成都理工大學《微機原理與接口技術》考試重點整理

1、第二章微機接口基礎知識1. 什么是接口： 是 cpu與外部連接的部件，是 cpu與外部設備進行信息交換的中轉站。2. 接口的功能： 據(jù)緩沖、設備選擇、信號轉換、提供信息交換的握手信號、中斷管理、可編程功能。3. 數(shù)據(jù)傳送方式：（適用于外部設備的各種動作時間是固定的，并且條件是已知的情況，或者計算機與外部設備是完全同步的情況。在無條件傳送方式傳送數(shù)據(jù)時，已知外部設備已準備好，因此計算機不 IN 或 OUT 送數(shù)據(jù)時，必須確定外部設備已準備好，否則數(shù)據(jù)傳送失?。l件傳送方式 D0=0，則表示外設空閑，可以將數(shù)據(jù)輸出。輸出數(shù)據(jù)后，通過狀態(tài)標志寄存器將狀態(tài)置 ，阻止在本次數(shù)據(jù) D0=1查詢輸入工作原理

2、為：當外設輸入數(shù)據(jù)時，通過“選通”將狀態(tài)信息ready 置，在進行數(shù)據(jù)輸入之 ready據(jù)口選中”將狀態(tài)信息 ready 清零；若ready表示外設無數(shù)據(jù)輸入，則等待。條件傳送方式的優(yōu)點：其是計算機與外設之間最常用的數(shù)據(jù)傳送方式，其優(yōu)點是高速cpu可以與任意低速的外設進行速度匹配。但傳送速度慢，cpu 的利用率低，不能用于高速外設的數(shù)據(jù)傳送；在接口應用程序中是使用最廣泛的一種程序處理方法，它可以保證任意高速的計算機系統(tǒng)與任意低速的外設之間的同步協(xié)調工作，由于查詢傳送方式數(shù)據(jù)傳送的依據(jù)是接口狀態(tài)信息，因此要求接口程序設計人員必須對外設接口的狀態(tài)信息和接口的控制方法有充分的了解。（當外部設備準備好

3、數(shù)據(jù)或準備好接收數(shù)據(jù)時，由外部設備向cpu cpu cpu 就不用等待外設，從而提高 cpu DMA 傳送方式 DMA傳送期間，IBM PC 系列的計算機采用 cpu 停機方式，即：在進行 DMA傳送時 cpu一直處于等待狀態(tài)，把數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線讓出來供DMA控制器使用；當DMAcpu 再恢復對 DB、AB、CB 總線的控制權，這些過程都由計算機系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)來實現(xiàn)。4. I/O 尋址方法：端口 I/O 尋址和存儲器對應的 I/O 尋址方式；端口尋址，在這種方式中，cpu 有專門的 I/O 指令，在計算機系統(tǒng)中使用不同的端口地址來區(qū)分不同的外設，操作時以端口作為尋址單元，接口中的不

4、同信息（數(shù)據(jù)、狀態(tài)、控制信息）均通過不同的端口地址來區(qū)分，一般來說，一個外部設這種 I/O 端口尋址方式是目前 IBMPC 系列計算機及其它類型的微型計算機系統(tǒng)普遍采用的 I/O 尋址方式，當前微機均采用 A15A0 作為 I/O 尋址，因此其 I/O 地址為（0FFFFH）共 65536個 8位 I/O 端口或 32768 個 16 位 I/O 端口；存儲器對應的 I/O尋址方式中，外部設備的 I/O 端口是存儲器的某些存儲單元，每個外設占用一個或多個存儲器地址，從而 cpu 對外設輸入輸出一個數(shù)據(jù)相當于進行一次存儲器讀寫操作，這種 I/O 尋址方式由于外設占用內存單元地址，會使計算機的有效

5、內存容量減少，不便于計算機的并行操作，已不再使用。5. 輸出等部分組成，計算機的各個部件均通過系統(tǒng)總線來連接，總線就是計算機之間、模塊與模塊之間傳遞信息的一束束信號線的集合，為各模塊間和各部件間提供標準信息通路。6. 總線結構：以處理器為中心的面向處理機的結構和以總線為中心的面向總線的結構。前者是將需要交換信息的模塊通過總線建立點到點的連接，這也是當前微機總線的基本形式，后者是以總線為中心，計算機的所有設備（包括 cpu等）均看作總線掛接的外設。）簡化軟硬件的設計：由于面向總線的結構總線是嚴格定義的，因此只需將按照標準設計的 cpu、存儲器和I/O 設備以插件形式掛入總線，并輔以軟件即可工作，

6、不需專門設計存儲器和 I/O 設備。2）簡化了系統(tǒng)結構：面向總線結構節(jié)省連接線，使系統(tǒng)清晰明了。）便于系統(tǒng)擴充和更新：用戶可以根據(jù)自己的需求，選購相應的插件板，使計算機系統(tǒng)從規(guī)模和功能上得以擴充。最佳效果，但系統(tǒng)的兼容性不好，而面向總線的結構往往采用通用的總線規(guī)范，兼容性好，但性能很難達到最佳；當前微機中，cpu 與存儲器，以及各核心模塊之間采用面向處理器的總線結構，保證cpu 的性能達到最佳狀態(tài)；而 cpu 和 I/O 設備之間采用面向總線的結構，保證系統(tǒng)與 I/O 設備的良好兼容性和擴充性7. 總線傳輸方式： 行相應的動作，在微機中 cpu 與存儲器之間的數(shù)據(jù)傳輸就是典型的同步式傳輸。）異

7、步式傳輸 異步傳輸方式也稱應答方式。進行通信的主、從模塊不受統(tǒng)一的時鐘控制，而是采 ?請求和應答兩信號來協(xié)調傳輸過程。在該方式下，由主模塊提出傳輸（寫或讀）的要求后，由被選中的從屬模塊來決 是同步和異步傳輸方式的折中方式，特點：地址、命令和數(shù)據(jù)的發(fā)出時間都嚴格按照系統(tǒng)時鐘脈沖前沿時刻，接受判斷采用系統(tǒng)時鐘脈沖的后沿來識別。在微機中，半同步傳輸方式主要用于 cpu 與外設的數(shù)據(jù)傳輸。 ）分離式傳輸 其把一個讀周期分解為兩個分離的自周期，在第一個周期中，主模塊將地址、命令，以及主模塊的編號等一起發(fā)送到系統(tǒng)總線上，經(jīng)總線傳輸后由相應的外設接收；外設接收到主模塊發(fā)出的命令后，將數(shù)據(jù)準備好，再向總線提出

8、請求，將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸?shù)娇偩€上，由主模塊讀取，這就是第二個傳輸周期。第三章 微機接口芯片及應用1. 中斷的分類：內部中斷和外部中斷；內部中斷：其中斷源在 cpu 的內部，主要是由 INT指令、運算過INT 指令、CPU的錯誤為調試程序設置的中斷外部中斷（可屏蔽中斷（INTR）和非屏蔽中斷（NMI）區(qū)別是是否受 cpu標志位 IF的影響） INTR是由外部設備請求，通過中斷控制器 8259A 管理的一類中斷，當在 INTR 線上出現(xiàn)中斷請求時，cpu 是否響應要取決于處理器的標志寄存器中的 IF 標志，若 IF=1，則 cpu 就響應該中斷請求；否則不響應該請求。 NMI 是不受 cpu 標

9、志寄存器 IF 標志的影響，主要是為處理某些計算機故障而設計的。在IBMPC NMI I/O 通道數(shù)據(jù)奇偶校驗出錯和 80 x87協(xié)處理器異常 3種情況發(fā)生。2. 硬件中斷的優(yōu)先權：內部中斷NMIINTR單步中斷 中斷源產生的中斷請求是隨機的，cpu 在響應處理各中斷源時，由 cpu內部中斷邏輯實現(xiàn)各中斷源的不同處理。各外部設備由 8259A進行管理，其中斷優(yōu)先權采用固定優(yōu)先權，IRQ0 最高，IRQ7 最低。3. 中斷的處理過程：請求中斷響應中斷關閉中斷保留斷點中斷源識別保護現(xiàn)場中斷服務子程序恢復現(xiàn)場中斷返回關中斷獲得中斷服務程序入口地址轉中斷服務程序開中斷執(zhí)行中斷服務代碼關中斷恢復現(xiàn)場開中

10、斷返回4. 中斷向量表：80 x86cpu處理 256級中斷向量，類型號為 0H0FFH，一個中斷向量占 4字節(jié)，分別存放中斷服務程序的 IP 和 CS，整個中斷向量占用 1024字節(jié)用以存放各個中斷向量的中斷服務程序的入CSIP中斷向量表就是各個中斷處理程序的地址表。中斷向量表用存儲器的3FFH256級中斷向量對應 256種中斷類型，每項占4字節(jié)，前兩個字節(jié)存放中斷處理程序的偏移地址 IP 后兩個字節(jié)存放中斷處理程序的段地址 CS。所以某中斷向量的處理程序的入口地址偏移可由中斷類型號*4計算出來。5. 8253其是 pc 中所使用的定時計數(shù)器芯片，其內部有3 個獨立的 16位計數(shù)器通道，使用

11、單+5V 電源，是248253實際上是一個減法計數(shù)器，根據(jù)計數(shù)器特性有：輸出頻率 輸入頻率 fi/計數(shù)器計數(shù)值 N，及 f0=fi/N, 采用周期表示 T0=N*Ti。因此，若固定 ，則定時時間與 N 成比例變化。8253的主要功能：1)一片上有 3個獨立的 16 位計數(shù)器通道，最大計數(shù)范圍為 065535. 2)每個計數(shù)器都可以按照二進制或二BCD 碼）計數(shù) ）每個計數(shù)器的計數(shù)速度可達2MHz 4）每個通道有6種工作方式，可通過程序設置來改變。 ）所有的輸入和輸出都與與 TTL 兼容?？刂谱旨拇嫫鳎篠C1 SC0 RL1 RL0 M2 M1 M0 BDC通道選擇： 00=計數(shù)器 0，01=計

12、數(shù)器 1，10=計數(shù)器 ，11=非法I/O 格式： 00=計數(shù)鎖存，01=低 8位有效，10=高 8 位有效，11=先低后高 8 位。計數(shù)方式： 000=方式 ，001=方式 ，101=方式 。計數(shù)方式： 0=二進制，1=BCD 碼計數(shù)。8253的工作方式：方式 2的工作特點： ）不用重新設置計數(shù)初值，就能夠連續(xù)計數(shù)，輸出固定頻率的脈沖。 ）在計 恢復為高后的下一個 CLK ）在計數(shù)過程中，若改變初值，計數(shù)器不受影響，在下一次計數(shù)時，則以新的計數(shù)值開始計數(shù)。方式 3 的工作特點： ）不用重新設置計數(shù)初值，就能連續(xù)計數(shù)，輸出固定頻率的脈沖。 2）在計數(shù) 恢復為高后的下一個 CLK ）3的 OUT

13、脈沖的占空比近似為 ，當 N 為偶數(shù)時占空比=1/2，N 為奇數(shù)時占空比=N-1）/2+1）/N，即高電平比低電平寬度多一個 CLK 脈沖。8253的 3個計數(shù)器功能及參數(shù)設置如下：CNT0： I/O 口地址為 ，工作方式控制字為，工作方式，二進制計數(shù)，計數(shù)器初值為 216，輸出頻率=1.19MHz/216=18.2Hz 。CNT1: 為動態(tài) RAM 刷新定時，I/O 口地址為 ，工作方式控制字為 ，工作方式為 2，二進制計數(shù)，計數(shù)器初值為 ，輸出脈沖周期為 15.12us，脈寬為 840ns。CNT2：揚聲器音頻控制，I/O 口地址為 ，工作方式控制字為 B6H，工作方式是 ，工作方式控制字

14、寄存器的/O 口地址為 。列題：*8253的 CLK=1MHz，cs=320323H,要求用 8253連續(xù)產生 10秒的定時信號，設計其延時線路和編寫相應的控制程序。N=10/10-6=107; 超過了一個通道的 65535計數(shù)值，用兩個 8253通道級聯(lián)。N=N1*N2, 為減小二進制計數(shù)誤差，N1 應盡可能小。設 N1=500N2=20000, 選擇方式 2，控制程序為：#includeMain()UnsignedintN1=500,N2=20000;Outportb(0 x323,0 x74);Outporttb(0 x321,N1-256*(N1/256);Outporttb(0 x3

15、21,N1/256);Outporttb(0 x323,0 xB4);Outporttb(0 x322,N2%256);Outportb(0 x322,N2/256);6. 8255A 控制字：1A組方式 PA口 PC7PC4 B 組 PB 口 PC3PC07=1 時 8255A將輸入的命令解釋為控制字。PA A組方式：00=0 方式，01=1 方式，1x=2 方式。PA口 A口 I/O：0=輸出，1=輸入。：0=輸出，1=輸入。PB B 組方式：0=0 方式，1=1 上式。PB 口 B 口 I/O：0=輸出，1=輸入。： 0=輸出，1=輸入。6.1 8255A只有 PA才可以工作在 2方式。

16、并行接口芯片具有一下功能：）兩個或兩個以上的具有鎖存器或緩沖器的數(shù)據(jù)端口。 cpu 信息所必須的控制和狀態(tài)信息。）通常每個數(shù)據(jù)端口有能力用中斷方式與 cpu交換信息所必須的電路。）片選和控制電路。）可用程序選擇數(shù)據(jù)端口，選擇端口的數(shù)據(jù)傳送方向，選擇與 cpu交換信息的方法等。*6.2 8255A 0方式：列題：用 0 ）MOVSI,OFFSETDA TA;MOVCX,0FFH;打印數(shù)據(jù)首地址打印字符數(shù)MOVDX,203H;8255A控制字端口MOVAL,10000001B; 控制字：PA方式 、輸出，PC7PC4 輸出，PC3PC0輸入OUTDX,AL;MOVAL,00001111B;OUTD

17、X,AL;置 ，即 STB=0；NEXT: MOVDX,202H;8255APC端口INAL,DX;讀入 PC端口數(shù)據(jù)，查詢 ？（是否 BUSY）ANDAL,00001000B;JNZNEXT;打印機忙，則等待8255APA 端口MOVDX,200H;MOVAL,SI;取打印字符OUTDX,AL;送到打印端口MOVDX,203H;MOVAL,00001110B;OUTDX,AL;8255A 控制字端口產生 STB 信號（STB下降沿）JMP$+2;適當延時MOVAL,00001111B;OUTDX,AL;產生 STB 上升沿INCSI;DECCX;JNZNXT;.內存地址字符數(shù)-1 DB.;7

18、. 概述： 外部設備與計算機內存直接交換數(shù)據(jù)的方式是，而不通過cpu，采用DMA時，傳送速度取決于計算機存儲器的存取速度和外設的傳送速度。在傳送期間，IBM PC 系列的計算機用 cpu停機方式，即進行 DMA傳送時，cpu 一直處于等待狀態(tài)。實現(xiàn) DMA操作有 3 種方法：7.1 周期挪用：把 cpu不訪問存儲器的哪些總線周期挪用來進行 DMA操作。7.2 周期拓展：使用專門的時鐘驅動電路，當需要進行 DMA操作時，將 cpu的總線周期展寬，對存儲器等操作使用正常的周期，其展寬部分用來進行 DMA操作。7.3 CPU停機： 這種情況下，DMA需要進行 DMA 傳送時，向 cpu發(fā)出 DMA請

19、求信號，時 cpu讓出總線的控制權，處于等待狀態(tài)；DMA 結束后，再恢復對總線的控制權，繼續(xù)進行被中斷的操作。8. 8237工作模式：） 單字節(jié)傳送模式：一次只能傳送一個字節(jié)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳送后字節(jié)計數(shù)器，地址相應修改，HRQ 變?yōu)闊o效，釋放系統(tǒng)總線，若傳送至字節(jié)計數(shù)器為 ，則產生 TC信號，終結 DMA傳送。2) 塊傳送方式：8237由 DREQ 啟動后就連續(xù)地傳送數(shù)據(jù)，直至字節(jié)計數(shù)器減到 0 產生 TC信號，或由I/O 設備輸入有效的信號，在這種方式下，DREQ 只需維持到 DACK有效即可，不需要持續(xù)到數(shù)據(jù)傳送結束。）請求傳送方式：8237 可以連續(xù)進行數(shù)據(jù)傳送，當出現(xiàn)：字節(jié)計數(shù)器到 ，產生

20、 、外部送來有效的EOP、I/O 設備的 DREQ 變?yōu)闊o效時結束數(shù)據(jù)傳送。若因 DREQ 無效而停止的傳送，可在 I/O 設備的DREQ 恢復有效后繼續(xù)傳送。）級聯(lián)方式：8237 可以多級級聯(lián)，拓展 DMA 通道，一般由二級 8237 的 HRQ 和 HLDA 連接到一級8237的 DREQ 和 DACK上9. DMA 操作的步驟：1 I/O-DREQ； 8237向 cpuHRQ ； HLDA有效，8237按初始化內容控制數(shù)據(jù)傳送，由現(xiàn)行地址寄存器內容選中 M 單元 ,選中 I/O 沒發(fā)送一個字節(jié)地址，字節(jié)總數(shù)； ）結束 總數(shù)-0, EOP=0;第四章 串行通信接口1. 異步通信：一位起始位

21、七位數(shù)據(jù)位一位校驗位 一位停止位沒有傳輸字符時，通信線路處于邏輯 （MARK）狀態(tài)，傳輸字符時，先向通信線路發(fā)送一位起始位，起始位用邏輯 （SPACE）表示，起始位后是字符編碼（一個字符編碼可能有 、6、8 位）字符編碼后 1 表示一幀數(shù)據(jù)傳輸完后的持續(xù)時間，一般選 1位，1.5 位，和 22. 異步通信的參數(shù)：一個字符傳輸?shù)臅r間為一個傳輸幀。） 傳輸率：傳輸率是 1 秒鐘傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)，用于設置串行通信數(shù)據(jù)的傳輸速率，常見的有 110bit/s、1200、19200,在 9600 傳輸速率時，一秒鐘大約傳輸 960 個字符。） 數(shù)據(jù)位：規(guī)定串行傳輸中數(shù)據(jù)的編碼長度，傳輸數(shù)據(jù)位數(shù)應該由傳輸?shù)臄?shù)

22、據(jù)有效位來確定，如采用 7 0127 的 ASCII 傳輸速度越慢。） 校驗位：規(guī)定串行數(shù)據(jù)傳輸過程中的錯誤檢查方式，主要有奇偶校驗和不校驗。） 停止位：用于設置傳輸幀與傳輸幀之間的間隔大小，停止位主要有 、1.5、2位。如傳輸E的傳輸參數(shù)設置： （9600，1） 可傳輸 （7+1+1+校驗位（1=960個字符。3. 數(shù)據(jù)傳送方式：串行通信中，按照在同一時刻數(shù)據(jù)流的方向可分為全雙工和半雙工傳送方式。）全雙工： 當數(shù)據(jù)的發(fā)送和接受分別由兩根不同的傳輸線傳送時，通信雙方都能在同一時刻進行發(fā)送和接受操作，這就叫全雙工傳送方式 ）半雙工： 使用一根傳輸線既進行數(shù)據(jù)輸入又進行數(shù)據(jù)輸出時，通信雙方不能同時

23、收發(fā)數(shù)據(jù)，這就叫終端設備發(fā)送字符同時顯示，并在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時，接收串行接口返回的信息。第五章人機交互接口1. 鍵盤接口的基本功能：去抖動、防串鍵、識別被按下或釋放鍵，以及產生與被按鍵或釋放鍵對應的鍵碼。2. ） 行掃描法 ：計算機通過程序先向鍵盤的所有行逐行輸出低電平的列輸出低電平。計算機通過程序讀入列線的狀態(tài)，就可能判斷有無鍵按下及哪個鍵按下，鍵所在的行、列位置的編碼就是該鍵的編碼。首先使用 PA0=0，然后讀取 PB端口，若 PB=0FFH 則表示行 0 沒有按鍵按下，再使 PA1=0，在讀取 PB 判斷行 1 有無按鍵按下，依次掃描全部的行線。當PB讀取的數(shù)據(jù)不為 0FFH 時，則表示該

24、掃描行有按鍵按下，則在確定相應的按鍵序號。） 計算機通過程序先向所有的行輸出全低電平，然后讀入所有列的狀態(tài)，若讀入的列狀態(tài)為全高電平，說明沒有鍵按下，若讀入的列中有一個為低電平，其余為高電平，表面有鍵按下；將讀到的列狀態(tài)從列輸出，然后讀入所有行的狀態(tài)，可判斷出是那一行有按鍵按下；通過兩次掃描就可以知道是哪行的按鍵按下，通過行列狀態(tài)數(shù)據(jù)可得到該鍵的編碼。在識別閉合按鍵時，要將行線接一個并口，工作于輸出方式，將列線也接一個并口，工作于輸入方式，程序使cpu 通過輸出端口向各行線上全部送低電平，然后讀入列線的值。如果某按鍵按下，則必定會使某一列線值為 。然后，程序再對兩個并行端口進行方式設置，使行線

25、工作在輸入方式，列線工作在輸出方式，并將剛才讀到的列線值從列線所接的并口輸出，再讀取行線上的輸入值，在閉合鍵所在行線上的值比定為 ，這樣，當一個按鍵被按下時，必定可以讀取一對唯一的行值和列值。3. PC 鍵盤接口： 當在鍵盤上輸入一個鍵時，鍵盤上的處理器首先向計算機主機產生硬件中斷請求IRQ1，然后將該鍵的掃描碼以串行的方式傳送給計算機主機；而計算機主機在 IRQ1硬件中斷的作用下，調用 INT09H 硬件中斷把鍵盤送來的掃描碼讀入，并轉換為 ASCII 碼，存入鍵盤緩沖區(qū)。在 PC 機中，各種特殊鍵的處理都通過 INT09H 中斷程序來實現(xiàn)，這些與 PC 的鍵盤接口硬件無關。接盤接口電路它由

26、串并轉換芯片 74LS322 8255A的 PA讀入計算機。第六章 D/A 轉換器的特征性及連續(xù)1. 選擇 D/A 轉換器芯片時一般考慮如下指標：）分辨率：指 D/A轉換器所能分辨的最小電壓增量，或一個二進制增量所代表的模擬量大小。 分辨率= Vref / 2位數(shù)或 分辨率（） （） 位數(shù) ，若Vref=5v,8位的 D/A 轉換器分辨率為 5/256=20mV.轉換時間：指數(shù)字量輸入到模擬量輸出達到穩(wěn)定所需的時間。）精度：指 D/A 轉換器實際輸出與理論值之間的誤差，一般采用數(shù)字量的最低有效位作為衡量單位，如 D/A分辨率為 ，則精度為+-10mv。）線性度：當數(shù)字量變化時，D/A轉換器輸出

27、的模擬量按比例變化的程度，理想的 D/A 轉換器是線性的，但實際有一定的誤差，模擬輸出偏離理想輸出的最大值稱為線性誤差。DAC（數(shù)字模擬變換集成電路）是系統(tǒng)或設備中的一個功能器件，當將它接入系統(tǒng)時，不同的應用場合對其輸入輸出有不同的要求，要考慮一下幾點：） 輸入緩沖能力： DAC的輸入緩沖能力是非常重要的，具有緩沖能力（數(shù)據(jù)寄存器）的 DAC芯片可直接與 cpu或系統(tǒng)總線相連，否則必須添加鎖存器。） DAC輸入有二進制和 BCD 碼兩種，對于單極性DAC可接收二進制和 BCD 碼；雙極性 DAC接收偏移二進制或補碼。） DAC電壓轉換。） DAC有單極性和雙極性兩種，如果輸出要求有正負變化，則必須使用雙極性DAC芯片。選用 DAC 芯片應根據(jù)需要選擇轉換速度、精度和分辨率等滿足設