微机接口技术课后习题答案

### 微机接口技术核心知识点解析 #### 一、微机基本概念 1. **微型计算机**：微型计算机是以大规模、超大规模集成电路为主要构建元件，其中集成了控制器和运算器等核心部件的一种计算机系统。这类计算机体积小巧，便于携带和个人使用。 2. **PC机**（Personal Computer）：指个人计算机，是一种面向个人用户设计的小型计算机，具有较强的通用性和可扩展性，通常用于办公、学习、娱乐等场景。 3. **单片机**：一种用于控制的微处理器芯片，其内部不仅包含中央处理器(CPU)，还集成了一系列辅助功能模块，如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、定时器、并行接口、串行接口等。这种集成度高的特性使得单片机非常适合应用于嵌入式系统。 4. **数字信号处理器(DSP)**：主要用于对大量数字信号进行高速处理，广泛应用于音频处理、图像处理、通信系统等领域。DSP具有很高的处理速度和效率，能够实时处理复杂的算法。 #### 二、系统总线及特点 1. **系统总线**：是指计算机系统内部各个部件之间用于传输数据和控制信号的一组公共导线。这些总线包括数据总线(DB)、地址总线(AB)和控制总线(CB)。 - **数据总线**：负责传输实际的数据信息。 - **地址总线**：用于指定数据的目的地址或源地址。 - **控制总线**：用于传输控制信号，例如读写控制信号等。 2. **总线操作与总线周期**：总线操作是指发生在总线上的具体动作，如数据传输、地址设置等；而总线周期则是指CPU通过总线完成一次完整的数据交换过程所需的时间。对于Intel 8088处理器而言，典型的总线周期由4个T状态组成，每个T状态在5MHz时钟下大约持续200ns。 3. **三态门**：在微处理器中，有些引脚具有三态输出能力，即除了高低电平之外还可以处于高阻态。这种特性使得在多设备共享总线的情况下，不同设备可以交替控制该引脚，从而实现总线共享。8088微处理器中具有三态能力的引脚包括地址线A19/S6～A16/S3、A15～A8、AD7～AD0以及控制信号线如IO/M*、RD*、WR*、ALE等。 #### 三、微机应用场景 1. **数值计算与数据处理**：对于需要较高运算速度和精确度的应用场景，如科学计算、数据分析等，通常会选择配置高性能微处理器的通用微机。这类计算机通常具备较大容量的内存和丰富的输入输出接口。 2. **过程控制与嵌入式应用**：对于需要稳定可靠运行的工业控制或自动化领域，通常会选择专门针对此类应用场景设计的控制类微机。这类微机更加注重系统的稳定性和实时响应能力，并且往往具备良好的抗干扰能力和小型化设计。 #### 四、8088处理器特性 1. **地址线与输入输出端口寻址**：8088处理器拥有20根地址线，可以直接寻址1MB的内存空间。而在访问外部设备时，使用的是A0～A15地址线，总共可以寻址64K个I/O端口。在PC/XT系统中，寻址I/O端口时仅使用了A0～A9地址线。 2. **复位与中断请求信号**：8088处理器支持多种中断请求和控制信号，如复位请求(RESET)、总线保持请求(HOLD)、不可屏蔽中断请求(NMI)、可屏蔽中断请求(INTR)等。这些信号有助于处理器更好地协调与其他硬件设备之间的交互。 3. **等待状态(Tw)**：当8088处理器在读写内存或I/O接口时遇到速度不匹配的情况，可能需要在T3和T4之间插入等待状态Tw以确保数据传输的正确性。 #### 五、存储器扩展 1. **RAM与ROM的区别**：RAM（随机存取存储器）是一种易失性存储器，既可以读取也可以写入数据，但断电后数据会丢失；而ROM（只读存储器）则是一种非易失性存储器，只能读取数据，即使断电数据也不会丢失。 2. **存储器扩展方法**：为了扩展存储器容量，通常采用位扩充和地址扩充两种方式。 - **位扩充**：当单个存储器芯片的数据位宽不足以满足系统需求时，可以通过并联多个芯片来增加数据位宽。 - **地址扩充**：当单个存储器芯片的存储容量不足时，可以通过串联多个芯片来增加存储器的地址空间。 3. **示例**：假设要构建一个32KB的RAM存储区域，分别使用容量为1K×4位的静态RAM芯片(SRAM)和容量为16K×1位的动态RAM芯片(DRAM)。 - 使用SRAM 2114 (1K×4位)：需要64个芯片。这是因为每个芯片提供了4位数据，要达到32KB的容量，即需要\(32K / (1K * 4) = 8\)组，每组需要8个芯片并联，因此总共需要\(8 * 8 = 64\)个芯片。 - 使用DRAM 4116 (16K×1位)：需要4个芯片。因为每个芯片提供了1位数据，要达到32KB的容量，即需要\(32K / (16K * 1) = 2\)组，每组需要2个芯片并联，因此总共需要\(2 * 2 = 4\)个芯片。 通过以上分析可以看出，无论是对于微机的基本概念理解，还是对于系统总线、处理器特性的掌握，或是存储器扩展的具体方法，都需要深入了解其背后的原理和技术细节。这些知识点是学习微机接口技术不可或缺的基础。