接口复习资料

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1、为什么要在CPU与外设之间设置接口？在CPU与外设之间设置接口主要有4个原因[1CPU与外设二者的信号不兼容，包括信号线的功能定义、逻辑定义和时序关系2CPU与外设的速度不匹配，CPU的速度快，外设的速度慢3假设不通过接口，而由CPU直接对外设的操作实施控制，会使CPU处于穷于对付与外设打交道之中，大大降低CPU的效率14假设外设直接由CPU控制，会使外设的硬件结构依赖于CPU,对外设本身的开展不利

2、微型计算机的接口普通应具备那些功能？微机的接口普通有如下的几个功能〔1执行CPU命令的功能CPU将对外设的控制命令发到接口电路中的命令存放器命令口中，在经分析去控制外设2返回外设状态的功能通过状态存放器状态口完成，包括正常工作状态和故障状态3数据缓冲的功能接口电路中的数据存放器数据口对CPU与外设间传送的数据进行中转[4设备寻址的功能CPU某个时刻只能和一台外设交换数据，CPU发出的地址信号经过接口电路中的地址译码电路来选中I/O设备5信号转换的功能当CPU与外设的信号功能定义、逻辑关系、电平上下及工作时序不兼容时接口电路要完成信号的转换功能6数据宽度与数据格式转换的功能由于CPU处理的数据都是并行的，当外设采用串行传送方式时，接口电路就要完成串、并之间的转换，并进行数据格式的转换

4、CPU与接口之间有哪几种传送数据的方式？它们各应用在什么场合？CPU与接口之间的数据传送方式主要有查询方式、中断方式和DMA方式1查询方式主要用于CPU不太忙且传送速度不高的情况下无条件传送方式作为查询方式的一个特例，主要用于对简单I/O设备的控制或者CPU明确知道外设所处状态的情况下

（2）中断方式主要用于CPU的任务比拟忙的情况下，特别适合实时控制和紧急事件的处理13）DMA方式〔直接存储器存取方式）主要用于高速外设进行大批量数据传送的场合

5、分析和设计接口电路的根本方法是什么？分分析和设计接口电路通常采用两侧分析法和硬软件结合法相结合[1）两侧分析法CPU一侧，主要是了解CPU的类型、它提供的数据线的宽度、地址线的宽度、控制线的逻辑定义、时序关系的特点；外设一侧，主要是了解被连接外设的外部特性及被控外设的工作过程2）硬软件结合法硬件设计主要是合理选用外围接口芯片、有针对性地设计附加电路；软件设计可以采用汇编语言（或者高级语言）直接对低层硬件编程，也可以采用DOS系统功能调用和BIOS调用编程

6、什么是端口？I/O端口的编址方式有几种？各有何特点？端口是接口电路中能被CPU直接访问的存放器I/O端口的编址方式有两种一一统一编址方式（存储器映象方式）和独立编址方式（I/O映象方式、专用I/O指令方式）〔1〕统一编址方式从整个寻址空间中划出一局部给I/O设备，其余的给存储器，通过地址码区分操作对象是存储器还是I/O,二者的地址码不重叠这种方式的优点是

①I/端口的编址空间大，且易于扩展

②I/O指令丰富、功能齐全；缺点是

①存储器的地址空间减少，达不到系统最大的寻址空间

②I/O指令比独立编址方式的专用I/O指令长，译码时间长，执行速度慢

（2）独立编址方式存储单元与I/O端口分别编址，地址码重叠，通过操作码区分操作对象是存储器还是I/0o这种方式的优点是

①I/O端口不占存储器的编址空间，使存储器的容量可达系统的最大寻址能力

②I/O指令短、执行速度快；指令清晰、可读性强；缺点是

①I/O端口地址范围一旦确定，不易扩展

②I/O指令种类有限，操作单一

7、I/O端口地址译码电路在接口电路中的作用是什么？I/O端口地址译码电路的作用就是把地址和控制信号进行逻辑组合，从而产生对接口芯片的选择信号

8、在独立编址方式下，CPU采用什么指令来访问端口？独立编址方式下，采用专用的I/O指令——输入/输出指令（如PC系列微机中的IN、OUT）来访问端口

9、I/O地址线用作端口寻址时，高位地址线和低位地址线各作何用途？如何决定低位地址线的根数？普通情况下，高位地址线与控制信号线进行逻辑组合，经译码电路产生I/接口芯片的片选信号一一实现片间选择；低位地址线不参与译码，直接与I/O接口芯片的地址线相连——实现I/O接口芯片的片内端口选择低位地址线的根数由I/O接口芯片内部的端口数量决定，如果I/O接口芯片内部有2n个端口（其引脚上一定有n根地址线〕，那末，寻址端口时:低位地址线的根数就是n

10、o微机系统的定时有哪两类？何谓时序配合？微机系统中的定时分为内部定时和外部定时两类内部定时是指计算机本身运行的时间基准或者时序关系，是用户无法更改的外部定时是指外部设备实现某种功能时，本身所需要的一种时序关系，需要用户根据外设的要求进行安排时序配合是指用户在考虑外设与CPU连接时，不能脱离计算机的定时要求，即以计算机的时序关系为依据来设计外部定时机构，以满足计算机的时序要求

11、微机系统中的外部定时有哪两种方法？其特点如何？微机系统中的外部定时有软件定时和硬件定时两种方法软件定时利用CPU执行指令需要一定时间的特点产生延时这种方法不需增加硬件设备，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，所以通用性比拟差硬件定时它是采用可编程通用的定时/计数器•或者单稳延时电路产生定时或者延时这种方法不占用CPU的时间，定时时间长，使用灵便特别是定时准确，定时时间不受主机频率影响，定时程序具有通用性，故得到广泛应用

12、8253初始化编程包括哪两项内容？在对8253进行始化编程时，首先向命令存放器中写入方式字，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

13、8253有哪几种工作方式？区分不同工作方式的特点表达在哪几个方面？为什么3方式使用最普遍？8253有6种工作方式一一方式0方式5区分不同工作方式的特点主要表达在以下的4〜O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，且输出波形的上下电平比为1:1或者近似1:1（方波或者近似方波），所以在实际中应用最广泛

14、何为8253的计数初值？它是如何确定的？8253是逆计数器〔减1计数器）,因此，在它开始计数之前，一定要根据计数（定时）的要求，先计算出计数初值（定时常数），并装入初值存放器和减1计数器然后才干在门控信号GATE的控制下，由输入时钟脉冲CLK对减1计数器进行减1计数当减1计数器减为0时，计数结束（定时已到）可见，计数初值是决定8253的定时长短与计数多少的重要参数它可以由下式计算出N初值TOUTCLTT9f f

15、只利用频率为2MHz的时钟信号和一片8253,产生周期为20s的方波，如何实现？67N0UTfCLK*T0UT2*10*204*1065536T CLK超出了一个通道的计数能力解决方法将两个通道串联起来，其中一个作为分频器（如TO,工作于方式2或者3〕OUTCL设TO的初值NO,T1的初值N1,那末有TOUTN1*TCLKN1*TOUTN1*NO*TCLK1100Nl*N0fCLK07Nl*N04*10（N1和NO均不大于65536）用此方法，利用一片8253最长可定时多长期脉冲数655363时间655363*

0.5*10-68253GATEO+5V GATE10UTT=201CLKO s2MHz CLK1OUTO设8253的端口地址挨次为

304、

305、

306、30711程序如下MOV DX,307H MOVAL,34H OUT DX,ALMOV AL,76H OUT DX,AL MOVDX,304H MOVAX,1000OUTDX,AL MOVAL,AH OUTDX,AL MOVDX,305H MOVAX,40000OUTDX,AL MOVAL,AH OUTDX,ALHLT

16.什么是中断？中断是指CPU在正常运行程序时，由于内部/外部事件或者由程序预先安排的事件，引起CPU暂时住手正在运行的程序，转到为该内部/外部事件或者预先安排的事件效劳的程序中去，效劳完毕，再返回去继续运行被暂时中断的程序，这个过程称为中断

17、可屏蔽中断处理的普通过程是什么？可屏蔽中断的处理过程普通可分为4个阶段

（1）.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

（2）.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）挨次入栈保护再查中断向量表，将（4*n）IP；[4*n+2）CS,进入中断效劳阶段

（3）.中断效劳CPU执行中断效劳程序，为中断源效劳

（4）.中断返回当执行到中断效劳程序中的IRET指令时，将堆栈栈顶的三个字单元内容弹出，挨次送给IP、CS、PSW,CPU返回到原来的程序去执行

18、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

19、什么是中断嵌套？中断嵌套是指CPU正在执行一个中断效劳程序时，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效劳程序，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效劳程序继续执行，这个过程就是中断嵌套

20、什么是中断向量？它是如何装入中断向量表的？中断向量是中断效劳程序的入口地址，一个中断向量由4个字节组成，它包括中断效劳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；系统假设未配置系统软件（如单板机系统〕，或者用户自定义的中断向量，由用户自行装入

21、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找到中断效劳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（中断效劳程序入口地址），其中物理地址为4*n的单元是中断效劳程序入口点的偏移地址；物理地址为4*n+2的单元是中断效劳程序的段首址

22、可编程中断控制器8259A协助CPU处理哪些中断事务？8259A协助CPU完成的中断事务主要有接收和扩充外设的中断请求；进行中断请求的屏蔽与开放控制；对中断源进行优先级排队管理；中断被响应时，提供该中断源的中断类型号

23、什么是中断响应周期？在中断响应周期中CPU和8259A普通要完成哪些工作？CPU收到有效的INTR信号，假设IF=1,且无DMA请求，当前指令执行完毕，就通过总线控制器发出连续的两个中断响应信号INTA组成一个中断响应周期在第1个INTA负脉冲中，CPU发出有效的总线锁定信号LOCK,封锁总线，防止其他主控器占用总线；8259A经判优后将IRR的相应位清0,ISR的对应位置1在第2个INTA负脉冲中，CPU撤除总线锁定信号LOCK,ALE信号也变为无效，允许数据线传送数据；8259A将被响应中断源的中断类型号送给CPU假设8259A工作于自动结束方式，在第2个INTA负脉冲的后沿，8259A还要去除ISR中在第1个负脉冲里置1的位

24、中断结束命令安排在程序的什么地方？在什么情况下要求发中断结束命令？为什么？中断结束命令普通安排在中断效劳程序中，在中断效劳完成，中断返回指令IRET之前在8259A工作于非自动结束方式时，要送中断结束命令因为这种方式，即使中断已经效劳完毕，ISR中的对应位也不会自动清0,这样就使得低优先级的中断和同级中断得不到应有的响应通过发中断结束命令，将效劳完的中断级在ISR中的对应位清0,以便开放同级和低级中断

25、简述8259A中IRR、ISR、IMR三个存放器的功能中断请求存放器IRR8位,可读，存放有请求的中断级,IRi有请求,IRRi=l,具有锁存功能，其内容可用0CW3命令读出正在效劳存放器ISR8位,可读，存放正在效劳的所有中断级，其内容可用0CW3命令读出IRi被响应且未效劳完,ISRi=lISR可能多位同时为1中断屏蔽存放器IMR8位,可读可写，存放中断级屏蔽情况,IRi被屏蔽，反之被允许

26、参照下列图，简述8259A中优先级分析器PR的作用

27、半导体存储器通常可分为哪些类型？分类的依据是什么？半导体存储器按创造工艺分，可分为双极型和MOS型两大类；按存取方式分，又可分为随机存取存储器RAM和只读存储器ROM两大类；RAM根据存储电路的性质不同，又可分为静态RAM SRAM和动态RAM DRAM,ROM按其性能不同，又可分为掩模式ROM、熔炼式可编程PROM、可用紫外线擦除、可编程的EPROM和可用电擦除、可编程的E2PR0M

28、设计存o储器接口应考虑哪些主要问题？在设计存储器接口时除了要考虑存储器的地址空间外，还要考虑存储器与CPU的时序配合问题慢速存储器要能够向CPU申请延长总线传输周期；CPU总线的负载能力大系统中，考虑到总线驱动能力不够，需要在接口中参加驱动器/缓冲器；存储芯片的选择选择芯片类型时根据存储信息类型的不同决定选择RAM或者ROM；选择芯片具体型号时，在满足容量要求的情况下，尽量选择容量大、集成度高的芯片。