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(5) 清除IF和TF。
(6) 从中断向量表中取新值。(4*N)作为IP,(4*N+2)作为CS, N代表中断类型码。 (7) 转入中断服务程序。 (8) 开放中断。
(9) IRET指令使IP、CS和PSW弹出堆栈。 (10) 返回被中断的主程序。
6-14 在多个中断源、单中断请求的流程图图(6-20)中,为什么要加入“屏蔽本级中断和低级中断”、“开中断”和“关中断”这三个工作框?
【解答】在多个中断源、单个中断请求的流程图中要加入“屏蔽本级中断和低级中断” 这个工作框,这是为了防止在中断进行处理时不致受到来自本级和较低级中断的干扰。在进入“现场保护”之前和进入“现场恢复”之前要加入“关中断”这个工作框,是为了现场保护过程和现场恢复过程不受到任何中断请求的干扰。在进入中断服务之前要加入 “开中断”这个工作框,是为了允许进行中断嵌套;在恢复现场之后要加入 “开中断”这个工作框,是为了重新开放中断,允许任何其他等待的中断请求有可能被CPU响应。
6-15简要说明8259A中断控制器中的IRR、ISR和IMR 三个寄存器的功能。
8259A中断控制器中的IRR是8位中断请求寄存器。它的功能是用来存放从外设来的中断请求信号IR0-IR7,是一个中断源中断请求寄存器。
8259A中断控制器中的ISR是8位中断服务寄存器。它的功能是用来记忆正在处理中的中断级别。当CPU 正在为某个中断源服务时,8259A则使ISR中相应的位为“1”。当ISR全为“0”时,表示CPU正执行正常程序,无任何中断服务。
8259A中断控制器中的IMR是8位中断屏蔽寄存器。它的功能是用来存放CPU 送来的屏蔽信号,当它的某一位或某几位为“1”时,则对应的中断请求就被屏蔽,即对该中断源的有效请求置之不理。
第七章 可编程接口芯片及其应用
7-1 解释题
(1) 可编程接口芯片
【解答】可由程序改变其功能(接口电路的工作状态)的接口称为可编程的接口。 (2) IBF
【解答】输入缓冲器满信号,该信号有效时,用以通知外设输入的数据已写入接口的缓冲器。 (3) OBF
【解答】输出缓冲器满信号,该信号有效时,表示CPU已经将数据输出到指定的端口,通知外设可以将数据取走。
(4) 编码键盘
【解答】能自动提供对应于被按键的编码信息,如ASCII码,并能同时产生一个选通脉冲通知微处理器,还具有处理抖动和多键串键的保护电路。
(5) 串行通信
【解答】数据是一位一位地按顺序分时传送,这种数据的传输方式称为串行通信。 (6) 异步通信
【解答】是串行通信的两种基本的通信方式的一种,每个字符格式规定要用起始位和终止位作为字符的开始和结束的标志,还有一个奇偶校验位。
(7) 串行异步通信的奇偶错
【解答】在接收时,检查接受到的每个字符的“1”的个数,如不符合要求,置位出错标志,发出奇偶校验出错信息。
(8) 串行异步通信的帧错
【解答】如接收到的字符格式不符合要求 (例如缺少终止位) ,置位出错标志,发出帧错误信息。
(9) 串行异步通信的溢出错
【解答】在串行异步通信中,如已接收到第二个字符的停止位,且要把第二个字符传送到接收数据寄存器中时,CPU还未取走上一个数据,于是就会出现数据丢失,置溢出错误标志,发出溢出错误信息。
(10) 采样—保持
【解答】 采样跟踪状态:在此期间应尽可能快的接收数据,使输出与输入信号相一致。保持状态:把采样结束前瞬间的输入信号保持下来,使输出与保持的信号一致。
(11) 量化
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【解答】采样信号经量化后成为数字信号的过程称为量化过程。 (12) 传感器
【解答】把非电量的模拟量转换成电压或电流信号。 (13) 调制解调器
【解答】是计算机远程通信中的一种辅助设备,它在发送端将计算机的数字信号转换为模拟信号,即对载波电话线上载波进行调制,而在接收端检出发送端的模拟信号。
(14) 模/数转换
【解答】把输入的模拟量变为数字量,供微型计算机处理,这种转换称为模/数转换。 (15) 数/模转换
【解答】把计算机处理后的数字量转换为模拟量形式的控制信号,这种转换称为数/模转换。 7-2 根据接口电路的功能,简要说明I/O接口电路应该包括哪些单元?
【解答】
一般I/O接口电路应该具有如下电路单元:
(1)输入/输出数据锁存器和缓冲器,用以解决CPU与外设之间速度不匹配的矛盾,以起隔离和缓冲的作用。
(2)控制命令和状态寄存器,以存放CPU对外设的控制命令及外设的状态信息。 (3)地址译码器,用来选择接口电路中的不同端口。 (4)读写控制逻辑。 (5)中断控制逻辑。
7-3 扼要说明 8255A工作于方式0和方式1的区别。
【解答】
8255A方式0是基本的输入/输出方式,方式1是选通的输入/输出方式,它们的主要区别是: (1)8255A工作于方式0,24条I/O线全部用作传送数据,没有设置固定的应答信号线(可自定义);8255A工作于方式1,A、B口用于数据传送,C口的部分引脚用作固定的应答信号线。
(2)8255A工作于方式0,不能用中断方式;8255A工作于方式1,能用中断方式。 7-4 试说明8255A在方式1输入时的工作过程。
【解答】8255A在方式1输入过程(A口)如下:
当外设准备好数据,在送出数据的同时,送出一个选通信号。8255A的A口数据锁存器在该选通信号的下降沿控制下,将数据锁存。8255A向外设送出IBF,表示锁存数据已完成,暂时不要再送数据。如果PC4=1,这时就会使INTR变成高电平输出,向CPU发出中断请求信号。CPU响应中断,执行IN指令时,RD读信号的下降沿清除中断请求,而RD结束时的上升沿则使IBF复位到零。外设在检测到IBF为零后,可以开始输入下一个字节。 7-5 试说明8255A在方式1输出时的工作过程。
【解答】8255A在方式1输出过程(A口)如下:
CPU响应中断以后,便往8255A输出数据,并发出写信号,写信号的上升沿一方面清除中断请求信号INTR,表示CPU已经响应了中断;另一方面使OBF有效,通知外设接收数据。当外设接收到数据后,便发出一个ACK信号。ACK信号,一方面使OBF无效,表示数据已经取走,当前输出缓冲器空;另一方面又使INTR有效,既向CPU 发出中断请求,从而可以开始一个新的输出过程。 7-6 图7-13的键盘接口中,如按下4行3列的键,问执行结果 BL、BH、CX和AL各为何值?
【解答】 BL=23H, BH=0FH, CX=03H, AL=7FH
7-7 图7-15的6位数字显示器接口图中,如7段LED采用共阴极接法,要求程序不变,硬件线路应作何变动?
【解答】8255A 的A口(PA0―PA7)和B口(PB0-PB7)输出反相器取消。 7-8 请说明如下基本概念:
【解答】 (1)片选
【解答】每个接口芯片上的CE端是控制接口芯片进入工作状态的引脚端,通过地址译码器输出一个地址信号到CE端,片选信号有效,该接口进入工作状态,CPU才能通过该芯片与对应的I/O设备传送数据。
(2)读写
【解答】CPU从内存或通过I/O接口从外设获得数据称为读操作;CPU向内存或通过I/O接口向外设输出数据称为写操作。
(3)联络
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【解答】CPU 通过外设接口同外设交换信息时,接口芯片常常需要和外设间有一定的“联络”信号,以保证信息的正常传输,这样的信号线称为联络线。
(4)可编程
【解答】可通过计算机的指令来选择不同的通道和不同的功能(接口电路的工作状态),这样的接口称为可编程的接口。
7-9 8253 的三个计数通道中都有三个引脚—CLK、OUT和GATE,请说出这三个信号的功能。
【解答】
CLK 信号用于输入定时基准脉冲或计数脉冲。
OUT 信号是输出信号,以相应的电平指示计数的完成,或输出脉冲波形。
GATE信号门控输入,用于启动或禁止计数器的操作,以使计数器和计测对象同步。
7-10 图2-24的8253应用实例中,如通道0和1都采用二进制计数,扬声器的发声频率为500HZ,问程序应如何变动?
【解答】程序变动如下:
MOV AL,14H ;通道0初始化 OUT 43H,AL
MOV AL,32H ;计数初值 OUT 40H,AL STI LOP: HLT JMP LOP
中断服务程序:
MOV AL,01H ;通道1的GATE1置1,启动计数 OUT 80H,AL
MOV AL,76H ;通道1初始化 OUT 43H,AL
MOV AL,00H ;计数初值 OUT 41H,AL MOV AL,32H OUT 41H,AL CALL DL5S
MOV AL,00H ;通道1的GATE1置0,停止计数 OUT 80H,AL
IRET
7-11 写出异步串行通信的字符格式。
【解答】异步串行通信的字符格式:每个串行字符由以下4个部分组成: (1)1个起始位,低电平。
(2)5—8个数据位(如标准ASCII码,则为7位)。起始位后面紧跟的是要传送字符的最低位。 (3)1个奇偶校验位。
(4)1、1.5或2个终止位,高电平。
7-12 定时器8253通道0按方式3(方波发生器)工作,时钟CLK0的频率为1MHZ,要求输出方波的频率为40KHZ,此时写入的计数初值应为多少?输出方波的“1”和“0”各占多少时间?
【解答】写入的计数初值为0019H,输出方波的“1”和“0”各占13微秒和12微秒。
7-13 对8251A进行初始化,要求工作与异步方式、采用奇校验、指定二个停止位、7位ASCII字符,波特因子为16,出错指示处于复位状态、允许发送、允许接收,数据终端就绪,不送空白字符,内部不复位。
【解答】
8251A初始化程序如下(设8251A奇地址端口的地址为52H): MOV AL,0DAH OUT 52H,AL MOV AL,37H
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OUT 52H,AL
7-14 简述ADC0809的工作过程。
【解答】ADC0809的工作过程:
(1)启动A/D转换 启动START, 高电平有效。
(2)当A/D转换结束,EOC(转换结束信号)的高电平可用作中断请求信号。或查询EOC状态,用查询方式。
(3)ADC0809转换后的数字量通过三态缓冲器输出,当输出允许OE=“1”时,打开三态输出门输出数字量。
7-15 图7-51的ADC0809接口电路中,如改为中断方式读取转换后的数字量,则电路应作哪些改动?程序应如何编写?
【解答】如改为中断方式读取转换后的数据量,硬件电路的改动如下:
将ADC0809的EOC转换结束信号用作中断请求信号,连接到中断控制器的输入端,取消与8255A的PC7的连接。
如改为中断方式读取转换后的数据量,程序的编写如下:
MOV AL,88H ;8255初始化 OUT 83H,AL
MOV AL,00H ;启动A/D转换 OUT 81H,AL ADD AL,10H OUT 81H,AL SUB AL,10H OUT 81H,AL
中断处理程序:
IN AL,84H ;读入数字量 IRET
7-16 ADC0809通过8255A同PC总线的接口如图7-52所示,地址译码器输出Y0的地址范围为80H—83H,Y1的地址范围为84H—87H,8255A设定为方式0工作,从输入通道IN5输入一个模拟量,写出经ADC0809转换后的数字量读入8088的AL的控制程序,并说明该电路的工作过程。
【解答】
控制程序如下:
MOV AL,88H ;8255初始化 OUT 83H,AL
MOV AL,05H ;启动A/D转换 OUT 81H,AL ADD AL,10H OUT 81H,AL SUB AL,10H OUT 81H,AL
LOP: IN AL,82H
TEST AL,80H JZ LOP
IN AL,84H ;读入数字量 HLT
该电路的工作过程如下:
(1) 启动A/D转换 启动START, 高电平有效。 (2) 查询EOC状态。
(3) 如A/D转换结束, ADC0809转换后的数字量通过三态缓冲器输出,当输出允许OE=“1”时,打开三态输出门输出数字量。
7-17如图7-53所示的A/D转换器,试说明器件的运行过程,及各信号的作用。
【解答】
该器件各信号的作用如下:
START: A/D转换启动信号,上升沿有效。
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EOC:A/D转换结束信号,A/D转换结束前该信号为高电平,A/D转换结束后该信号为低电平。 该ADC的工作过程:
(1)启动A/D转换 启动START,上升沿有效。
(2)查询EOC状态,当A/D转换结束,EOC为低电平。
(3)如查询到A/D转换结束,那么该ADC转换后的数字量通过接口电路读入CPU 。
7-18 8255用作查询式打印机接口时的电路连接和打印机各信号的时序如图7-54所示。8255的端口地址为80H~83H,工作于方式0,试编写一段程序,将数据区中变量DATA的8位数据送打印机打印,程序以RET指令结束,并写上注释。
【解答】
MOV AL,81H ;初始化8255 OUT 83H,AL
MOV AL,0DH ;PC6置1 OUT 83H,AL LEA SI,DATA MOV CX ,08H
NEXT: IN AL,82H ;检测BUSY 位
TEST AL,04H JNZ NEXT MOV AL,[SI]
OUT 80H,AL ;输出一个数据 MOV AL,0CH ;PC6置0 OUT 83H,AL NOP NOP
MOV AL,0DH ;PC6置1 OUT 83H,AL INC SI
LOOP NEXT RET
第八章 总线
8-1 什么是总线?简述微机总线的分类。
【解答】总线是一种在多于二个模块间传送信息的公共通路,为在各模块之间能实现信息共享和交
换,总线由传输信息的物理介质以及一套管理信息传输的通用规则(协议)所构成。
微机总线一般分为三类:片总线、内总线和外总线。片总线又称元件级总线,是芯片内部引出的总线。内总线又称系统总线或板级总线,它是用于微机系统中各插件之间信息传输的通道。外总线又称通信总线。它是微机系统之间,或是微机系统与其它系统之间信息传输的通道。 8-2 什么是总线标准?为什么要制订总线标准?总线标准应包括哪些内容?
【解答】总线标准是国际正式公布或推荐的互连各个模块的标准,它是把各种不同的模块组成计算机
系统时必须遵守的规范。
采用总线标准可以为计算机接口的软件和硬件设计提供方便,按总线标准设计的接口是通用接口。对硬件设计而言,由于总线标准的引入,使各个模块的接口芯片的设计相对独立。同时也给接口软件的模块化设计带来了方便。
总线标准应包括如下内容:
(1)机械结构规范。确定模板尺寸、总线插头、边沿连接器等的规范及位置。
(2)功能规范。确定各引脚信号的名称、定义、功能与逻辑关系,对相互作用的协议进行说明。 (3)电气规范。规定信号工作时的高低电平、动态转换时间、负载能力以及最大额定值。 8-3 简述PC/XT机系统板上三种总线的关系,以及这三种总线同PC总线的关系。
【解答】PC/XT机系统板上有三种总线,即芯片总线、系统总线和系统扩充总线。
PC总线是在PC/XT系统总线基础上简化而成的,实际上是系统总线的延伸,作用是供外部的I/O适配器使用。
8-4 从PC总线的负载能力说明总线驱动的作用。
【解答】所谓总线的负载能力即驱动能力,是指当总线接上负载后必须不影响总线输入/输出的逻辑电平。在PC总线中的输出信号,在输出低电平时要吸收电流,以IOL表示,这时的负载能力就是指当吸收了规定电流时,仍能保持逻辑低电平。在输出高电平时负载能力以IOH表示,当输出电流超过规
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