微机控制与接口技术练习题(2)

2020-02-21 17:26

JZ CHECK

TR: MOV AH,1 ;读键盘缓冲器内容,若有键按下,ZF= 0 INT 16H JZ CHECK MOV DX,3F8H

OUT DX,AL ;⑨ JMP CHECK REV: MOV DX,3F8H

IN AL,DX ;⑩ AND AL,7FH ;屏蔽掉D7 MOV BX,0041H ;设置显示属性 MOV AH,14 ;用中断调用显示接收到的字符 INT 10H

JMP CHECK

《微机控制与接口技术》练习题参考答案

一、问答题

1.①具有完善的过程通道,便于各种形式的信息变换,并完成检测数据输入和控制信息输出;

②具有完善的中断系统和高速数据通道,以使其能迅速响应生产过程的中断请求,并能与生产过程实时交换信息; ③具有高可靠性,能在规定的时间内连续运行而不发生故障,并且在发生故障时能够快速修复;

④具有很强的适应环境的能力,能够适应高温、高湿、腐蚀、振动、冲击、灰尘等环境,并有较强的抗电磁干扰能力;

⑤具有人机交互功能,使人能够及时地对生产过程进行必要的干预; ⑥具有丰富的工业控制软件。

2.工业PC机,STD总线工业控制机,可编程序控制器,单片机,DSP微处理器,集散控制系统(DCS)。

3.工业PC机系统由工业控制机主机、输入输出接口模板、通信接口模板、信号调理模块等组成。

①工业PC的主机结构包括:加固型机箱、无源总线底板、工业电源、主机板、显示板、硬盘、CD-ROM驱动器以及显示器、键盘、鼠标等其他配件。

②输入接口模板包括模拟量输入、开关量输入和脉冲量输入模板等。 ③输出接口模板包括模拟量输出、开关量输出和脉冲量输出模板等。 ④通信接口模板包括串行通信接口板( RS-232等)、网络通信板、现场总线通信板等。 ⑤信号调理模块对现场各类输入信号进行预处理;对工控机输出信号进行隔离、驱动。 ⑥远程数据采集模块可直接安装在现场一次变送器处,将现场信号通过现场总线与工控机通信相连。

4.①CPU模板是工业控制机的核心部件。按照STD总线标准设计的CPU模板,一般都提供了中央处理器、存储器、DMA控制器以及串、并行输入输出等功能。 ②存储器板用于计算机系统扩展内存或外存。

③人-机接口模板是提供显示输出和键盘输入的多功能接口模板。

④系统支持板。很多系统还需要配置系统支持板,以完善其系统功能。

⑤工业I/O模板。工业生产过程有大量的开关量信号,这些现场开关量信号通过开关量输入输出模板与工业微机相连。工业现场的压力、温度、位移等模拟量信号,需要通过模拟量输入(A/D)模板与工业控制机相连,以实现信号检测。有些工业用仪表或工业设备(如电机)需要通过模拟量输出(D/A)模板以实现控制。

5.总线是将计算机系统中各部件连接起来的信息传输通道。通过总线可以传输数据信息、地址信息、各种控制命令和状态信息。利用总线,一个设备就可以完成与另外一个设备或多个设备之间的通信。

一般来说,计算机总线分为内部总线、系统总线、外部总线三类。内部总线位于微处理器芯片内部的总线,系统总线是微机系统内部各部件(插板)之间进行连接和传输信息的一组信号线,它是与I/O扩展插槽相连接的。外部总线(又称通信总线、设备总线)它用于在系统之间进行互联,如微型机之间、微型机与仪器或其它设备之间。

微机总线主要由数据总线、地址总线、控制总线、电源线和地线四部分组成。数据总线用于传输数据信息,地址总线用于传送地址信息,控制总线用于传送控制和状态信号,控制总线是最能体现总线特色的信号,电源线和地线决定总线使用的电源种类及地线分布和用法。

6.系统总线是微机系统内部各部件(插板)之间进行连接和传输信息的一组信号线, 也称微型计算机总线或板级总线,它是与I/O扩展插槽相连接的。I/O插槽中可以插入各种扩充板卡,作为各种外设的适配器与外设连接。常用的系统总线有ISA总线,PCI总线,STD总线等。

7.设备总线用于在系统之间进行互联,如微型机之间、微型机与仪器或其它设备之间。常用的设备总线有RS一232C, IEEE1394,USB总线等。

8.通常把介于主机和外设之间的一种缓冲电路称为I/O接口电路,简称I/O接口。

CPU与外部设备交换信息存在以下一些问题:①速度不匹配:CPU的速度很高,而外设的速度要低得多,而且不同的外设速度差异很大。②信号电平不匹配:CPU所使用的信号都是TTL电平,而外设大多是复杂的机电设备有自己的电源系统和信号电平。③信号格式不匹配:CPU系统总线上传送的通常是8位,16位或32位的并行数据,而各种外设使用的信息格式各不相同,有些设备上用的是模拟量,而有些是数字量或开关量;有些设备采用串行方式传送数据,而有些则采用并行方式。④时序不匹配:各种外设都有自己的定时和控制逻辑,与计算机的CPU时序不尽相同。因此输入输出设备不能直接与CPU的系统总线相连,必须在CPU与外设之间设置专门的接口电路来解决这些问题。

9.每个接口电路中都包含一组寄存器,CPU与外设进行信息交换时,各类信息在接口中存入不同的寄存器,一般称这些寄存器为I/O端口,简称为口(Port)。用来保存CPU和外设之间传送的数据(如数字、字符及某种特定的编码等)、对输入/输出数据起缓冲作用的数

据寄存器称为数据端口;用来存放外设或者接口部件本身状态的状态寄存器称为状态端口;用来存放CPU发往外设的控制命令的控制寄存器称为控制端口。若干个端口加上相应的控制电路而构成接口。 10.接口电路的结构形式是指采用什么样的元件、器件或部件,以什么方式来构成接口电路。 接口电路一般有以下几种结构形式。

①固定式结构采用SSI或MSI的IC逻辑芯片,按设计要求组合而成。电路一经做成,其工作方式和功能就固定不变,是一种不可编程的接口电路。 ②半固定式结构是指采用GAL或PAL器件构成的接口电路。由于采用这种器件的接口电路,其功能和工作方式可以通过改写内部的逻辑表达式加以改变,而逻辑表达式一旦烧入芯片,其功能和工作方式又能固定下来,因此,把它叫做半固定式结构。

③可编程结构的接口电路,其工作方式和功能可以通过编程方法加以改变,使用灵活,适应面宽,能满足不同外设接口的需要。

④智能型结构,若采用专门设计的I/O处理器(如I8189)或通用单片机,就可以构成智能接口。由于这些芯片本身带有微处理器,因此,外设的全部管理功能都可由智能接口来完成,大大提高了系统的效率和数据吞吐量。 11. 正如每个存储单元都有一个物理地址一样,每个端口也有一个地址与之相对应,该地址称为端口地址。有了端口地址,CPU对外设的输入输出操作实际上就是对I/O接口中各端口的读写操作。由于状态端口只做输入操作,控制端口只做输出操作,因此,有时为了节省系统地址空间,在设计接口时往往将这两个端口共用一个端口地址,再用读/写信号来分别选择访问。 12.①程序传送方式是指在程序控制下进行信息传送,又分为无条件传送方式和条件传送方式(查询传送方式)。如果计算机能够确信一个外设已经准备就绪,那就不必查询外设的状态而可直接进行信息传输,这称为无条件传送方式。查询传送方式下,CPU通过执行程序不断读取并测试外设的状态,如果外设处于准备好状态(输人设备)或者空闲状态(输出设备),则CPU执行输人指令或输出指令与外设交换信息。

②中断传送方式。在中断传送方式下,外设具有申请CPU服务的主动权,当输入设备将数据准备好或者输出设备可以接收数据时,便可以向CPU发出中断请求,使CPU暂时停下目前的工作与外设进行一次数据传输。数据传输完成以后,CPU继续进行原来的工作。

③DMA方式,DMA控制器在传输数据时不用指令,而是通过硬件逻辑电路用固定的顺序发地址和用读/写信号来实现高速数据传输。

13.① I/O端口与内存单元统一编址。在这种方式中,把一个外设端口作为存储器的一个单元来对待,故每一个外设端口占用存储器的一个地址。从外部设备输入一个数据,作为一次存储器读的操作;而向外部设备输出一个数据,则作为一次存储器写的操作。这种方式的内存和外设的地址分布图是同一个,外设占用了内存单元。

②I/O端口与内存单元独立编址。在这种编址方式中,建立了两个地址空间,一个为内存地址空间,一个为I/O地址空间。内存地址空间和I/O地址空间是相对独立的,访问内存地址空间和I/O端口采用不同的指令,因此,指令系统中不仅有访问内存的指令,还有访问I/O端口的的输入输出指令。这种方式的存储器地址空间不受I/O端口地址空间的影响。

14.参加I/O端口地址译码的主要是地址信息,地址信号线通过I/O地址译码电路,产生接

口芯片的片选信号CS。I/O地址译码电路不仅仅与地址信息有关,而且还与一些控制信号有关,例如用AEN控制DMA或是非DMA传送;用I/OCS16信号控制8位还是16位端口;用SBHE信号控制奇或偶端口;有些译码电路将IOR或IOW信号也参加进来。

15.使CPU暂停运行原来的程序,按照需要转去执行为紧急事件服务的程序(也称中断服务程序),待该程序处理完后,再返回运行原来的程序,此即中断或中断技术。

中断除了能解决快速CPU与中慢速外设速度不匹配的矛盾以提高主机的工作效率之外,在实现分时操作、实时处理、故障处理、多机连接以及人机联系等方面有广泛的用途。

在计算机系统以及实时控制系统中,经常需要用到定时信号,例如计算机系统中的日历时钟,动态存储器的定时刷新信号,实时控制系统中的定时中断、定时检测、定时控制等。

16.同步通信是指将若干字符组成一个信息组,字符一个接着一个传输。但是,在每组信息(通常称之为信息帧)开始要加上1~2个同步字符。在传输线上没有字符传输时,要发送专用的“空闲”字符或同步字符,其原因是同步传输字符必须连续传输,不允许有间隙。 异步通信是指通信中两个字符之间的时间间隔是不固定的,而在同一字符中的两个相邻代码间的时间间隔是固定的通信方式。一个字符在传输时,除了传送它本身的编码外,还要传输几个附加的数位。一般在字符开始传输前,传输线必须在逻辑上处于“1\状态,可称其为标识态。每个字符的传输用一个起始位(逻辑\)表示开始,用停止位表示字符结束,在起始位和停止位之间是几位字符编码和奇偶校验位。这样构成的一串数据称为一帧。一帧数据的各位代码间的时间间隔是固定的,而相邻两帧数据的时间间隔是不固定的。可见,异步通信时字符是一帧一帧传送的,每帧字符的传送靠起始位来同步。在异步通信的数据传送中,传输线上允许空字符。

17.每秒钟能传输的最大字符数

9600bits?960

(1?7?1?1)bit二、选择题

1. A; 2.D; 3.D; 4.C; 5.C; 6.A; 7.A; 8.D ; 9.A; 10.A 11. A; 12.A; 13.B; 14.C; 15.A; 16.D; 17.A; 18.B 三、综合题

1、

(1)译码电路的结构形式为固定式译码 (2)译码电路的类型为专用译码器译码电路

(3)Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7输出的端口地址分别为260H、261H、262H、263H、264H、265H、266H、267H。 (4)AEN=0表示非DMA操作

2、

A7 A 6

A 8 ≥1 A5 AENA9A4A3A2 G2B Y1 Y2 LS138 Y3 G2A Y4 G1 Y5 C Y6 B Y7 A Y0

204H~207H 208H~20BH

200H~203H

214H~217H

218H~21BH

3、

MOV DX,263H MOV AL,92H OUT DX,AL

4、

①80H或10000000B ②30H或48 ③0

④0AH或00001010B ⑤01H 5、

数据为 31H,采用的是偶校验 (2)传送该字符共10bit

6、

1)初始化A口、B口、C口工作于方式0,输出

2)C口按位置位/复位,使PC4=0 7、

(1)①将通信控制寄存器D7=1,或者答:置DLAB=1亦可

②写入波特率因子低8位 ③写入波特率因子高8位 ④设置通信数据的格式

⑤设置工作方式(是否使用中断及是否循环测试)或者答:设置MODEM控制字亦可 ⑥读通信状态寄存器

⑦判断接收缓冲器是否满 ⑧判断发送缓冲器是否空 ⑨将键入代码发送出去 ⑩读入接收字符

(2)传输数据的格式为每个字符数据位占8位,1位停止位,采用奇校验

(3)当两台PC机同时运行通信程序,一方从键盘键入字符,另一方则可在屏幕上将该字符显示出来。


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