0，一次数据传送完毕。接着就可以开始下一个数据的传送。当 规定数目的数据传送完毕后，传送程序结束，程序将开始处理数据或进行别的操作。 查询式输出方式的接口电路如下：
查询式输出方式的工作过程：
当CPU准备向外设输出数据时，它先执行IN指令读取状态口的信息。这时，低电平的 IOM/和有效的端口地址信号使I/O译码器的状态口片选信号1CS变低，1CS再和有效的 RD信号经门l相与后输出低电平，它使状态口的三态门开启，从数据总线的D1位读入 BUSY状态。若BUSY＝l，表示外设处在接收上一个数据的忙碌状态。只有在BUSY＝0时， CPU才能向外设输出新的数据。当CPU检查到BUSY＝0时，便执行OUT指令将数据送向 数据输出口。这时低电平的IOM/使I／O译码器的状态口片选信号CS2变低，CS2再和 WR信号经门2相与后输出低电平的选通信号，它用来选通数据锁存器，将数据送向外设。 同时，选通信号的后沿还使D触发器翻转，置Q为高电平，即把状态口的BUSY位置成l， 表示忙碌。当输出设备从接口中取走数据后，就送回一个应答信号ACK，它将D触发器清 0，即置BUSY＝0，允许CPU送出下一个数据。 6. 简述在微机系统中，DMA控制器从外设提出请求到外设直接将数据传送到存储器的工作 过程。
答：DMA方式，外设向內存传输数据的过程：
当一个接口中有数据要输入时，就向DMA控制器发送DMA请求； DMA控制器接收 到请求后，便往控制总线上发一个总线请求；如果CPU允许让出总线，则发一个总线允许 信号；DMA控制器接到此信号后，就将地址寄存器的内容送到地址总线上，同时往接口发 一个DMA回答信号，并发一个1/O读信号和一个内存写信号；接口接到 DMA 回答信号 以后，将数据送到数据总线上，并撤除DMA 请求信号；内存在接收到数据以后，一般往 DMA控制器回送一个准备好信号，DMA 控制器的地址寄存器内容加 1 或减 1，计数器的 值减1，而且撤除总线请求信号，这样，就完成了对一个数据的DMA输入传输。DMA传 输结束时，往接口发一个结束信号，向CPU交回总线控制权。其状态寄存器的传输结束标 志置“1”。查询时，CPU在主程序中通过查询状态寄存器的传输结束标志，决定是否进行 后续处理。
7. 某一个微机系统中，有8块I/O接口芯片，每个芯片占有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做译码器，试画出端口译码电路，并说明每 块芯片的端口地址范围。
答：
8. 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？
答：在微型计算机系统中，将用于各部件之间传送信息的公共通路称为总线（BUS）。 总线分三类：片级总线、系统总线、外部总线。 在微型计算机中采用总线的好处有：
（1）总线具有通用性，只要按统一的总线标准进行设计或连接，不同厂家生产的 插件板可以互换，不同系统之间可以互连和通信，很适合于大批量生产、组装和调 试，也便于更新和扩充系统。
（2）对于用户来说，可以根据自身需要，灵活地选购接口板和存储器插件，还可 以根据总线标准的要求，自行设计接口电路板，来组装成适合自己应用需要的系统 或更新原有系统。
9. PC总线和ISA总线各用于何种类型的微型计算机中？它们的数据总线各有多少根？ 答：IBM PC/XT使用的总线称为PC总线，有8条数据线。
ISA总线又称AT总线，是以80286为CPU的PC/AT机及其兼容机所用的总线，具有 16条数据线。
10. PCI总线有哪些主要特点？根据PCI总线引脚图和典型时序图，说明如何完成PCI突发 读交易。
答：PCI总线的特点：
（1）PCI总线传输数据的位数为32位，也可扩展到64位。32位PCI总线在读写传送中， 以33MHz的频率进行，传输速率为132MB/s，当数据宽度为64位时，以66MHz的频率运 行，传输速率高达528MB/s。
（2）PCI总线支持突发传送方式（Burst Transfer）。
（3）PCI总线支持即插即用（Plug and Play，PnP）功能。
（4）PCI总线与微处理器之间不直接相连，而是通过与CPU结构无关的中间部件桥接器 相连。
PCI总线突发读交易的过程：
PCI突发读交易以周期帧信号FRAME#有效后开始进行PCI交易，交易的第一个时钟 周期为地址时段，此时主设备通过驱动地址总线寻址目标，驱动PCI命令确定交易类型。 因PCI的地址线/数据线（AD）和命令信号（C/BE#）都是分时复用的，所以每个PCI目标 设备在下一个时钟周期的上升沿将地址信号和命令信号锁存，然后经译码，确定自己是否是 本次寻找的目标和将要交易的类型是什么。PCI目标确定自己是交易的目标后，则将设备选 择信号DEVSEL#置为有效状态，向交易的启动方声明本次交易有效。在主设备的IRDY#和 目标设备的TRDY#都有效的情况下可以连续进行交易，传送多个数据，直至交易结束为止。