需增加硬件设备，只需编制延时程序即可；但是它降低了CPU的效率，浪费了CPU的资源，而且由于同样的延时程序在不同计算机上运行的时间会不同，所以通用性比较差。
4.8253定时/计数器有那些特点？
8253是一个减1的定时/计数器（逆计数器），它内部有3个相互独立的16位减1计数通道，每个通道有自己独立的计数脉冲输入信号（CLK）、门控信号（GATE）和计数/定时到的输出信号（OUT），每个通道有6种工作方式，1个通道最多可以计65536个脉冲。
5.8253初始化编程包括哪两项内容？
在对8253进行始化编程时，首先向命令寄存器中写入方式字，选择计数通道、工作方式、计数初值的长度及写入顺序、计数码制。然后按方式字的要求向选定的计数通道中写入计数初值。
6.8253有哪几种工作方式？区分不同工作方式的特点体现在哪几个方面？为什么3方式使用最普遍？
8253有6种工作方式——方式0～方式5。区分不同工作方式的特点主要体现在以下的4个方面：
（1） 启动计数器的触发方式不同
（2） 计数过程中门控信号GATE对计数操作的控制作用不同 （3） 计数/定时到时输出端OUT输出的波形不同
（4） 在计数过程中，写入新的计数初值的处理方式不同
3方式由于具有自动重新装载计数初值，能输出重复波形，且输出波形的高低电平比为1:1或近似1:1（方波或近似方波），所以在实际中应用最广泛。 7何谓日时钟？
日时钟是指对一天的时间进行统计，判断一天（24小时）的时间是否已到。 8利用8253进行日时钟计时的计时单位是什么？CPU采用什么技术把这些计时单位进行累加？
65536s?54.9254ms61.1931816?10利用8253进行日时钟计时的计时单位是
在系统中，设置了两个对计时单位进行统计的字单元TIMER_HI（高字单元）和TIMER_LO（低字单元），8253产生的周期为54.9254ms的方波申请中断，CPU在中断服务程序中通过对两个字单元组成的双字单元进行加1操作来实现对计时单位的统计。
9.8253通道0的定时中断是硬中断（8号中断），它不能被用户调用，当用户对系统的时间进行修改时，需采用软中断INT 1AH。试问这两种中断有何关系？
8253通道0定时中断的服务程序中实现对双字计时单元的加1操作，而软中断INT 1AH完成的功能是将这双字单元的内容读出，保存在两个字寄存器中，其中，TIMR_HI单元的内容送入CX，TIMER_LO单元的内容送入DX中。 10利用8253作为波特率发生器，当CLK＝1.1931816MHz，波特因子为16时，要求产生4800波特的传输速率，试计算8253的定时常数。
由于f收、发＝波特率?波特因子，所以8253输出的频率应该是
fOUT?4800?16＝76800Hz，由此可计算出8253的定时常数：
fCLK1.1931816?106N＝??15.5?16fOUT76800
习题四
1采用DMA方式为什么能实现高速传送？
DMA传送方式能够实现高速数据传送主要有两个原因： （5） 它为两个存储介质提供了直接传输通道，不象CPU控制的传送那样
要通过内部寄存器中转。
（6） 用硬件取代了软件，它直接发出对两个介质的选中信号及其读写控
制信号，而不是通过执行指令来控制传送
2.DMA方式传送的一般过程如何？
DMA方式在传送之前，要对DMA控制器进行初始化编程，设置诸如传送方向、内存首址、数据块大小等信息，而传送过程一般可分为4个阶段：
（7） 申请阶段：外设向DMA控制器发出DREQ信号请求DMA服务，
DMA控制器向CPU发出HRQ信号，请求占用总线
（8） 响应阶段：CPU向DMA控制器发出HLDA信号，将总线控制权让
给DMA控制器，DMA控制器接管总线
（9） 数据传送阶段：DMA控制器发出DACK信号，选中I/O设备；发
出内存地址，选中存储单元，并根据初始化时设定的传送方向给I/O设备和存储器发出读写控制信号，数据由源介质直接传送到目的介质 （10） 传送结束阶段：传送了指定长度的数据块后，或收到外部强制结束
的控制信号（EOP）时，外设、DMA控制器相继撤除DREQ、HRQ信号，CPU撤除HLDA信号，总线控制权归还CPU。
3.什么是DMA方式的操作类型和操作方式？DMA方式一般有哪几种操作类型和操作方式？
DMA方式的操作类型是指进行DMA操作的种类，一般有3种：
（11） 数据传送：将源介质中的数据传送到目的介质中，包括DMA读
（M?I/O）和DMA写（I/O?M）
（12） 数据校验：对数据块内部的每个字节进行某种校验，而不进行数据
传送（不发出读写控制信号）
（13） 数据检索：也不进行数据传送，而是在指定的内存区内查找某个关
键字节或某几个关键数据位是否存在
DMA方式的操作方式是指在进行DMA操作时，每次所操作的字节数，不同的操作方式释放总线的条件不同。操作方式一般有以下3种：
（1） 单字节方式（单一方式）：每次取得总线控制权只操作一个字节就释
放总线，下个字节的操作要重新申请 （2） 连续方式（块字节方式）：只要DMA操作一开始，就一直占用总线，
直到全部操作完毕。在操作过程中，即使DMA请求信号无效，也只是暂停操作，将总线暂时挂起，而不释放，待DREQ有效后再继续操作 （3） 请求方式（询问方式）：这种方式是否释放总线取决于DREQ信号，
若DREQ保持有效，则占用总线，进行DMA操作；若DREQ变为无效，就释放总线
4.DMA控制器在微机系统中有哪两种工作状态？其工作特点如何？
DMA控制器在微机系统中有主动工作状态和被动工作状态。
主动工作状态：在DMA操作期间，DMAC控制总线，控制数据在两个存储介质之间直接传送
被动工作状态：非DMA操作期间，DMAC受CPU的控制，此时它主要有
两个工作，一是检测片选信号，看CPU是否对它进行读写控制；二是检测DMA请求信号，看外设是否有DMA操作请求。
5.DMA控制器的地址线和读写控制线与一般的接口控制芯片的相应信号线有什么不同？
由于DMA可以作为系统的主控器，所以在地址线和读写控制线的设置上与一般的接口控制芯片有所不同，主要体现在以下几个方面：
（1） 地址线中的端口选择信号线是双向的，被动态时接收CPU发出的低
位地址，实现片内端口选择；主动态时发出内存地址的低位。如：8237A-5的A0～A3
（2） 除了端口选择信号线，还有其他的地址线，输出方向，用于主动态
发出内存地址。如：8237A-5的A4～A7（发出内存地址的A4～7），DB0～7（送出内存地址的A8～15） （3） 读写控制信号中的 IOR 、 IOW 是双向的，被动态时接收CPU的
读写信号；主动态时向I/O发出读写控制信号 （4） 除了 IOR 和 IOW 以外，读写控制信号还设置了 MEMW 和MEMR ，
输出方向，用于在主动态时向存储器发出读写控制信号
6.可编程DMA控制器8237A-5的操作功能由它的寄存器内容来体现，请指出它有哪些寄存器，其功能如何？
8237A-5的内部寄存器有以下几种：
（14） 基地址寄存器：16位，每个通道都有。寄存内存首址，写入后不变，
自动预置方式中用于为当前地址寄存器重新装入初值
（15） 当前地址寄存器：16位，提供当前操作的内存单元的地址，具有自
动修改的功能
（16） 基字节计数器：16位，每个通道都有。寄存操作数据块的大小（N-1），
写入后不变，自动预置方式中用于为当前字节计数器重新装入初值 （17） 当前字节计数器：16位，指示当前还有多少字节没有操作，具有自
动减1的功能
（18） 命令寄存器：用于设置该片8237A-5的工作条件及相关信息
（19） 状态寄存器：寄存各通道是否已完成DMA操作及是否有未处理的
DMA请求
（20） 请求寄存器：用于软件发出DMA请求
（21） 屏蔽寄存器：用于控制各通道是否允许DMA请求 （22） 方式寄存器：用于设置各通道具体的工作方式
（23） 暂存寄存器：在存储器到存储器的数据传送方式中，用于暂存由源
单元中读出的数据
7.什么叫软命令？8237A-5有几个软命令？
所谓软命令就是只要对特定的地址进行一次写操作（即 CS 、 IOW 及内部寄存器地址同时有效），命令就生效，与写入的具体数据无关。
8237A-5有3条软命令：清先/后触发器软命令、总清除软命令、清屏蔽寄存器软命令。
8.什么是DMA页面地址寄存器？它的作用如何？
由于DMAC8237A-5只能提供内存地址的低16位，而实际中内存地址可能是20位、24位或32位的，等等，这样就要在DMA系统中配置寄存器组，由这些寄存器组提供存储器的高位地址，这些寄存器组就是页面地址寄存器。它
的作用是提供存储单元的页面地址，即高位地址。
9.采用DMA方式在内存与I/O设备之间传送数据时，DMA控制器8237A-5怎样实现对I/O设备的寻址？
DMA控制器8237A-5提供DACK信号给I/O设备，取代其地址选择信号，使申请DMA传送并被允许的设备在DMA传送过程中一直是有效设备。即：用DACK信号取代了芯片选择和片内端口选择信号。
10.DMA控制器8237A-5在系统中如何生成访问内存的有效地址？
内存地址是通过地址线传送的，如在PC机系统中，20位物理地址由几部分构成：
A0～7：由8237A-5的A0～7引脚直接发出
A8～15：由8237A-5的DB0～7引脚发出，然后由外部地址锁存器锁存后提供 A16～19：由页面地址寄存器74LS670提供A4～7
11.IBM-PC系列微机中DMA系统的配置情况有哪两种？
在IBM-PC系列微机中DMA系统有单片DMAC和双片DMAC两种配置。 单片系统：支持4个通道的8位数据传送。每个通道有64KB的计数能力，有一个能提供4位地址的页面地址寄存器，所以寻址能力达到1MB
双片系统：支持7个通道的数据传送，其中3个通道支持8位传送，4个通道支持16位传送。每个通道有64KB的计数能力，系统配置了一个能提供8位地址的页面地址寄存器，所以寻址能力达到16MB。
12.用户利用PC微机的DMA系统资源进行DMA传送时，是否要求用户对8237A-5的16个寄存器全部进行编程？为什么？一般需要对8237A-5的哪几个寄存器进行编程？
用户利用PC微机的DMA系统资源进行DMA传送时，并不需要也不能对16个寄存器全部进行编程。因为系统在ROM-BIOS的初始化测试阶段已对8237A-5的命令寄存器进行了设置，不允许用户进行修改。
用户在使用时一般只要根据需要对方式寄存器、基（当前）地址寄存器、基（当前）字节计数器、屏蔽寄存器（单个通道）进行编程，并用软命令清除先/后触发器即可。
习题五
1.什么是中断？
是指CPU在正常运行程序时，由于内部/外部事件或由程序预先安排的事件，引起CPU暂时停止正在运行的程序，转到为该内部/外部事件或预先安排的事件服务的程序中去，服务完毕，再返回去继续运行被暂时中断的程序，这个过程称为中断。
2.可屏蔽中断处理的一般过程是什么？
可屏蔽中断的处理过程一般可分为4个阶段：
（24） 中断申请：外设向CPU发出中断申请信号，CPU检测到有效的
INTR，且无DMA请求、IF＝1，当前指令执行完毕就进入响应阶段 （25） 中断响应：CPU通过总线控制器发出两个连续的中断响应信号（2
个 INTA 负脉冲）组成中断响应周期。在中断响应周期中，CPU取得中断类型号n，将程序状态字（PSW）及断点的地址（CS和IP）依次入栈保护。再查中断向量表，将（4*n）?IP；（4*n+2）?CS，进入中断服务阶段
（26） 中断服务：CPU执行中断服务程序，为中断源服务
（27） 中断返回：当执行到中断服务程序中的IRET指令时，将堆栈栈顶
的三个字单元内容弹出，依次送给IP、CS、PSW，CPU返回到原来的程序去执行。
3.什么是中断优先级？设置中断优先级的目的是什么？
中断优先级是指，中断源被响应和处理的优先等级。设置优先级的目的是为了在有多个中断源同时发出中断请求时，CPU能够按照预定的顺序（如：按事件的轻重缓急处理）进行响应并处理。 4.什么是中断嵌套？
是指CPU正在执行一个中断服务程序时，有另一个优先级更高的中断提出中断请求，这时会暂时挂起当前正在执行的级别较低的中断源的服务程序，去处理级别更高的中断源，待处理完毕，再返回到被中断了的中断服务程序继续执行，这个过程就是中断嵌套。
5.什么是中断向量？它是如何装入中断向量表的？
中断向量是中断服务程序的入口地址，一个中断向量由4个字节组成，它包括中断服务程序的段首址和偏移地址。
中断向量并非常驻内存，而是由程序装入中断向量表中的。系统配置和使用的中断所对应的中断向量由系统软件负责装入；系统若未配置系统软件（如单板机系统），或用户自定义的中断向量，由用户自行装入。 6.什么是中断类型号？它的作用是什么？
中断类型号是系统为每一个中断源分配的代号，它是8位的，与系统的中断源一一对应。
中断类型号负责引导CPU找到中断服务程序的入口点。通过中断类型号查中断向量表可得到中断向量（中断服务程序入口地址），其中：物理地址为4*n的单元是中断服务程序入口点的偏移地址；物理地址为4*n+2的单元是中断服务程序的段首址。
7.不可屏蔽中断和可屏蔽中断各有何特点？其用途如何？
不可屏蔽中断（NMI）：CPU不能屏蔽，即：无论IF的状态如何，CPU收到有效的NMI必须进行响应；NMI是上升沿有效；中断类型号固定（为2）；它在被响应时无中断响应周期。不可屏蔽中断通常用于故障处理（如：协处理器运算出错、存储器校验出错、I/O通道校验出错等）
可屏蔽中断（INTR）：CPU可以通过设置IF的状态屏蔽它，若IF＝1，CPU响应，IF＝0，CPU不响应；INTR高电平有效；它需要中断响应周期；中断类型号由中断控制器在中断响应周期中提供给CPU。可屏蔽中断主要用于普通I/O设备请求与CPU进行数据交换。
8.IBM-PC微机的中断系统由哪几部分构成？
IBM-PC微机的中断系统由硬件中断（外部中断）和软件中断（内部中断）组成。
硬件中断又分为可屏蔽中断INTR和不可屏蔽中断（NMI）；
软件中断有双字节指令形式的中断（ROM-BIOS中断、DOS中断和未定义自由中断）和几种特殊类型的中断（除法溢出中断、单步中断、断点中断、溢出中断）。
9.所谓DOS系统功能调用是指哪一个软中断？试举出一些常用的设备管理和文件管理的DOS功能调用。
DOS系统功能调用是指中断类型号为21H的软中断指令INT 21H。