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武汉理工期末微机接口复习.doc
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武汉理工期末微机接口复习.doc
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题型
一、单项选择题〔每题 2 分,共 40 分〕
二、填空题〔每空 1 分,共 20 分〕
三、简答题〔每题 4 分,共 20 分〕
四、程序题〔每题 10 分,共 20 分〕
知识点:
第 1 章概述
系统总线包括哪三总线?
1. 数据总线
2. 地址总线
3. 控制总线
接口的地位
32 位机具有两个接口层次,用户层、根底层。用户层更具有接口技术普遍意义,根底层具
有特殊意义。
计算机 I/O 接口的概念和根本功能。
概念:
微处理器 CPU 与外部设备之间的连接电路称为输入/输出接口电路,简称 I/O 接口。
根本功能:
是 CPU 与外界进展信息交换的中转站。实现人机交互和各种形式的数据输入/输出。
常用的 PC 机 I/O 接口有哪些?
并行、串行、定时/计数、A/D、D/A 及各类输入输出设备接口
接口包含哪三类常用端口?
数据端口,状态端口,控制端口。
微型计算机与外设之间的信息交换有 4 种方式〔第一种不常用〕
1. 无条件传送方式:在外设准备好,不用查询外设,直接进展数据传送。
2. 查询传送方式:在程序控制下先查询状态,外设准备好,传送数据,否那么 CPU 等待。
3. 中断传送方式:外设准备好数据,向 CPU 发请求,CPU 暂停原程序,转中断读数据,
完成返原程序。
4. 直接数据通道传送方式 DMA:为提高速度,CPU 出让总线,DMA 控制器接收总线,
数据,在外设存间,直接传送,完成归还总线。
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方式 定义 输入过程 优点 缺点 编程 特点 其他
无 条
件 传
送 方
式
在 外 设 准 备
好 , 不 用 查 询
外 设 , 直 接 进
展数据传送
I/O 数据到缓冲器
CPU 执行 IN
I/O.RD.AD 选 中
BR
I/O 数据送 CPU
程序简单
软硬件
很省
外 设 未
准 备 好
时,
会读错
mov al,data
out port,al
CPU 与外设
同步工作
是同步方式
较少使用
查 询
传 送
方式
在 程 序 控 制 下
先查询状态
外设准备好
传送数据
否那 么 CPU 等
待
输入数据准备好
发选通 ready
CPU 读到 ready
到数据口读数据
状态仅一位
数据传送
不易出错
要查询
需等待
废时间
In al,sta-p
Test al,60h
Je return
In al,data-p
应答式传送
状态信息位
联络信息
Handshak
e
CPU 有空闲
中 断
传 送
方式
外 设 准 备 好 数
据
向 CPU 发请求
CPU 暂 停 原 程
序
转中断读数据
完成返原程序
外设输入数据
发选通请求信号
数据存入锁存器
D=1,发中断请
求
CPU 得请求,转向
执行中断,读数
据
完成清中断,返
回
提高效率
可多外设
靠程序
保 护 断
点
保 护 现
场
多 用 指
令
废时间
CALL xxxx
Jne xxxx
RET
CPU 不用等
执行指令
效劳中断
随时执行
CPU 无空闲
使用较多
直 接
数 据
通 道
传 送
方 式
DMA
为提高速度
CPU 出让总线
DMA 控制器接
收总线,数据
在外设存间
直接传送,
完成归还总线
外 设 发 选 通 到
DMA
DMA 发 HOLD
到 CPU
CPU 返 HLDA 给
DMA
DMA 接收总线
DMA 控 制 AB
DB CB
外数据直发存
修改地址,计数
器
检查传送完毕返
回
实现数据
高速传送
降 低
CPU 利
用率
电 路 复
杂
传送方式
单字节方式
多字节方式
源目的同步
收发请求
改地址指针
改记数器值
三种方法
周期挪用
周期扩展
CP
机;
使用多
接口功能〔命、状、数、转、选〕:
1. 执行 CPU 命令的功能
2. 返回外设状态的功能
3. 数据锁存/缓冲的功能
4. 信号转换功能
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5. 设备选择功能
接口分类〔并、串〕
并行接口:所谓“并行〞,是指 8 位数据同时通过并行线进展传送,这样数据传送速度大大
提高,但并行传送的线路长度受到限制,因为长度增加,干扰就会增加,数据也就容易出
错。
串行接口:计算机的标准接口叫做串行接口,简称为“串口〞。
接口作用〔协、同、效、扩〕
需要协调、同步、效率、扩展
第 6 章存储器
存的作用
其作用是用于暂时存放 CPU 中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据
存的特点
存储容量小,但读取速度快;不能长期保存数据信息,断电后数据即丧失。
半导体存储器分类
随机存取存储器〔简称 RAM〕和只读存储器〔只读 ROM〕
RAM 包括 DRAM〔动态随机存取存储器〕和 SRAM〔静态随机存取存储器〕,当关机或
断电时,其中的信息都会随之丧失。 DRAM 主要用于主存〔存的主体局部〕,SRAM 主要
用于高速缓存存储器。
ROM 主要用于 BIOS 存储器。
字扩展、位扩展、字位扩展
字扩展:当使用的存储器芯片位数符合要求,但单元数目较少时,需要进展这种扩大。
原那么:每个芯片的地址线、数据线、控制线并联,仅片选端分别引出,以实现每个芯片
占据不同的地址围。
两片 32K*8 芯片连接成 64K*8 的存储系统。
采用字扩大,其连接要点是:两芯片的低位地址线分别并接在一起,接至系统地址总线的
低位;两芯片的数据线分别并接在一起,接至系统数据总线;系统高位地址线,进展译码
译码的输出分别接至两芯片的片选端 CS1,CS2。
位扩展:当使用的存储器芯片单元数目符合要求,但每单元的位数较少时,需要进展这种
扩大。
原那么:地址线、片选线和读写信号线并联,数据线单独引出。
两片 64K*4 芯片连接成 64K*8 的存储系统。
采用位扩大,其连接要点是:两芯片的地址线分别并接在一起(即 A0 与 A0 并接,A1 与
A1 并接,A15 与 A15 并接等等),接至系统地址总线;两芯片的数据线各自提供数据总线
的一局部(此例为高 4 位和低 4 位),共同组成 8 位的数据总线
字位扩展:
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根据存容量及芯片容量确定所需存储芯片数
进展位扩展以满足字长要求
进展字扩展以满足容量要求
假设已有存储芯片的容量为 L×K,要构成容量为 M ×N 的存储器,需要的芯片数为:
〔M / L〕×〔N / K〕
第 7 章 DMA 控制器
根本概念和原理
存储器直接存取方式,数据不通过 CPU 而直接写入或从存储器读出。
传输过程分为:申请阶段、响应阶段、数据传输阶段、传输完毕阶段。
DMA 方式的中文意义
意义:用于需要高速大批量的数据传输的系统中,以提高数据的吞吐量。
DMA 控制器的用途
工作方式:
单字节传送方式:每次 DMA 操作只传送一个字节
块传送方式〔组传输方式〕:每次 DMA 操作连续传送一组数据
请求传送方式:类似于块传送方式,只是当外设发来的,DREQ 无效时,暂停 DMA 操作,
有效时继续
级联传送方式:这种方式可以扩展系统中的 DMA 通道数量
有两种工作状态,分为主动态〔取代 CPU,获取系统总线的控制权,向存储器和外设发号
施令〕和被动态〔承受 CPU 的控制〕。
第 8 章中断技术
中断方式下数据 I/O 的过程
中断类型
中断号、中断向量与中断向量表
大小、概念、原理、计算
中断号:微处理器为每个不同类型的中断与异常分配一个中断号,以便识别和处
理。 16 位微处理器支持 256 个中断号。编号为 0~255 号。
CPU 识别中断源的方法有两种:向量中断,查询中断。
向量中断是由中断向量来指示中断效劳程序的入口地址。
查询中断是采用软件或硬件查询技术来确定发出中断请求的中断源。
中断向量——中断效劳程序的入口地址,每一个中断效劳程序都有一个唯一确定
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的入口地址。 CS:IP〔共占 4 个字节地址〕
中断向量表——系统中所有的中断向量集中起来放到存储器的某一区域。
中断类型号----0~255
中断向量指针----中断向量的地址。这个指针在 PC 系列中断系统中是由中断类
型号提供的:
步骤:
a. 由中断向量号计算中断向量地址,方法为中断向量地址〔首地址〕 =中断类型号
×4。
b.将中断向量中的偏移地址装入中断向量地址起始的两个低字节中。
c.将中断向量中的段基址装入中断向量地址起始的两个高字节中。
例题:软磁盘“INT 13H〞,它的
中断类型号为 13H
中断向量指针为 13H×4=004CH
中断向量为 0070H〔CS〕: 0FC9H〔IP〕
中断向量表是 8088 系统存中最低端 1K 字节空间,它的作用就是按照中断类型号从小到
大的顺序存储对应的中断向量,总共存储 256 个中断向量。在中断响应过程中,CPU 通过
从接口电路获取的中断类型号〔中断向量号〕计算对应中断向量在表中的位置,并从中断
向量表中获取中断向量,将程序流程转向中断效劳程序的入口地址。
采用 DOS 功能调用 INT 21H 的 25 号功能
INT 21H 中的 25 号功能用于设置中断向量
入口参数: AL=中断向量号
DS:DX=中断程序入口地址
例:假设中断效劳程序名为 INTERP,中断向量号为 60H,装填中断向量。
…………… MOV DX, OFFSET INTERP
PUSH DS MOV AH,25H
PUSH DX INT 21H
MOV AL,60H POP DX
MOV DS, SEG INTERP POP DS
中断优先级:
优先级分两个层次:在微处理器中,优先级排列顺序是:异常>软件中断>非屏蔽中
断>外部可屏蔽中断。
其次:在各类中断/异常中,又有优先级的区别。如 0 号就比 13 号级别高。
中断排队的方式一般有两种:
1. 按优先级排队
2.循环轮流排队
判别和确定各个中断源的中断优先权可以用(软件)和(硬件)两种方法。
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gjmm89
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