《微机接口技术》期末复习题
(备注：选择题答案中红色为正确答案)
第1章 微机接口技术概述
一、填空题:
1. 2. 3. 4. 5. 答案：
1. 2. 3. 4.
在I/O接口中，数据端口寄存器的作用是_______________________________。 在I/O接口中，状态端口寄存器的作用是_______________________________。 在I/O接口中，控制端口寄存器的作用是_______________________________。 中断是指_____________________________________。
DMA方式是指____________________________________。
存放CPU与外设之间传送的数据信息
存放外设或I/O接口向CPU传送的状态信息 存放CPU向I/O接口或外设传送的控制信息
系统受外部或内部的逻辑要求，停止原程序的执行转而去处理逻辑要求，执行完服务程序后再返回执行原程序的过程。
5. 存储器直接和外设之间存取数据的输入输出方式
二、选择题：
1．程序查询流程总是按( )次序完成一个字符的传输。
A．读状态端口,写数据端口 B．写数据端口，读状态端口，写数据端口 C．写控制端口，读状态端口，写数据端口 D．随I/O接口的具体要求而定 2．8086/8088CPU响应硬件中断INTR请求的必要条件除IF=1外，还需满足( )。
A．访存储器操作结束 B．当前指令执行完 C．无软件中断请求 D．无内部中断请求
3．CPU对DMA控制器提出的总线请求响应要比中断请求的响应快，其原因是( )。
A．只需完成访内存操作 B．只需当前总线周期结束 C．无需保留断点现场 D．有硬件DMA控制器
4．DMA传送结束由I/O接口向CPU发出中断请求，其目的是( )。
A. 通知CPU 收回总线控制权 B.让DMA 控制器释放总线控制
C. 让CPU 检查DMA 操作正确性 D.让DMA复位，准备下一次DMA 传输 5．CPU执行OUT DX，AL指令时， 的值输出到地址总线上。
A）AL寄存器 B）AX寄存器 C）DL寄存器 D）DX寄存器 6．一个I/O地址称为一个 。
A）接口 B）端口 C）外设 D）芯片 7．一个接口可由 组成。
A）一个端口 B）两个端口 C）一个I/O地址 D）若干个I/O端口 8．输入/输出指的是主机与 交换数据。
A）存储器 B）外设 C）键盘 D）显示器
三、问答题
1. 试述I/O端口两种编址方法的特点与区别。
答：I/O端口的编址方法有二种：即I/O端口单独编址方式（I/O映射方式）和I/O端口与存储器单元统一编址方式（存储器映射方式）。
I/O端口与内存单元地址统一编址方式是将I/O端口地址与内存地址统一安排在内存的地址空间中，即把内存的一部分地址分配给I/O端口,由I/O端口来占用这部分地址。这种方式控制逻辑较简单，I/O端口数目不受限制，所有访问存储器的指令都可用于I/O端口，指令丰富，功能强。但这种方式占用内存空间，而且程序难懂，难调试。
I/O端口单独编址方式中，内存地址空间和I/O端口地址相对独立, I/O端口单独构成一个空间，不占用内存空间,具有专门的指令，程序易于看懂。但这种方法程序设计不太灵活，控制逻辑较复杂，I/O端口数目有限。
2. 输入接口常接有三态缓冲器，而输出接口常接有锁存器，试述其理由。
答：为了协调高速CPU与慢速的外设之间的速度匹配，以及避免数据的丢失，接口中一般设有数据锁存器或缓冲器。
在输出接口中，一般都要安排锁存器，以便锁存输出数据，使较慢的外设有足够的时间进行处理，避免数据丢失，而CPU和总线可以回头去忙自己的其它工作。
在输入接口中，一般需要安排缓冲隔离环节，如三态门。特别是当有多个外设与CPU进行数据交换时，只有当CPU连通时，才允许某个选定的输入设备才进行数据传输，而其它外设此时数据总线隔离，避免干扰数据的传输。
3. 计算机输入/输出控制方式有哪几种?各有什么特点?
答：CPU与外设进行数据传送，系统中的数据传送控制方式一般分为四种： ①程序控制方式，程序控制方式是指CPU与外设间的数据传送是在程序的控制下完成的一种数据传送方式,这种方式又分为无条件传送和查询传送二种。这种I/O方式中，程序设计简单，硬件软件较省，但费时，CPU效率较低，实时性差，主要用于中低速外设和实时性要求不高的场合。 ②中断控制方式，中断控制方式是指利用中断技术控制CPU与外设进行数据传送的一种方式。这种方式实时性好，不需要反复查询等待，减少了CPU等待时间，CPU与外设可并行工作，但这种方式需要进行现场保护及恢复其工作，仍花费CPU时间。 ③DMA方式，DMA方式是指由专门硬件控制，不需CPU介入，直接由存储器与外设进行数据传送的方式，这种方式不需CPU介入，减少了CPU的开销，能实现高速的数据块传送，提高了效率。但这种方式增加了硬件开销，提高了系统的成本。 4. CPU响应中断的条件是什么？
答：CPU响应中断的条件视可屏蔽中断和非屏蔽中断有所不同。 对于非屏蔽中断，必须满足二个条件：①无总线请求,即在现行指令周期内无总线请求②现行指令执行完毕。
对于可屏蔽中断,必须满足三个条件: ①无总线请求②中断允许标志IF=1(即CPU允许中断)③现行指令执行完毕。
第2章 DMA技术
1. 比较中断与DMA两种传输方式的特点。
答：中断方式下，外设需与主机传输数据时要请求主给予中断服务，中断当前主程序的执行，自动转向对应的中断处理程序，控制数据的传输，过程始终是在处理器所执行的指令控制之下。直接存储器访问(DMA)方式下，系统中有一个DMA控制器，它是一个可驱动总线的主控部件。当外设与主存储器之间需要传输数据时，外设向DMA控制器发出DMA请求，DMA控制器向中央处理器发出总线请求，取得总线控制权以后，DMA控制器按照总线时序控制外设与存储器间的数据传输而不是通过指令来控制数据传输，传输速度大大高于中断方式。 2. DMA控制器应具有哪些功能？
答：DMA控制器应有DMA请求输入线，接收I/O设备的DMA请求信号；DMA控制器应有向主机发出总线请求的信号线和接收主机响应的信号线；DMA控制器在取得总线控制权以后应能发出内存地址、I/O读写命令及存储器读写命令控制I/O与存储器间的数据传输过程。 3. 8237A的地址线为什么是双向的？
答：8237A的A0~A3地址线是双向的，当8237A被主机编程或读状态处于从属状态，A0~A3为输入地址信号，以便主机对其内部寄存器进行寻址访问。当8237A取得总线控制权进行DMA传送时，A0~A3输出低4位地址信号供存储器寻址对应单元用，A0~A3必需是双向的。 4. 说明8237A单字节DMA传送数据的全过程。
答：8237A取得总线控制权以后进行单字节的DMA传送，传送完一个字节以后修改字节计数器和地址寄存器，然后就将总线控制权放弃。若I/O的DMA请求信号DREQ继续有效，8237A再次请求总线使用权进行下一字节的传送。
5. 8237A单字节DMA传送与数据块DMA传送有什么不同？
答：单字节传送方式下，8237A每传送完一个字节数据就释放总线，传送下一字节时再请求总线的控制权。块传送方式下8237A必须把整个数据块传送完才释放总线。
6. 8237A什么时候作为主模块工作，什么时候作为从模块工作？在这两种工作模式下，各控制信
号处于什么状态，试作说明。
答：8237A取得总线控制权后，开始进行DMA传送过程，此时8237A作为主模块工作。8237A在被处理器编程或读取工作状态时，处于从模块工作状态。8237A处于从模块时，若CS#=0、HLDA=0说明它正被编程或读取状态，IOR#与IOW#为输入，A0~A3为输入。8237A处于主模块时，输出地址信号A0~A15 (低8位经A0~A7输出，高8位经DB0~DB7输出)。8237A还要输出IOR#、IOW#、MEMR#、MEMW#、AEN、ADSTB等有效信号供DMA传送过程使用。 7. 说明8237A初始化编程的步骤。
答：(1)写屏蔽字，阻止某通道的DMA请求。(2)写命令字(8号地址)，确定信号有效电平、优先级方式、通道工作允许等。(3)写模式字(B号地址)，确定某通道传送方式、传送类型、地址寄存器变化方式等。(4)置0先/后触发器。(5)设置地址寄存器、字节数寄存器的初值。(6)清除某通道屏蔽位，允许8237A响应其DMA请求。
8. 8237A选择存储器到存储器的传送模式必须具备哪些条件?
答：必须使用8237A内部的暂存器作为数据传送的缓冲器。8237A通道0的地址寄存器存放存储器的源地址、通道1的地址寄存器存放存储器的目的地地址、字节计数器存放传送的字节数，建立通道0的软件DMA请求来启动这一传输过程
9. 利用8237A的通道2，由一个输入设备输入一个32KB的数据块至内存，内存的首地址为
34000H，采用增量、块传送方式，传送完不自动初始化，输入设备的DREQ和DACK都是高电平有效。请编写初始化程序，8237A的首地址用标号DMA表示。 答：设存储器页面寄存器内容已被置为3。8237A初始化程序如下： MOV AL， 06H ；屏蔽通道2 MOV DX， DMA+0AH ； OUT DX， AL ；
MOV AL， 80H ；写通道2命令字：DREQ、 MOV DX， DMA+08H ；DACK高电平有效，正常
DUT DX， AL ；时序、固定优先级、允许8237A工作等。 MOV AL， 86H ；写通道2模式字：块传 MOV DX，DMA+0BH ；输、写传输、地址增、 OUT DX， AL ；禁止自动预置等。 MOV DX，DMA+0CH ；置0先/后触发器
OUT DX，AL ；
MOV AL，00H ；设通道2基地址为4000H MOV DX，DMA+04H ； OUT DX，AL ； MOV AL， 40H ； OUT DX， AL ；
MOV AL， 0FFH ；设通道2基字节数为 MOV DX， DMA+05H ；7FFFH (32767D) OUT DX， AL ； MOV AL, 7FH ； OUT DX， AL ；
MOV AL，02H ；清除通道2屏蔽。 MOV DX, DMA+0AH ； OUT DX， AL ；
MOV AL， 06H ；通道2发DMA请求 MOV DX，DMA+09H ； OUT DX，AL ；
第3章 总线技术
1、 总线按性质可分为哪几类？在微机中采用总线结构有何好处？
答：按总线性质分，可分为三类：数据总线，其上传送数据信息，其数目的多少决定了一次能够传送数据的位数。地址总线，其上传送地址信息，其数目的多少决定了系统能够直接寻址存储器的地址范围。控制总线，其上传送各种控制信息，用于协调系统中各部件的操作。 在微机中采用总线结构意义在于：（1）简化了系统结构。采用总线结构后，系统中各功能部件之间的相互关系变为面向总线的单一关系。整个微机系统的结构简单规整、清晰明了，大大减少各模块间的连线。（2）简化了系统的设计。总线结构使各功能部件间的相互关系变为面向总线的单一关系，也为微机产品的标准化、系列化和通用性提供了方便。硬件、软件的设计简单，且具有互换性和通用性。（3）提高系统的可扩充性。由于总线实行标准化，系统的扩充就十分方便。 2、 采用一种总线标准进行微型计算机的硬件结构设计具有什么优点？
答：为适应用户不断变化的要求，微机系统设计必须采用模块化设计，不同的模块组合形成一定的功能。模块之间的连接关系采用标准的总线结构可使不同功能的模块便于互连，兼容性好、生命周期长。模块采用标准化总线结构设计可使模块的生产供应规模化、多元化、价格低、有利于用户。 3、 一个总线的技术规范应包括哪些部分？
答：总线技术规范应包括：(1)机械结构规范：模块尺寸、总线插头插座形式与结点数以及模块与插头插座的机械定位。(2)功能规范：总线信号名称、功能以及相互作用的协议。(3)电气规范：总线中每个信号工作时的有效电平、动态转换时间、负载能力以及电气性能的额定值与最大值。 4、 总线的定义是什么？
答：总线就是两个以上模块(或子系统)间传送信息的公共通道，通过它模块间可进行数据、地址及命令的传输。
5、 为什么要引入局部总线？它的特点是什么？
答：早期的扩充总线(ISA总线)工作频率低，不能满足如图形、视频、网络接口等高数据传输率I/O设备的要求。在处理器的系统总线与传统扩充总线之间插入一个总线层次，它的频率高于传统扩充
总线，专门连接高速I/O设备，满足它们对传输速率的要求。这一层次的总线就是局部总线。局部总线与系统总线经桥接器相连，局部总线与传统扩充总线也经桥接器相连，三个层次的总线相互隔开，各自工作在不同的频宽上，适应不同模块的需要。 6、 总线定时协议分哪几种？各有什么特点？ 答：总线有三种定时方法。(1)同步定时，信息传输由公共时钟控制，总线信号中包括一个时钟信号，各模块上所有的操作都在时钟开始时启动。(2)异步定时，信息的传输的操作均由源或目的的特定信号跳变所确定，总线上每一个操作的发生均取决于前一个操作的发生，总线操作过程不用公共时钟来同步。(3)半同步定时，总线上各操作之间的时间间隔可以变化，但这个变化只允许为公共时钟周期的整数倍，信号的出现，采样和结束以公共时钟为基础。 7、 总线上数据传输分哪几种类型？各有什么特点？
答：分单周期方式和突发方式两种。在单周期方式中，每个总线周期只传送一个数据。在突发方式下，占用一次总线要进行多个数据的传输，源模块发出首地址去访问目的模块的数据1，以后的数据是在首地址的基础上按一定的规则去寻址目地模块。
8、 总线的指标有哪几项，它工作时一般由哪几个过程组成？
答：总线的指标有(1)总线宽度，一次总线操作可以传输的数据位数；(2)总线工作频率，总线上基本定时时钟的频率，它代表总线操作的最高频率；(3)单个数据传输所用时钟周期数。总线上信息传输过程可分解为：(1)请求总线；(2)总线裁决；(3)寻址；(4)数据传送；(5)传送结束。 9、 为什么要进行总线仲裁？
答：总线结构的特点是，一个传送信息的公共通路总线为多个模块共同使用。但在某一时刻，只能允许一个主模块使用总线进行数据传输。当有多个主模块要占用总线进行数据传输时，要有一个总线的请求及转交的过程，首先按一定规则进行总线使用权的仲裁，把总线的使用权交给优先级最高的请求者。
10、为什么集中式总线仲裁方式优于菊花链式？
答：菊花链式为串行总线仲裁逻辑，离处理器较远的主模块因前级主模块的占用而在较长时间内得不到响应，优先权的级别与逻辑上级连位置有关，因此灵活性差，缺少公平性。集中式为并行总线仲裁逻辑，请求与响应信号都是独立与仲裁逻辑相连，优先级的处理可采用多种方式，不至因为某个请求设备的故障而造成整个仲裁逻辑的瘫痪，灵活性好。
11、ISA 16位总线是在ISA 8位总线基础上扩充了哪些信号而形成的？
答：ISA 16位总线在ISA 8位总线基础上把数据线由8位扩充到16位，把地址线由20位扩充到24位；还扩充了中断请求信号、DMA请求与响应信号；还增加了16位数据访问的控制信号等。
第4章 串行通信技术
一、填空题:
1. 2. 3. 4. 5.
串行通信是指________________________。
串行通信分为________________和________________两种。
在串行接口内部，数据输入寄存器总是和______________移位寄存器配对使用。 在串行接口内部，数据输出寄存器总是和______________移位寄存器配对使用。
串行接口电路中，_________寄存器和__________寄存器是只写不读的，_________寄存器和_________寄存器只读不写的。
6. 串行通信的连接方式分为_________、_________和_________三种方式。 7. 波特率是指_________________。