4.11 ROM、PROM、EPROM分別用在什么場合？

答：① ROM用在一個計算機系統完成開發以后，容納不再修改的程序和數據。且批量產量要大的場合。

② PROM用于非批量的場合。

③ EPROM用于軟件或系統的開發階段及批量很小的場合。

第五章 微型計算機和外設的數據傳輸

5.1 外部設備為什么要通過接口電路和主機系統相連？存儲器需要

接口電路和總線相連嗎？為什么？

答：1.因為外設的功能多種多樣，對于模擬量信息的外設必須要進行A/D和D/A轉換，而對于串行信息的外設則必須轉換為并行的信息，對于并行信息的外設還要選通。而且外設的速度比CPU慢的多，必須增加緩沖功能。只有這樣計算機才能使用這些外設。而所有這些信息轉換和緩沖功能均由接口電路才能完成。 2.存儲器不需要接口電路和總線相連。

3.因為存儲器功能單一，且速度與CPU相當。因此可直接掛在CPU總線上。

5.2 是不是只有串行數據形式的外設需要接口電路和主機系統連

接？為什么？

答：1.不是。并行數據形式的外設也需要接口電路和主機系統連接。

2.因為，CPU每次只能訪問一個外設，因此并行信息的外設需增加選通功能，才能滿足CPU的訪問要求，必須用接口電路。

5.3 接口電路的作用是什么？按功能可分為幾類？

答：1.接口電路的作用就是在外設和CPU之間起信息變換和緩沖功能。 2.按功能可分為兩類：

① 一種是使微處理器正常工作所需要的輔助電路。 ② 另一種是輸入/輸出接口電路。

5.4 數據信息有哪幾類？舉例說明它們各自的含義。

答：1.數據信息有四類：數字量、模擬量、開關量、脈沖量。

2.如鍵盤、磁帶機等就是數字量信息；溫度、濕度、壓力等轉換的電信號就是模擬量；電機的起停、發光設備的亮滅等都是開關量；計數脈沖、定時脈沖等都是脈沖量。

5.5 CPU和輸入/輸出設備之間傳送的信息有哪幾類？

答：有數據信息、控制信息、狀態信息三類。

5.6 什么叫端口？通常有哪幾類端口？計算機對I/O端口編址時通

常采用哪兩種方法？在8086/8088系統中，用哪種方法對I/O端口進行編址？

答：1.CPU和外設進行數據傳輸時，各類信息在接口中進入不同的寄存器，一般稱這些寄存器為I/O端口。

2.有數據端口、控制端口、狀態端口三類。

3.在微型計算機中通常用兩種I/O端口編址方式：存儲器映象尋址和I/O端口單獨尋址。

4.在8086/8088系統中，用I/O端口單獨尋址方式編址。

5.7 為什么有時候可以使兩個端口對應一個地址？

答：因為這兩個端口一個是只讀端口，一個是只寫端口。而CPU對一個I/O端口地址可進行讀/寫兩種訪問。如果將這兩個只讀和只寫端口編為一個地址，則

CPU對該端口地址讀操作對應的是只讀端口；CPU對該端口地址寫操作則對應的是只寫端口，互不影響。因此可以使兩個單向的只讀和只寫端口對應一個端口地址。

5.8 CPU和外設之間的數據傳送方式有哪幾種？實際選擇某種傳輸

方式時，主要依據是什么？

答：1.CPU和外設之間的數據傳送方式有三種：程序方式、中斷方式、DMA方式。

2.主要依據是外設的情況(外設的速度和外設提供信息的方式)。

5.9 無條件傳送方式用在哪些場合？畫出無條件傳送方式的工作原

理圖并說明。

答：1.無條件傳送方式只用在對一些簡單外設進行操作的場合。如開關、LED顯示等。

2.無條件傳送方式的工作原理圖：(見書203頁圖5.2所示)

① 在無條件輸入時：CPU執行一條輸入指令，使RD和M/IO信號為有效低電平，并對應送出該端口地址，因此選中輸入緩沖器，打開其三態門，使輸入緩沖器的數據經數據總線送到CPU的累加器中。

② 在無條件輸出時：CPU執行一條輸出指令，使WR和M/IO信號為有效低電平，并對應送出該端口地址，因此選中輸出鎖存器，將由累加器送到數據總線上的數據打入輸出鎖存器中供外設使用。 5.10 條件傳送方式的工作原理是怎樣的？主要用在什么場合？畫出

條件傳送(查詢)方式輸出過程的流程圖。

答：1.條件傳送方式的工作原理是：外設給CPU提供一個狀態信息，當CPU要訪問外設時，必須先檢測該狀態信息是否合乎要求，不停檢測直至合乎要求時才進行CPU對外設的訪問。

2.查詢方式主要用在外設較少，數據交換不頻繁的非實時系統的場合。 3.查詢式輸出過程的流程圖如右： 開始 5.11 設一個接口的輸入端口地址為

0100H，而它的狀態端口地址為0104H，狀態口中第5位為1表示輸初始化 入緩沖區中有一個字節準備好，可輸 入。設計具體程序實現查詢式輸入。

答：DATA SEGMENT 外設空BUFFER DB 20 DUP(?) ;接收數據緩N Y 沖區

CPU從內存取數DATA ENDS

CODE SEGMENT 由累加器輸出給外ASSUME DS:DATA，CS:CODE 設 STAT: MOV AX，DATA ;對DS初始化 N 外設空MOV DS，AX

MOV DI，OFFSET BUFFER

Y MOV DX，0104H

后續處理 STATIN: IN AL，DX

TEST JZ MOV IN MOV CODE END

AL，20H ;測試第5位 STATIN ;第5位為0繼續測試 DX，0100H AL，DX ;輸入數據 [DI]，AL ENDS STAT

5.12 查詢式傳送方式有什么缺點？中斷方式為什么能彌補查詢方式

的缺點？

答：1.查詢式傳送方式缺點是：花費CPU的時間作等待循環，大大降低了CPU的運行效率。

5.13 2.中斷方式是在外設準備就緒時向CPU申請中斷，再進行傳送，

因而CPU無需花費時間作等待循環，彌補了查詢方式的缺點。敘述可屏蔽中斷的響應和執行過程。

答：① 接口發中斷請求信號。

② CPU的IF=1時，當前指令執行完后，CPU進行中斷回答，發兩個INTA負脈沖。

③ 接口將中斷類型號n送CPU。

④ 當前的PSW、CS和IP推入堆棧，并清除IF和TF。 ⑤ (4×n)作為IP，(4×n+2)作為CS，即取中斷向量。 ⑥ 執行中斷子程序，并開中斷。

⑦ 中斷返回IRET指令使IP、CS和PSW彈出堆棧。 ⑧ 返回被中斷的程序。

5.14 通常解決中斷優先級的方法有哪幾種？各有什么優缺點？

答：1.有軟件查詢方式、簡單硬件方式——菊花鏈法、專用硬件方式三種。 2.軟件查詢方式的優點是節省硬件，缺點是中斷響應時間長；簡單硬件方式的優點是中斷響應時間短，硬件較簡單，缺點是優先級固定，變動起來很麻煩；專用硬件方式優點是對優先級可編程修改，中斷管理非常方便，缺點是硬件復雜的多，好在有專用的中斷控制器。

5.15 畫一個用中斷方式進行輸出傳輸的接口電路。

答：中斷方式輸出的接口電路如下：

數據DB

鎖存 選通信號 端口譯AB 器 碼 ACK

R M/IO

+5V WR

BUSY 中斷請求

中斷屏蔽INTR (中斷請求) 觸發器

5.16 和DMA比較，中斷傳輸方式有什么不足之處？

答：CPU執行一次傳送要花費許多與傳送操作無關的指令執行等時間，另外中斷傳送方式不能進行數據塊傳送，而是按字節或字傳送。

5.16 敘述用DMA方式傳送單個數據的全過程。

答：① 接口準備就緒，發DMA請求信號給DMA控制器。 ② DMA控制器向CPU轉發總線請求信號HOLD。

③ CPU向DMA控制器發總線請求允許信號HLDA，DMA控制器得到總線控制權。

④ DMA控制器把地址送地址總線。

⑤ DMA控制器向接口發DMA請求確認信號。 ⑥ 內存和接口通過數據總線傳送數據。 ⑦ DMA控制器撤銷總線請求信號HOLD。 ⑧ 8086 CPU收回總線控制權。

5.17 DMA控制器的地址線為什么是雙向的？什么時候往DMA控制

器傳輸地址？什么時候DMA控制器往地址總線傳輸地址？

答：1.因為DMA控制器要接受CPU的控制，接收CPU發來的初始化等信息，這要求地址線來尋址各端口，地址線為輸入線。又因為DMA控制器可控制總線，這要求地址線為輸出。所以地址線必須為雙向才行。

2.CPU要對DMA控制器發初始化信息時，必須往DMA控制器傳輸地址。 3.DMA控制器得到總線控制權后，向地址總線傳輸地址。

5.18 在設計DMA傳輸程序時，要有哪些必要的模塊？設計一個啟

動數據塊輸出的程序段。

答：1.要有DMA的初始化模塊：對字節計數器、地址寄存器和控制寄存器置初值。還要有對接口部件設置控制字的模塊：指出數據傳輸方向，并啟動I/O操作。 2.啟動數據塊輸出的程序段如下： IDLO: IN AL，INTSTAT ;接口狀態寄存器的狀態位(2)是否忙 TEST AL，04 JNZ IDLO ;忙，則等待 MOV AX，COUNT ;不忙，則設置計數初值 OUT BYTE_REG，AX ;對字節計數器BYTE_REG初始化 LEA AX，BUFFER ;設置地址初值 OUT ADD_REG，AX ;對DMA地址寄存器ADD_REG初始化 MOV AL，DMAC ;取原DMA控制字 OR AL，08H ;設置方向為輸出 OUT DMACON，AL ;置DMA控制字 MOV AL，INTC ;取原接口控制字 OR AL，04H ;設置傳輸方向為輸出及允許 OUT INTCON，AL ;置接口控制字 ┆

后續處理

5.19 在查詢方式、中斷方式和DMA方式中，分別用什么方法啟動

數據傳輸過程？

答：① 查詢方式：通過程序來檢測接口中狀態寄存器中的“準備好”位，以確

總結

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