《微型计算机原理与接口技术》(第三版)习题答案

习题11.1 冯诺依曼型计算机的设计方案有哪些特点？【解答】冯诺依曼型计算机的设计方案是“存储程序”和“程序控制”，有以下5方面特点：（1）用二进制数表示数据和指令；（2）指令和数据存储在内部存储器中，按顺序自动依次执行指令；（3）由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成基本硬件系统；（4）由控制器来控制程序和数据的存取及程序的执行；（5）以运算器为核心。 1.3 微型计算机的特点和主要性能指标有那些?【解答】除具有运算速度快、计算精度高、有记忆能力和逻辑判断能力、可自动连续工作等基本特点以外，还具有功能强、可靠性高、价格低廉、结构灵活、适应性强、体积小、重量轻、功耗低、使用和维护方便等。微型计算机的性能指标与系统结构、指令系统、硬件组成、外部设备以及软件配备等有关。常用的微型计算机性能指标主要有：字长、主频、内存容量、指令数、基本指令执行时间、可靠性、兼容性、性能价格比等。1. 微机系统的硬件由哪几部分组成？ 答：三部分：微型计算机（微处理器，存储器，I/0接口，系统总线），外围设备，电源。2. 什么是微机的总线，分为哪三组？答：是传递信息的一组公用导线。分三组：地址总线，数据总线，控制总线。3. 什么是总线，微机中的总线通常分为哪几类？答：是一组信号线的集合，是一种在各模块间传送信息的公共通路；有四类，片内总线，微处理器总线，系统总线，外总线。4. 8086/8088CPU的内部结构分为哪两大模块，各自的主要功能是什么？答：总线接口部件（BIU）功能：根据执行单元EU的请求完成CPU与存储器或IO设备之间的数据传送。执行部件（EU），作用：从指令对列中取出指令，对指令进行译码，发出相应的传送数据或算术的控制信号接受由总线接口部件传送来的数据或把数据传送到总线接口部件进行算术运算。5. 8086指令队列的作用是什么？答：作用是：在执行指令的同时从内存中取了一条指令或下几条指令，取来的指令放在指令队列中这样它就不需要象以往的计算机那样让CPU轮番进行取指和执行的工作，从而提高CPU的利用率。6. 8086的存储器空间最大可以为多少？怎样用16位寄存器实现对20位地址的寻址？完成逻辑地址到物理地址转换的部件是什么？答：8086的存储器空间最大可以为220（1MB）；8086计算机引入了分段管理机制，当CPU寻址某个存储单元时，先将段寄存器内的内容左移4位，然后加上指令中提供的16位偏移地址形成20位物理地址。 1.5 什么是微型计算机的系统总线？说明数据总线、地址总线、控制总线各自的作用。【解答】系统总线是CPU与其它部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。（1）数据总线：用来传送数据，主要实现CPU与内存储器或I/O设备之间、内存储器与I/O设备或外存储器之间的数据传送。（2）地址总线：用来传送地址。主要实现从CPU送地址至内存储器和I/O设备，或从外存储器传送地址至内存储器等。（3）控制总线：用于传送控制信号、时序信号和状态信息等。 习题22.1 8086CPU具有 20 条地址线，可直接寻址 1MB 容量的内存空间，在访问I/O端口时，使用地址线 16条 ，最多可寻址 64K 个I/O端口。 2.2 8086CPU的内部结构有何特点？由哪两部分组成？它们的主要功能是什么？【解答】8086微处理器是典型的16位微处理器，HMOS工艺制造，集成了2.9万只晶体管，使用单一的+5V电源，有16根数据线和20根地址线；通过其16位的内部数据通路与设置指令预取队列的流水线结构结合起来而获得较高的性能。8086微处理器内部安排了两个逻辑单元，即执行部件EU和总线接口部件BIU。EU主要负责指令译码、执行和数据运算，包括计算有效地址；BIU主要完成计算物理地址、从内存中取指令、实现指令规定的读/写存储器或外部设备等信息传输类操作。2.3 8086CPU中的指令队列的作用是 预取指令 ，其长度是 6 字节。2.4 8086CPU内部寄存器有哪几种？各自的特点和作用是什么？【解答】CPU有14个内部寄存器，可分为3大类：通用寄存器、控制寄存器和段寄存器。通用寄存器是一种面向寄存器的体系结构，操作数可以直接存放在这些寄存器中，既可减少访问存储器的次数，又可缩短程序的长度，提高了数据处理速度，占用内存空间少。控制寄存器包括指令指针寄存器IP和标志寄存器FLAG：IP用来指示当前指令在代码段的偏移位置；FLAG用于反映指令执行结果或控制指令执行的形式。为了实现寻址1MB存储器空间，8086CPU将1MB的存储空间分成若干个逻辑段进行管理，4个16位的段寄存器来存放每一个逻辑段的段起始地址。2.5 8086的标志寄存器分为 6 个 状态 标志位和 3 个 控制 标志位，它们各自的含义和作用是什么？【解答】标志寄存器各标志位的含义和作用如下表：表2-1 标志寄存器FLAG中标志位的含义和作用标志位含义作用CF进位标志CF=1，指令执行结果在最高位上产生一个进位或借位；CF=0，则无进位或借位产生PF奇偶标志PF=1，结果低8位含偶数个1；PF=0，表示结果低8位含奇数个1AF辅助进位标志AF=1，运算结果的低4位产生了一个进位或借位；AF=0，则无此进位或借位ZF零标志ZF=1，运算结果为零；ZF=0，则运算结果不为零SF符号标志SF=1，运算结果为负数；SF=0，则结果为正数OF溢出标志OF=1，带符号数在进行运算时产生了溢出；OF=0，则无溢出TF陷阱标志TF=1，8086CPU处于单步工作方式；TF=0，8086CPU正常执行程序IF中断允许标志IF=1，允许CPU接受外部从INTR引脚上发来的可屏蔽中断请求信号；IF=0，则禁止接受可屏蔽中断请求DF方向标志DF=1，字符串操作指令按递减的顺序对字符串进行处理；DF=0，字符串操作指令按递增的顺序进行处理2.7 8086的存储器采用 奇偶存储体 结构，数据在内存中的存放规定是 低字节存放在低地址中，高字节存放在高地址中，以低地址为字的地址，规则字是指 低字节地址为偶地址的字，非规则字是指 低字节的地址为奇地址的字。 2.10 I/O端口有哪两种编址方式，各自的优缺点是什么？【解答】I/O端口有两种编址方式：统一编址和独立编址。统一编址方式是将I/O端口与内存单元统一起来进行编号，即包括在1MB的存储器空间中，看作存储器单元，每个端口占用一个存储单元地址。该方式主要优点是不需要专门的I/O指令，对I/O端口操作的指令类型多；缺点是端口要占用部分存储器的地址空间，不容易区分是访问存储器还是外部设备。独立编址的端口单独构成I/O地址空间，不占用存储器地址。优点是地址空间独立，控制电路和地址译码电路简单，采用专用的I/O指令，使得端口操作的指令在形式上与存储器操作指令有明显区别，程序容易阅读；缺点是指令类别少，一般只能进行传送操作。2.11 8086的最大工作模式和最小各种模式的主要区别是什么？如何进行控制？【解答】两种模式的主要区别是：8086工作在最小模式时，系统只有一个微处理器，且系统所有的控制信号全部由8086 CPU提供；在最大模式时，系统由多个微处理器/协处理器构成的多机系统，控制信号通过总线控制器产生，且系统资源由各处理器共享。8086CPU工作在哪种模式下通过CPU的第33条引脚MN/来控制：MN/=1，系统就处于最小工作模式；MN/=0，系统处于最大工作模式。 2.16 什么是总线周期？8086CPU的读/写总线周期各包含多少个时钟周期？什么情况下需要插入等待周期TW，什么情况下会出现空闲状态TI？【解答】8086CPU经外部总线对存储器或I/O端口进行一次信息的输入或输出过程所需要的时间，称为总线周期。8086CPU的读/写总线周期通常包括T1、T2、T3、T4状态4个时钟周期。在高速的CPU与慢速的存储器或I/O接口交换信息时，为了防止丢失数据，会由存储器或外设通过READY信号线，在总线周期的T3和T4之间插入1个或多个必要的等待状态TW，用来进行必要的时间补偿。在BIU不执行任何操作的两个总线周期之间会出现空闲状态TI。 习题33.1 简要分析8086的指令格式由哪些部分组成，什么是操作码？什么是操作数？寻址和寻址方式的含义是什么？8086指令系统有哪些寻址方式？【解答】8086的指令格式由操作码和操作数字段组成。操作码：要完成的操作。操作数：参与操作的对象。寻址：寻找操作数或操作数地址的过程。寻址方式：指令中给出的找到操作数或操作数地址采用的方式。8086指令系统的寻址方式主要有立即数寻址、寄存器寻址、存储器寻址和I/O端口寻址。其中，存储器寻址可进一步分为直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基址变址寻址、相对基址变址寻址；I/O端口指令IN和OUT使用的端口寻址方式有直接寻址和间接寻址。 3.9 执行下列指令后，AX寄存器中的内容是什么？TABLE DB 10，20，30，40，50ENTRY DW 3 MOV BX，OFFSET TABLEADD BX，ENTRYMOV AX，BXAX= 【解答】AX= 3228H 3.10 下面是将内存一字节数据高4位和低4位互换并放回原位置的程序，找出错误并改正。 DATA SEGMENTDD1 DB 23HDATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS：CODE，DS：DATASTART： MOV AX，DATAMOV DS，AXLEA SI，OFFSET DD1MOV AL，SIMOV CL，4RCR AL，CLMOV SI，ALMOV AH，4CHINT 21HCODE ENDS END START【解答】程序第8行错误：LEA SI，OFFSET DD1，应去掉OFFSET；程序第10行错误：RCR AL，CL，应使用ROR或ROL，改为ROR AL，CL3.11 已知用寄存器BX作地址指针，自BUF所指的内存单元开始连续存放着3个无符号数字数据，编程序求它们的和，并将结果存放在这3个数之后。【解答】参考程序如下：LEA BX,BUFMOV AX,BXADD AX,BX+2ADD AX,BX+4MOV BX+6,AX3.12 分析汇编语言源程序应该由哪些逻辑段组成？各段的作用是什么？语句标号和变量应具备哪3种属性？【解答】汇编语言源程序应该由若干个逻辑段组成，可以有若干个数据段、代码段、堆栈段和附加数据段，至少要有一个代码段。各段的作用如下：（1）代码段用来存放程序和常数。（2）数据段用于数据的保存。（3）堆栈段用于保护数据，尤其在子程序调用、中断过程中进行现场信息保护。（4）附加数据段用于数据的保存。语句标号和变量应具备的3种属性：段属性、偏移属性和类型属性。3.13 执行完下列程序后，回答指定的问题。MOV AX，0MOV BX，2MOV CX，50LP：ADD AX，BXADD BX，2LOOP LP问：(1) 该程序的功能是 。(2) 程序执行完成后，（AX）= 。【解答】（1）完成0到100间所有偶数求和的功能。（2）2550 习题44.1 半导体存储器有哪些优点？SRAM、DRAM各自有何特点？【解答】特点是容量大、存取速度快、体积小、功耗低、集成度高、价格便宜。SRAM存放的信息在不停电的情况下能长时间保留不变，只要不掉电所保存的信息就不会丢失。而DRAM保存的内容即使在不掉电的情况下隔一定时间后也会自动消失，因此要定时对其进行刷新。4.2 ROM、PROM、EPROM、E2PROM、Flash Memory各有何特点？用于何种场合？【解答】掩膜式ROM中的信息是在生产厂家制造时写入的。制成后，信息只能读出不能改写。PROM中晶体管的集电极接VCC，基极连接行线，发射极通过一个熔丝与列线相连。出厂时，晶体管阵列的熔丝完好。写入信息时，选中某个晶体管，输入高低电平保留或烧断熔丝对应1和0。烧断熔丝不能再复原，因此只能进行一次编程。EPROM芯片的顶部开有一石英窗口，通过紫外线的照射可擦除片内原有信息，一块芯片可多次使用，缺点是只能进行整片写。E2PROM是可用电擦除和编程的只读存储器，能在线读写，断电情况信息不丢失，能随机改写；其擦写次数可达1万次以上，数据可保存10年以上。可作为系统中可靠保存数据的存储器。Flash Memory是新型的半导体存储器，可实现大规模电擦除，擦除功能可迅速清除整个存储器的所有内容；可高速编程；闪速存储器可重复使用，适用于文件需要经常更新的可重复编程应用中。对于需要实施代码或数据更新的嵌入性应用是一种理想的存储器。4.3 动态RAM为什么需要经常刷新？微机系统如何进行动态RAM的刷新？【解答】动态RAM是利用电容存储电荷的原理来保存信息的，由于电容会泄漏放电，所以，为保持电容中的电荷不丢失，必须对动态RAM不断进行刷新。DRAM的刷新常采用两种方法：一是利用专门的DRAM控制器实现刷新控制，如Intel 8203控制器；二是在每个DRAM芯片上集成刷新控制电路，使存储器件自身完成刷新，如Intel 2186/2187。4.4 常用的存储器地址译码方式有哪几种？各自的特点是什么？【解答】线选译码：连接简单，无须专门的译码电路；缺点是地址不连续，CPU寻址能力的利用率太低，会造成大量的地址空间浪费。全译码：将低位地址总线直接连至各芯片的地址线，余下的高位地址总线全部参加译码，译码输出作为各芯片的片选信号。可以提供对全部存储空间的寻址能力。部分译码：该方法只对部分高位地址总线进行译码，以产生片选信号，剩余高位线可空闲或直接用作其它存储芯片的片选控制信号。 4.6 计算机在什么情况下需要扩展内存？扩展内存需要注意哪些问题？【解答】单个存储芯片的存储容量是有限的，因此常常需要将多片存储器按一定方式组成具有一定存储单元数的存储器。 4.12 简述计算机中为什么要采用高速缓存器Cache？分析其工作原理。【解答】Cache存储空间较小而存取速度很高，位于CPU和主存之间，用来存放CPU频繁使用的指令和数据，可以减少存储器的访问时间，所以能提高整个处理机的性能。 习题5 5.3 总线数据的传送方式有哪些？各自有何特点？ 答：（1）串行传送方式只使用一条传输线，在传输线上按顺序传送信息的所有二进制位的脉冲信号，每次一位。适于长距离传输。（2）并行传送方式信息由多少个二进制位组成，机器就需要有多少条传输线，从而让二进制信息在不同的线上同时进行传送。（3）并串行传送方式是并行传送方式与串行传送方式的结合。传送信息时，如果一个数据字由两个字节组成，那么传送一个字节时采用并行方式，而字节之间采用串行方式。 习题66.1 什么是接口？其作用是什么？【解答】连接外部设备与微型计算机的接口电路。作用：（1）解决CPU与外设工作速度不匹配的问题；（2）解决CPU与外设工作时序配合问题；（3）实现信息格式转换；（4）解决信息类型与信号电平匹配的问题。6.2 输入/输出接口电路有哪些寄存器，各自的作用是什么？【解答】通常有数据输入、数据输出、控制和状态寄存器等。在CPU与外部设备之间进行数据传输时，各类信息写入接口中相应的寄存器，或从相应寄存器读出。CPU从数据输入寄存器和状态寄存器中读出数据和状态，但不能向其中写内容； CPU往数据输出寄存器和控制寄存器中写数据和控制信息，但不能从其中读内容。6.3 什么叫端口？I/O端口的编址方式有哪几种？各有何特点？ 【解答】端口指输入/输出接口中的寄存器。I/O端口有两种编址方式：统一编址方式是将I/O端口与内存单元统一起来进行编号。该方式优点是不需要专门的I/O指令，对I/O端口操作的指令类型多；缺点是端口要占用部分存储器的地址空间，不容易区分是访问存储器还是外部设备。独立编址的端口单独构成I/O地址空间，不占用存储器地址。优点是地址空间独立，控制电路和地址译码电路简单，采用专用的I/O指令，使得端口操作的指令在形式上与存储器操作指令有明显区别，程序容易阅读；缺点是指令类别少，一般只能进行传送操作。6.4 CPU与输入输出设备之间传送的信息由哪几类？相应的端口称为什么端口？【解答】CPU与输入/输出设备交换的信息有3类：数据信息、状态信息和控制信息。数据信息相应的端口称为数据端口；状态信息相应的端口称为状态端口；控制信息相应的端口称为控制端口。6.5 CPU和外设之间的数据传送方式有哪几种？无条件传送方式通常用在哪些场合？【解答】CPU和外设之间的数据传送方式通常有四种：程序传送方式、中断传送方式、DMA传送方式和I/O处理机方式。6.6 相对于条件传送方式，中断方式有什么优点？和DMA方式比较，中断传送方式又有什么不足之处？【解答】中断传送方式下，当外设要求交换数据时，向CPU发中断请求，CPU在执行完当前指令后，即可中断当前任务的执行，并根据中断源转入相应的中断处理服务程序，实现对请求中断外设的管理。CPU与外设实现了并行工作，大大提高了工作效率。DMA方式是在存储器与外设间开辟一条高速数据通道，使外设与内存之间直接交换数据，不需要CPU的干预。 6.8 说明查询式输入和输出接口电路的工作原理。【解答】查询式输入接口电路如图6-2所示。工作原理为：当输入装置的数据准备好以后，发出一个选通信号。该信号一方面把数据送入锁存器，另一方面使D触发器置“1”，即置准备好信号Ready为真，并将此信号送至状态口的输入端。锁存器输出端连接数据口的输入端，数据口的输出端接系统数据总线。设状态端口的最高位D7连接Ready信号，CPU先读状态口，查Ready信号是否为高（准备好）。若为高就输入数据，同时使D触发器清0，使Ready信号为假；若未准备好，则CPU循环等待。图6-2 查询式输入接口电路查询式输出接口电路如图6-3所示。其工作原理为：输出装置把CPU送来的数据输出以后，发一个ACK（Acknowledge）信号，使D触发器清零，即BUSY线变为“0”（= Empty）。CPU读窗口后知道外设已“空”，于是就执行输出命令。在AEN，和译码器输出信号共同作用下，数据锁存到锁存器中，同时使D触发器置“1”。它一方面通知外设数据已准备好，可以执行输出操作，另一方面在输出装置尚未完成输出以前，一直维持BUSY=1，阻止CPU输出新的数据。图6-3 查询式输出接口电路6.9 简述在微机系统中，DMA控制器从外设提出请求到外设直接将数据传送到存储器的工作过程。【解答】DMA方式要利用系统的数据总线、地址总线和控制总线来传送数据。原先，这些总线是由CPU管理的，但当外设需要利用DMA方式进行数据传送时，接口电路可以向CPU提出请求，要求CPU让出对总线的控制权，用一种称为DMA控制器的专用硬件接口电路来取代CPU，临时接管总线，控制外设和存储器之间直接进行高速的数据传送，而不要CPU进行干预。在DMA传送结束后，它能释放总线，把对总线的控制权又交给CPU。 习题77.1 什么是中断？常见的中断源有哪几类？CPU响应中断的条件是什么？【解答】中断是指CPU在正常执行程序时，由于内部/外部时间或程序的预先安排引起CPU暂时终止执行现行程序，转而去执行请求CPU为其服务的服务程序，待该服务程序执行完毕，又能自动返回到被中断的程序继续执行的过程。常见的中断源有：一般的输入/输出设备请求中断；实时时钟请求中断；故障源；数据通道中断和软件中断。CPU响应中断的条件：若为非屏蔽中断请求，则CPU执行完现行指令后，就立即响应中断。CPU若要响应可屏蔽中断请求，必须满足以下三个条件： 无总线请求； CPU允许中断； CPU执行完现行指令。2.什么是中断类型码？什么叫中断向量？什么叫中断向量表？它们之间有什么联系？答： 8086/8088系统可以处理256种中断，为了区别每一种中断，为每个中断安排一个号码，称为中断类型码。 每一种中断服务程序在内存中的起始地址称为中断向量，以32位逻辑地址表示，即为CS:IP。把所有中断向量存储在内存中的某一个连续区中，这个连续的存储区称为中断向量表。中断向量CS:IP在中断向量表中的位置为：中断向量表中偏移量为（中断类型码4）的单元中存放IP的值，偏移量为（中断类型码42）的单元中存放CS的值。7.2 简述微机系统的中断处理过程。【解答】（1）中断请求：外设需要进行中断处理时，向CPU提出中断请求。（2）中断响应：CPU执行完现行指令后，就立即响应非屏蔽中断请求。可屏蔽中断请求，CPU若要响应必须满足三个条件。（3）中断处理：保护现场、开中断、中断服务。（4）中断返回：CPU执行IRET中断返回指令时，自动把断点地址从堆栈中弹出到CS和IP中，原来的标志寄存器内容弹回Flags，恢复到原来的断点继续执行程序。7.3 软件中断和硬件中断有何特点？两者的主要区别是什么？【解答】硬件中断由外部硬件产生，是由CPU外部中断请求信号触发的一种中断，分为非屏蔽中断NMI和可屏蔽中断INTR。软件中断是CPU根据某条指令或者对标志寄存器的某个标志位的设置而产生的，也称为内部中断。通常有除法出错中断、INTO溢出中断、INT n中断、断点中断和单步中断等。两者的主要区别：硬件中断由外部硬件产生，而软件中断与外部电路无关。 7.5 8086的中断分哪两大类？各自有什么特点？中断矢量和中断矢量表的含义是什么？8086一共可处理多少级中断？【解答】8086的中断分为外部中断和内部中断两种：外部中断由外部硬件产生，由CPU外部中断请求信号触发，分为非屏蔽中断NMI和可屏蔽中断INTR。内部中断是为了处理程序运行过程中发生的一些意外情况或调试程序而提供的中断。8086的中断系统能够处理256个不同的中断，每一个中断安排一个编号，范围为0255，称为中断类型。每种中断类型对应的中断服务程序的入口地址称为中断矢量（或中断向量）。把系统中所有的中断矢量按中断类型从小到大的顺序放到存储器的特定区域，该区域称为中断矢量表。每个中断矢量在中断矢量表中占用4字节，CPU响应中断后通过将中断类型4得到中断矢量在中断矢量表中的首地址。8086CPU允许中断嵌套，具体能嵌套多少级中断，受堆栈深度的限制。7.6 简述8086的中断类型，非屏蔽中断和可屏蔽中断有哪些不同之处？CPU通过什么响应条件来处理这两种不同的中断？【解答】8086的中断系统能够处理256个不同的中断源，并为每一个中断安排一个编号，范围为0255，称为中断类型。硬件中断分为非屏蔽中断和可屏蔽中断，非屏蔽中断不受中断允许标志位IF的影响，在IF=0关中断的情况下，CPU也能在当前指令执行完毕后就响应NMI上的中断请求。可屏蔽中断：CPU将根据中断允许标志位IF的状态决定是否响应。如果IF=0，表示CPU关中断；如果IF=1，表示CPU开中断，CPU执行完现行指令后会转入中断响应周期。7.7 已知8086系统中采用单片8259A来控制中断，中断类型码为20H，中断源请求线与8259A的IR4相连，计算中断向量表的入口地址。如果中断服务程序入口地址为2A310H，则对应该中断源的中断向量表的内容是什么？【解答】偏移地址“中断类型4”为中断向量在中断向量表中的首地址，即EA=20H4=80H，因为在8086系统中规定存储空间00000H003FFH（共1KB）用来存放中断向量表，则20H型中断的中断向量在中断向量表中的入口地址为00000H80H=00080H。中断服务程序入口地址为2A310H，则对应该中断源的中断向量表的内容是任何能转换成物理地址2A310H的逻辑地址，设段地址为2000H，则偏移地址为A310H，则该中断源在中断向量表的内容是：（00080H）=2000H，（00081H）= A310H。7.8 已知对应于中断类型码为18H的中断服务程序存放在0020H：6314H开始的内存区域中，求对应于18H类型码的中断向量存放位置和内容。在编写程序时，为什么通常总要用STI和CLI中断指令来设置中断允许标志？8259A的中断屏蔽寄存器IMR和中断允许标志IF有什么区别？【解答】偏移地址EA=18H4=60H，18H中断向量在中断向量表中的入口地址为00000H60H=00060H。中断服务程序存放在0020H：6314H开始的内存区域中，所以（00060H）=0020H，（00061H）= 6314H。IF是8086微处理器内部标志寄存器Flags的中断允许标志位。若IF=1，则CPU可以接受中断请求；若IF=0，8086就不接受外部可屏蔽中断请求INTR引线上的请求信号。在编写程序时，用STI指令使中断允许标志位IF=1，目的是使CPU能够接受中断请求，或实现中断嵌套。而用CLI指令使中断允许标志位IF=0，则可以关中断，使CPU拒绝接受外部中断请求信号。如果8259A的中断屏蔽寄存器IMR中的某位为1，就把这一位对应的中断请求输入信号IR屏蔽掉，无法被8259A处理，也无法向8086处理器产生INTR请求。7.9 8259A对中断优先权的管理和对中断结束的管理有几种处理的方式？各自应用在什么场合？【解答】8259A对中断优先权的管理可分为以下4种情况：（1）完全嵌套方式：是8259A最常用的工作方式。（2）自动循环方式：一般用在系统中多个中断源优先级相同的场合。（3）中断屏蔽方式：这种方式能在中断服务程序执行期间动态地改变系统的优先结构。（4）特殊完全嵌套方式：一般用在8259A级联系统中。8259A结束中断处理的方式有：（1）一般EOI方式：只有在当前结束的中断总是尚未处理完的级别最高的中断时，才能使用这种结束方式。（2）指定EOI方式：适合于在任何情况下使用。（3）自动EOI方式：只有在一些以预定速率发生中断，且不会发生同级中断互相打断或低级中断打断高级中断的情况下，才使用自动EOI方式。7.10 8259A仅有两个端口地址，它们如何识别ICW命令和OCW命令？【解答】ICW1特征是A0=0，并且控制字的D4=1。ICW2特征是A0=1。当ICW1中的SNGL位为0时工作于级联方式，此时需要写ICW3。ICW4是在ICW1的IC4=1时才使用。OCW1特征是A0=1。OCW2特征是A0=0且D4D3=00。OCW3特征是A0=0且D4D3=01。 习题8 8.4 试分析8253的6种工作方式的特点和功能。各方式下的时钟信号CLK和门控信号GATE分别起什么作用？【解答】方式0：计数结束，产生中断方式1：可重复触发的单稳态触发器方式2：分频器方式3：方波发生器方式4：软件触发的选通信号发生器方式5：硬件触发的选通信号发生器时钟信号CLK的作用：在8253进行定时或计数工作时，每输入1个时钟脉冲信号CLK，便使计数值减1。GATE信号的控制作用如下：工作方式GATE引脚输入状态所起的作用OUT引脚输出状态低电平下降沿上升沿高电平方式0禁止计数暂停计数置入初值后WR上升沿开始计数，由GATE的上升沿继续计数允许计数计数过程中输出低电平。计数至0输出高电平方式1不影响不影响置入初值后，GATE的上升沿开始计数，或重新开始计数。不影响计数输出宽度为n个CLK的低电平（单次）方式2禁止计数停止计数置入初值后，WR上升沿开始计数，由GATE的上升沿重新开始计数允许计数输出宽度为n个CLK宽度为1个CLK的负脉冲方式3禁止计数停止计数置入初值后，WR上升沿开始计数，由GATE的上升沿重新开始计数允许计数输出宽度为n个CLK的方波（重复波形）方式4禁止计数停止计数置入初值后，WR上升沿开始计数，由GATE的上升沿重新开始计数允许计数计数至0，输出宽度为1个CLK的负脉冲（单次）方式5不影响不影响置入初值后，GATE的上升沿开始计数，或重新开始计数。不影响计数计数至0，输出宽度为1个CLK的负脉冲（单次）7. 8253有几个计数通道，每条计数通道有哪些信号线，其作用是什么？答：8253有三个计数通道，每个计数通道有3条信号线：CLK：计数输入用于输入定时基准脉冲或计数脉冲.OUT:输出信号以相应的电平指示计数的完成或输出脉冲的波型.GATA:选通输入用于启动或禁止计数器的操作，以使计数器和计数输入信号同步。8. 8253的内部寄存器及各位的意义是什么？答：8253的内部寄存器有四个，8位的控制寄存器：初始化时，将控制字写入该寄存器；16位的计数器初值寄存器，初始化是写入该计数器的初始值，其最大初始值为0000H；16位的减一计数器，计数器的初值由计数初值寄存器送入减法计数器，当计数输入端输入一个计数脉冲时，减法计数器内容减一；16位的输出锁存器用来锁存计数脉冲时，减法计数器内容减一。 习题99.1 可编程并行接口芯片8255A有哪几种工作方式？每种工作方式有何特点？【解答】方式0：没有固定的用于应答式传送的联络信号线，CPU可以采用无条件传送方式与8255A交换数据。方式1：有专用的中断请求和联络信号线，因此，方式1通常用于查询传送或中断传送方式。方式2：PA口为双向选通输入/输出或叫双向应答式输入/输出。9.2 8255A的方式选择控制字和C口按位控制字的端口地址是否一样？8255A怎样区分这两种控制字？写出端口A作为基本输入，端口B作为基本输出的初始化程序。【解答】8255A的方式选择控制字和C口按位控制字的端口地址是一样的，通过控制字的最高位D7进行区分：D7=1时，为方式选择控制字；D7=0时，为C口按位控制字。初始化程序段如下：MOV DX,PORT ;PORT为端口地址MOV AL,10010000BOUT DX,AL 9.5 采用8255A作为两台计算机并行通信的接口电路，请画出查询式输入/输出方式工作的接口电路，并写出查询式输入/输出方式的程序。【解答】甲机的8255A是方式1发送，端口PA为输出，发送数据，而PC7和PC6引脚分别固定作联络线和。乙机的8255A是方式0接收数据，故把端口PA定义为输入，另外，选用引脚PC7和PC3作为联络线。接口电路如图9-2：图9-2 查询方式的双机通信查询式输入/输出方式的程序如下：；甲机发送的程序段MOV DX,303H ; 8255A命令端口MOV AL,l010000B ; 初始化工作方式字OUT DX，AL MOV AL，0DH ;置发送允许INTEA=1OUT DX，ALMOV SI，OFFSET BUFS ; 设置发送数据区的指针OUT CX，3FFH ; 发送字节数MOV DX，300H ; 向端口A写第1个数，产生第1个信号 MOV AL,SI ; 送给乙机，以便获取乙机的信号OUT DX，ALINC SI ; 内存地址加1DEC CX ; 传送字节数减1LOP：MOV DX，302H ; 8255A状态端口(端口C)IN AL，DX ; 查发送中断请求INTRSA1AND AL，08H ; 是否PC3lJZ LOP ; 若无中断请求则等待；若有向端口A写数MOV DX，300H ; 8255A端口PA地址MOV AL，SI ; 从内存取数OUT DX，AL ; 通过端口A向乙机发送第2个数据INC SI ; 内存地址加1DEC CX ; 字节数减1JNZ LOP ; 字节未完，继续MOV AH，4CH ; 己完，退出INT 21H ;返回DOSBUFS DB ; 定义1024个数据；乙机接收的程序段MOV DX，303H ; 8255A命令端口MOV AL，l0011000B ; 初始化工作方式字OUT DX，ALMOV AL，00000111B ; 置1(PC31)OUT DX，ALMOV DI，OFFSET BUFR ; 设置接收数据区的指针MOV CX，3FFH ; 接收字节数L1： MOV DX，302H ; 8255A端口PCIN AL，DX ; 查甲机的=0?(乙机的PC70)AND AL，80H ; 查甲机是否有数据发来JNZ L1 ; 若无数据发来，则等待；若有数据，则从端口A读数MOV DX，300H ; 8255A端口PA地址IN AL，DX ; 从端口A读入数据MOV DI，AL ; 存入内存MOV DX，303H ; 产生信号，并发回给甲机MOV DX，00000110B ; PC3置“0”OUT DX，ALINC DI ; 内存地址加1DEC CX ; 字节数减1JNZ L1 ; 字节未完，则继续MOV AX，4C00H ; 己完，退出INT 21H ; 返回DOSBUFR DB l024 DUP(?) ; 接收数据缓冲区 习题1010.1 什么叫异步通信？什么叫同步通信？画出异步串行通信的字符编码格式。【解答】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，而在一个字符内各位的时间间隔是固定的。同步通信是指在约定的数据通信速率下，发送方和接收方的时钟信号频率和相位始终保持一致（同步），这就保证了通信双方在发送数据和接收数据时具有完全一致的定时关系。异步串行通信的字符编码格式：图10-1 异步串行通信格式10.2 试分析波特率和数据传输率的区别和联系。【解答】波特率是指每秒传输字符的位数，单位为“位/秒”。数据传输率为每秒传输的字符数，单位为“字符/秒”，每个字符包括起始位、数据位和停止位。两者间的联系为：波特率（位/秒）= 二进制位数/字符（位/字符）数据传输率（字符/秒） 习题1112.1 模拟量输入输出通道主要由哪几个部件组成？各部件的主要功能有哪些？【解答】（1）传感器：把外部的物理量转换成电流或电压信号。（2）A/D转换器：是输入通道的核心部件，将电压表示的模拟量转换成数字量，并送计算机进行相应的处理。（3）信号处理部件：放大传感器输出的信号，加入接滤波电路，滤去干扰安装在现场的传感器及其传输线路的信号。（4）多路开关：实际控制现场需要监测或控制的模拟量多于一个时，使用多路模拟开关轮流接通其中的一路，使多个模拟信号共用一个ADC进行A/D转换。（5）采样/保持电路：A/D转换期间保持输入信号不变。转换开始之前，采样；转换进行过程中，向A/D转换器保持固定的输出（保持）。如果处理的是缓慢变化的模拟量，采样/保持电路可以省去不用。（6）D/A转换器：将成数字量转换成模拟量输出。12.2 A/D和D/A转换在微机应用系统中分别起什么作用？ 【解答】A/D转换把从现场采集的模拟量转换成便于计算机存储和加工的数字量。D/A转换就是按照一定的解码方式将计算机存储和加工的数字量转换成现场能处理的模拟量。12.3 D/A转换的基本工作原理是什么？描述D/A转换器的性能指标有哪些主要参数？ 【解答】D/A转换器的模拟量输出（电流或电压）与参考量（电流或电压）以及二进制数成比例，般来说，可用下面的式子表示模拟量输出和参考量及二进制数的关系：X为模拟量输出，K为比例常数，VREF为参考量（电压或电流），B为待转换的二进制数，通常B的位数为8位、12位等。描述D/A转换器的性能指标的D/A参数主要有：绝对精度、相对精度、分辨率、建立时间、温度系数和非线性误差。12.4 DAC0832转换器有哪些特点？其内部结构由哪几部分组成？【解答】DAC0832是8位分辨率的D/A转换集成芯片，其明显特点是与微机连接简单、转换控制方便、价格低廉等，在微机系统中得到了广泛的应用。DAC0832的内部结构由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位DAC转换器及转换控制电路组成。12.5 在实现D/A转换器和微机的接口中，要解决的关键问题是什么？【解答】D/A转换器与主机的连接比较简单，主要是处理好数据总线的连接。 12.7 如果一个8位D/A转换器的满量程（对应于数字量255）为10V，分别确定模拟量为2.0V和8.0V所对应的数字量是多少？【解答】设模拟量为2.0V和8.0V所对应的数字量分别是X和Y，则列方程得：10/255 = 2/X = 8/Y解方程得：X = 51，Y = 20412.8 简述A/D转换的基本原理和主要性能参数？ 【解答】以逐次逼近型A/D转换器为例，其基本原理为：工作时，置数选择逻辑电路给逐次逼近比较寄存器置数，经D/A转换器转换成模拟量并和输入的模拟信号比较，当输入模拟电压大于或等于D/A转换器的输出电压时，比较器置“1”，否则置“0”。置数选择逻辑电路根据比较器的结果修正逐次逼近比较寄存器的数值，使所置数据转换后得到的模拟电压逐渐逼近输入电压，经过N次修改后，逐次逼近比较寄存器中的数值就是A/D转换的最终结果。主要性能参数：分辨率、转换时间、绝对精度、相对精度。12.9 ADC0809转换器有哪些特点？其内部结构由哪几部分组成？【解答】ADC0809是逐次逼近型A/D转换器，分辨率为8位，具有8通道，数字量输出三态，可以直接与微机总线相连接。ADC0809采用单一的+5V电源供电，外接工作时钟。当时钟为500kHz时，转换时间大约为128ms，工作时钟为640kHz时，转换时间大约为100ms。允许模拟输人为单极性，无需零点和满刻度调节。ADC0809内部有8个锁存器控制的模拟开关，可以编程选择8个通道中的一个。ADC0809没有片选引脚，需要外接逻辑门将对A/D0809进行读/写的信号与端口地址组合起来实现编址。内部由256R电阻分压器、树状模拟开关（这两部分组成一个D/A变换器）、电压比较器、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成。 12.13 若ADC输入模拟电压信号的最高频率为100KHZ，采样频率的下限是多少？完成一次A/D转换时间的上限是多少？【解答】根据采样定理可知，采样频率要大于等于输入频率的2倍，所以采样频率的下限是2100=200KHZ。完成一次A/D转换时间的上限是1200KHZ = 5s。