微机接口原理总复习ppt课件.ppt

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1、微机原理与接口技术总复习,第一部分,杭州电子科技大学自动化学院,2022年12月29日星期四,1. 8086CPU内部有哪两部分组成？它们的大致是如何工作的？,8086CPU由总线接口部件BIU和指令执行部件EU组成，BIU和EU的操作是并行的。 总线接口部件BIU形成访问存储器的物理地址、完成取指令，读/写操作数，送结果送到指令列队中。 指令执行部件EU从BIU的指令队列中取出指令，进行指令译码，并且执行指令。,2022年12月29日星期四,CPU与寄存器之间的所有数据传输是最快的！,2022年12月29日星期四,4,2.什么叫总线周期？一个总线周期一般需要几个时钟周期？在CPU读/写总线周

2、期中，数据在哪几个机器状态出现在数据总线上？答： BIU完成一次访问存储器操作所需要的时间，称作一个总线周期。一个总线周期通常由4个T状态组成。读总线周期数据在T3、Tw、T4状态出现在数据总线上；写总线周期数据在T2、T3、Tw、T4状态出现在数据总线上。,2022年12月29日星期四,2022年12月29日星期四,6,2022年12月29日星期四,（1）比较两数是否相等。将两数相减，当全零标志位ZF=1时，说明两数相等，当ZF=0时，两数不等。（2）两数运算后结果是正数还是负数？用符号标志位SF来判断，SF=1，为负数；SF=0，为正数。 （3）两数相减后比较大小？进借标志位CF，CF=0

3、时，被减数大于等于减数，还需要考虑全零标志位ZF ，若ZF=0，说明两数是相等的；CF=0，ZF=1，说明被减数大；CF=1，说明被减数小。（4）中断信号是否允许？用中断标志位来判断，IF=1，允许CPU响应可屏蔽中断；IF=0，不响应。,3. 完成下列运算或控制，用什么标记判断？其值是什么？,2022年12月29日星期四,8,5. 设DS=1000H, ES=2000H,SS=3500H,SI=00A0H,DI=0024H, BX=0100H, BP=0200H，数据段变量名为VAL的偏移地址值为0030H,试说明下列原操作数字段的寻址方式是什么？物理地址值是什么？,（1）MOV AX,10

4、0H 直接寻址方式，10100H （2）MOV AX,VAL 直接寻址方式，10030H （3）MOV AX,BX 寄存器间接寻址，10100H （4）MOV AX,SI 寄存器间接寻址，100A0H （5）MOV AX,BX+10H 寄存器相对寻址，10110H （6）MOV AX,VALBPSI相对基址变址寻址，352D0H （7）MOV AX,VALBXDI相对基址变址寻址，10154H （8）MOV AX,BPDI 基址变址寻址，35224H,4.什么叫寻址方式, 定义：指令中用于说明（找打）操作数所在地址的方法。,2022年12月29日星期四,【答】将用于各部件之间传送信息的公共通路

5、称为总线。 根据总线中信息传送的类型可分为地址总线、数据总线和控制总线，此外还有电源线和地线 若按总线的规模、用途和应用场合，则可以分成：片级总线也叫做元件级总线，是由芯片内部通过引脚引出的总线，用于芯片一级的互连线。它实现CPU主板或其它插件板上的各种芯片间的互连。 系统总线也叫内总线或板级总线，它用于微型计算机中各插件板之间的连线，也就是通常所说的微机总线。 外部总线也称为通信总线，它用于微型计算机系统之间，或微型计算机系统与其它电子仪器或设备之间的通信。,6. 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？,2022年12月29日星期四,10,7.如在下面程序段的括号中

6、分别填入以下指令： （1）LOOPNEXT试说明在这三种情况下，程序段执行完后，AX,BX,CX,DX寄存器的内容分别是什么？START:MOVAX,01HMOVBX,02HMOVDX,03HMOVCX,04HNEXT:INCAXADDBX,AXSHRDX,1 ; 逻辑右移 LOOPNEXT 程序运行前 DX=00000011B （1）AX = 05H BX = 10H CX = 00H DX = 00H,2022年12月29日星期四,11,8.下列变量各占多少字节？,A4 DB 2 DUP(1, 2 DUP(1,2);,A4: 10个字节,9. 求AL和BL寄存器中的两数之和，若有进位，则A

7、H置1，否则AH清0。【解】：可用如下程序段来实现该操作：MOV AL, 46H MOV BL, 0A0H ADDAL，BL ；两数相加JCNEXT；若有进位，转NEXTMOVAH，0；无进位，AH=0JMPEXIT；往下执行NEXT：MOVAH，1；有进位，AH置1EXIT：HLT ；,微机原理与接口技术总复习,第二部分,杭州电子科技大学自动化学院,2022年12月29日星期四,【答】计算机的内存由随机存取存储器RAM （Random Access Memory）和只读存储器 ROM （Read Only Memory）。,1.计算机的内存由哪两类存储器构成？请说明它们各自的主要特点（ P1

8、94）,RAM可以将数据随机地写入或读出，访问速度快，但断电后所存数据全部丢失。,ROM存放的数据只能读出，程序不能将数据写入ROM，断电后数据不会丢失，访问速度慢。,2022年12月29日星期四,【答】掩膜型ROM中信息是厂家根据用户给定的程序或数据，对芯片图形掩膜进行两次光刻而写入的，用户对这类芯片无法进行任何修改。 PROM出厂时，里面没有信息，用户采用一些设备可以将内容写入PROM，一旦写入，就不能再改变了，即只允许编程一次。 EPROM可编程固化程序，且在程序固化后可通过紫外光照擦除，以便重新固化新数据。 EEPROM可编程固化程序，并可利用电压来擦除芯片内容，以重新编程固化新数据。

9、,2. PROM、 EPROM、 EEPROM在功能上各有何特点？试举例说明它们各自的用途。,2022年12月29日星期四,【答】 静态存储器（SRAM）速度非常快，但一旦电源断开内容就会自动消失。反之，有电源内容不会自动消失 动态存储器（DRAM）它的运行速度较慢，集成度高，成本较低，另外耗电也少，但因此必须周期性的在内容消失之前进行刷新。因此需要一个额外的刷新电路。,3.静态RAM与动态RAM有何区别？,2022年12月29日星期四,【答】由于所用的芯片为10241位，构成10248位（即1K8位）的存储器需要8片，因此组成16K8位的存储器需要168128片。 片内有1024个单元，需要

10、10根地址线。 16组（每组8片）存储器需要16根片选信号，至少需要4根地址线经译码器输出。,3.用10241位的RAM芯片组成16K8位的存储器，需要多少芯片？在地址线中有多少位参与片内寻址？多少位组合成片选信号？（设地址总线为16位）,2022年12月29日星期四,4.用8KX8位的EPROM2764、 译码器74LS138构成一个64K字ROM写出各块芯片的地址，共需要_16_块？地址线中有 _13_根参与片内寻址，至少需要 _3_位组合成片选信号 分配。,2022年12月29日星期四,5.存储器的地址选择有哪几种？线性选择方式 、全译码选择方式、部分译码方式,线性选择特点：方式简单，节

11、省译码电路，但地址分配重叠，且地址空间不连续，在存储容量较小且不要求扩充的系统中，线性选择法是一种简单经济的方法,全译码方法选择地址：译码电路比较复杂，但所得的地址是唯一的连续的，并且便于内存扩充。,部分译码方式：可寻址空间比线性选择范围大，比全译码选择方式的地址空间要小。部分译码方式的译码器比较简单，但地址扩展受到一定的限制，并且出现地址重叠区。,2022年12月29日星期四,6. 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？ （ P259 ）,【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

12、/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：设置数据缓冲以解决两者速度差异所带来的不协调问题；设置信号电平转换电路，如可采用MC1488、MC1489、MAX232、MZX233芯片来实现电平转换。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。 设置时序控制电路； 提供地址译码电路。,2022年12月29日星期四,7. 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端口编址采用哪两种方法？在8086

13、/8088CPU中一般采用哪一种编址方法？,【答】 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，CPU可对端口中的信息直接进行读写。在一般的接口电路中都要设置以下几种端口： 数据端口：用来存放外设送往CPU的数据以及CPU要输出到外设去的数据。数据端口主要起数据缓冲的作用。 状态端口：主要用来指示外设的当前状态。每种状态用1位表示，每个外设可以有几个状态位，它们可由CPU读取，以测试或检查外设的状态，决定程序的流程。 命令端口：也称为控制端口，它用来存放CPU向接口发出的各种命

14、令和控制字，以便控制接口或设备的动作。,2022年12月29日星期四,I/O端口的编址方式有两种：分别称为存储器映象寻址方式和I/O指令寻址方式。 存储器映象寻址方式：把系统中的每个I/O端口都看作一个存储单元，并与存储单元一样统一编址，这样访问存储器的所有指令均可用来访问I/O端口，不用设置专门的I/O指令。 I/O指令寻址方式：对系统中的输入输出端口地址单独编址，构成一个I/O空间，它们不占用存储空间，而是用专门的IN指令和OUT指令来访问这种具有独立地址空间的端口。 8086/8088CPU采用I/O指令寻址方式，用地址总线的低16位(A15A0)来寻址I/O端口，最多可以访问21665

15、536个（64K )输入或输出端口。,2022年12月29日星期四,【答】CPU与外设之间的数据传输数据采用程序控制方式、中断方式、DMA方式等三种。,8. CPU与外设之间的传输数据主要有哪几种方法？,2022年12月29日星期四,300307H,30830FH,310317H,31831FH,320327H,32832FH,330337H,33833FH,9. 某一个微机系统中，有8块I/O接口芯片，每个芯片占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作译码器，试画出端口译码电路，并说明每块芯片的端口地址范围？,【答】,G1,A,B,C,A5,A4,A3,

16、A8,74LS138,A9,A7,A6,2022年12月29日星期四,24,2. 【答】8255A具有3种基本的工作方式，在对8255A进行初始化编程时，应向控制字寄存器写入方式选择控制字，用来规定8255A各端口的工作方式。这3种基本工作方式是： 方式0基本输入输出方式：适用于不需要用应答信号的简单输入输出场合。这种方式A口和B口可作为8位的端口，C口的高4位和低4位可作为两个4位的端口。 方式1选通输入输出方式：A口和B口作为数据口，均可工作于输入或输出方式。端口C的6根线用来产生或接受联络信号。 C口的高4位用于A口的联络信号，C口的低4位用于B口的联络信号，,10. 8255A有哪几种

17、工作方式？各用于什么场合？端口A、端口B和端口C各可以工作于有哪几种工作方式？,2022年12月29日星期四,25,11. 8255A复位时RESET高电平有效。该信号有效时，将8255A控制寄存器内容都清零，并将所有的端口（A、B和C）部置成输入方式。,方式2双向总线I/O方式：只有A口可以工作于这种方式。端口A工作于方式2时，端口C的5位（PC3PC7）作A口的联络控制信号。即当A口工作在方式2时，C口就不能作为正常的端口使用，同时B口也只能工作在方式0！,2022年12月29日星期四,26,12.设8255A的A口、B口和C口和控制字寄存器的端口地址分别为80H、82H 、 84H、 8

18、6H，要求A口工作在方式0输出，B口工作于方式0输入，C口的上半部分（高4位）作输入，C口的下半部分（低4位）为输出，试写出8255A的初始化程序。,MOV AL, 10001010BOUT 86H, AL,2022年12月29日星期四,27,13. 8255A的口地址为80H83H，若A口接8个开关K7K0, B口接8个指示灯LED7LED0。试画出硬件连接图（含具体的译码电路），并编写实现这种功能的程序，当开关合上时相应的指示灯点亮，断开时灯灭。要求每隔20秒读一次，延时20秒的子程序DELAY-20S,2022年12月29日星期四,28,2022年12月29日星期四,29,程序：MOVD

19、X, 83H; 控制寄存器MOVAL, 10010000B; 控制字OUTDX, AL; 写入控制字TEST_IT:MOVDX, 80H; 指向A口INAL, DX; 从A口读入开关状态 CALL DELAY_20SMOVDX, 81H; 指向B口 NOT ALOUTDX, AL; B口控制LED,指示开关状态JMPTEST_IT; 循环检测,2022年12月29日星期四,30,2022年12月29日星期四,14. 8253芯片有哪几个计数通道?，每个通道可工作于几种工作方式，这些操作方式的主要特点是什么？,1. 【答】：8253内部包含3个完全相同的计数器/定时器通道，即02计数通道，对3个

20、通道的操作完全是独立的。8253的每个通道都有6种不同的工作方式。CLK端最大输入频率2MHz.方式0计数结束中断方式。如果GATE变为低电平，则暂停减1计数，待GATE回到高电平后，又继续往下计数。方式1可编程单稳态输出方式 ；方式2比率发生器，通常用于分频方式3方波发生器方式4软件触发选通，方式5硬件触发选通。方式4与方式5输出波形完全一样，只是触发方式不同,2022年12月29日星期四,31,158253的初始化编程步骤,使用前，须用程序初始化编程芯片为所需的特定模式，其过程称为初始化编程。其步骤为：（1）写入控制字；（2）写入计数初值。,说明：由于3个计数器分别具有独立的编程地址，而控

21、制字寄存器本身的内容又确定了所控制的寄存器的序号，因此对3个计数器通道的编程没有先后顺序的规定，可任意选择某一个计数器通道进行初始化编理，只要符合先写入控制字，后写入计数初值的规定即可。,2022年12月29日星期四,32,控制字寄存器,2022年12月29日星期四,33,用输出指令向计数器端口地址写入计数初值（初值为8/16位数据）。初值若是8位数，只需一条输出指令即可完成初值设置。如果是16位数，则必须用两条输出指令来完成，且先送低8位数据，后送高8位数据。【注意】计数初值为0时，也要分成两次写入，因为在二进制计数时，它表示65536，BCD计数时，它表示10000。即最高可写入均00H、

22、00H,（2）写入计数初值,2022年12月29日星期四,34,16控制LED的点亮或熄灭,用8253来控制一个LED发光二极管的点亮和熄灭，要求点亮10秒钟后再让它熄灭10秒钟，并重复上述过程（加上适当的驱动电路后，便可以用在交通红绿灯控制和灯塔等场合） 。,2022年12月29日星期四,35,1.）假设CPU为8086，8253的各端口地址为81H、83H、85H和87H。8253的数据线D7D0与CPU的高8位数据线D15 D8相连，即选中奇地址端口（即A0=1）。2）通道1的OUT1与LED相连（当它为高电平时LED亮，低电平时LED灭）。对8253编程，使OUT1输出周期为20秒，占

23、空比为1:1的方波，就能使LED交替地点亮和熄灭10秒钟。 若将频率为2MHz(周期为0.5us)的时钟直接加到CLK1端，则OUT1输出的脉冲周期最大只有32.768ms，达不到20秒的要求。为此，需用几个通道级连的方案来解决问题。,2022年12月29日星期四,36,3）将2MHz的时钟信号加在CLK0输入端，通道0工作于按方式2。若选择计数初值N05000，则从OUT0端可得到序列负脉冲，其频率为2MHz/5000400Hz，周期为2.5ms。4）再把OUT0连到CLK1输入端，通道1工作于方式3。为了使OUT1输出周期为20秒（频率为1/200.05Hz）的方波，应取时间常数N1400

24、Hz/0.05Hz8000。,2022年12月29日星期四,37,初始化程序如下:,MOVAL，00110101B ；通道0控制字，先读写低字节， ；后高字节，方式2，BCD计数OUT87H，AL；写入方式字MOVAL，00H；低字节OUT81H，AL；先写入低字节MOVAL，50H；高字节OUT81H，AL；后写入高字节MOVAL，01110111B ；通道1控制字，先读写低字节， ；后高字节，方式3，BCD计数OUT87H，AL；写入方式字MOVAL，00H；低字节OUT83H，AL；先写入低字节MOVAL，80H；高字节OUT83H，AL；后写入高字节,2022年12月29日星期四,38

25、,2022年12月29日星期四,38,【答】：当CPU正常运行程序时，由于微处理器内部事件或外设请求，引起CPU中断正在运行的程序，转去执行请求中断的外设(或内部事件)的中断服务子程序，中断服务程序执行完毕，再返回被中止的程序，这一过程称为中断。,17.什么叫中断？ 可屏蔽中断的条件是什么？,CPU响应可屏蔽中断的四个条件,外设提出中断申请本中断位未被屏蔽本中断优先级最高CPU允许中断,2022年12月29日星期四,39,2022年12月29日星期四,39,【答】：外部中断或硬件中断，它们从CPU的不可屏蔽中断引脚NMI和可屏蔽中断引脚INTR引入；,18. 8086的外部中断从哪些引脚引入？

26、,2022年12月29日星期四,40,2022年12月29日星期四,40,19.若中断类型号 n=40H，它的中断服务程序的 入口地址CS：IP=0485：0016，它在中断向量表如何存放？,【答】类型40H在中断向量表中的地址：40H4 = 0100H,2022年12月29日星期四,41,05:45,41,20.采用三片中断控制器8259A级联后，CPU的可屏蔽硬中断源能扩大到 几个中断?,05:45,42,21.优先级自动循环方式,在优先级自动循环方式中，优先级别可以改变。初始优先级次序规定为IR0、IR1、IR7，当任何一级中断被处理完后，它的优先级别变为最低，原来比它低一级的中断请求上

27、升为最高级，其它依次类推。,特点归纳：循环优先级方式+固定的初始优先级次序,2022年12月29日星期四,43,05:45,43,22.初始化命令字,【注意】：对8259A编程初始化命令字，共预置4个命令字：ICW1、ICW2、ICW3、ICW4。初始化命令字必须顺序填写，但并不是任何情况下都要置4个命令字，用户根据具体使用情况而定。单片8259A时不需要写 ICW3。,写始化命令字是，只有ICW1写到偶地址，其余均写入奇地址！,05:45,44,（1）ICW1芯片控制初始化命令字(A0=0),格式:,写入8259A的偶地址,05:45,45,（2）ICW2设置中断类型号初始化命令字(A0=1

28、),8259A中IR0端对应的中断类型号为中断类型号基值，它是可以被8整除的正整数，ICW2用来设置这个中断类型号基值。T7T3: 中断向量码的高5位D2D0: 最低3位为中断源的序号IRn，000111分别对应IR0IR7. 注意：当8259A应用于8088/8086系统时， ICW2的D2D0位无用。故ICW2低3位为0，高5位由用户设定。,例如：若8259A中IR1端引入的中断请求类型号为49H，那么ICW2命令字就应该为48H，且IR0的中断向量码为48H，IR7的中断向量码为4FH。,写入8259A的奇地址,05:45,46,（3） ICW3标识主片/从片初始化命令字(A0=1),8

29、259A主片格式:,8259A从片格式：,说明本从片连接到主片的哪个IR引脚上,写入8259A的奇地址,05:45,47,ICW1中IC4为1时，要求预置ICW4命令字，对8086/8088系统必须预置ICW4 。,（4） ICW4方式控制初始化命令字(A0=1),写入8259A的奇地址,2022年12月29日星期四,48,23.操作（工作）命令字,OCW用于设置8259的工作状态，比如中断屏蔽、中断优先级次序、中断结束方式等在初始化后写入OCW的写入顺序可任意写入地址要求：OCW1必须写入奇地址端口(A0=1)OCW2，OCW3必须写入偶地址端口(A0=0),（1）OCW1中断屏蔽操作命令字

30、（A0=1）,2022年12月29日星期四,49,2022年12月29日星期四,49,24. 8086系统中有1个中断源，从8259A的IR4端引入中断，采用电平触发方式，中断类型号为34H，使用完全嵌套工作方式，缓冲方式，非自动EOI结束方式，允许该中断，屏蔽其它所有中断，已知8259A的偶地址端口为C8H，试编写初始化程序 。,2022年12月29日星期四,50,2022年12月29日星期四,50,初始化编程：8259A端口地址位C8H和C9H,MOVAL,00011011B；定义ICW1，电平触发，单片使用MOVDX,0C8HOUTDX,ALMOVAL,30H ；定义ICW2,中断类型号30H37HMOVDX,0C9HOUTDX,ALMOVAL,00001101B; 定义ICW4，全嵌套方式，缓冲方式OUTDX,AL ; 非自动EOI结束方式MOVAL,11101111B; 定义OCW1，允许IR4中断，OUTDX,AL ; 其余端口中断请求屏蔽,