微型计算机技术实用知识点问答题
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1.对一个DMA控制器的初始化工作包括哪些内容?

(1)将数据传输缓冲区的起始地址或结束地址送到地址寄存器中。
(2)将传输的字节数、字数或双字数送到计数器中。

2.DMA控制器8237A什么时候作为主模块工作?什么时候作为从模块工作?在这两种情况下,各控制信号处于什么状态,试作说明。

(1)当DMA控制器8237A控制系统总线时为主模块工作。

(2)当DMA控制器8237A接受CPU对它的读/写操作时,8237A就如同I/O接口一样作为总线的从模块工作。

(1)当8237A作为主模块工作时,会提供要访问的内存地址信号A0~A15(地址的低8位放在A7~A0,而地址的高8位放在DB7~DB0);此时,地址允许输出信号AEN为高电平,此信号有两个用处,一是使外部锁存器处于允许状态,这样使得由DB7~DB0送到锁存器的地址高8位在送往A15~A8,而是使与CPU相连的地址锁存器停止工作;作为主模块工作时,8237A还必须输出必要的读/写信号:IOR、IOW、MEMR、MEMW(这些信号都是低电平有效)。

(2)当8237A作为从模块工作时,此时8237A使用16位地址,高12位产生片选信号,据此判断本片是否被选中,低4位地址选中内部寄存器;8237A作为从模块时,片选信号CS(低电平有效)和总线请求信号HRQ一定为低电平;此时用IOR(低电平有效)和IOW(低电平有效)作为读/写控制端;地址允许输出信号AEN为低电平。

3.微型计算机、微处理器、微型计算机系统的区别。

① 微型计算机是由CPU、存储器、输入/输出接口和系统总线构成的,这就是通常所说的主机;
② 微处理器即CPU是微型计算机的核心,其性能决定了整个微型机的各项关键指标;
③ 微型计算机系统是以微型计算机为主体,配上系统软件、应用软件和外设。

所以,微处理器是微型计算机的重要组成部分,而微型计算机系统又主要由微型计算机作为硬件支持。

4.8086基本总线周期是如何组成的?各状态中完成什么基本操作?什么情况下需要插入Tw周期?应插入多少个Tw取决于什么因素?

基本总线周期由4个时钟(CLK)周期组成,按时间顺序定义为T1、T2、T3、T4。
① T1状态:CPU往多路复用总线上发出地址信息,以指出要寻址的存储单元或外设端口的地址,并发出地址所存选通信号ALE。
② T2状态:CPU从总线上撤销地址,使总线的低16为浮置成高阻状态,为传输数据作准备。
③ T3状态:多路总线的高4位继续提供状态信息,而总线的低16位上出现由CPU写出的数据或者CPU从存储器或端口读入的数据。
④ T4状态:总线周期结束。

在T3,T4期间,当外设或存储器速度不能及时配合CPU传送数据,外设或存储器通过READY信号在T3状态启动前向CPU发一个“数据未准备好”信号时需要插入Tw周期。

应插入多少个Tw取决于READY引脚何时变为高电平,一旦CPU检测到READY引脚变为高电平,便脱离Tw而进入T4状态。

5.试说明8255A工作于方式0和方式1时的区别。

① 方式 0

可以工作于无条件传送方式,也可工作于查询传送方式,可由用户选择 PCL和 PCH各一条线作为 PA 口 和PB 口联络信号线,方式 0不能工作于中断传送方式。

② 方式1

可以工作于查询传送方式和中断传送方式,芯片规定了PC口中6条线作为PA口和PB口同外设之间的联络信号以及同 CPU之间的中断请求线。且当A端口和B端口用方式1进行输入/输出传输时,端口C自动提供选通信号和应答信号。

6.解释优先级全嵌套方式和优先级特殊全嵌套方式。

优先级全嵌套方式是8259A默认的也是最常用的工作方式。在全嵌套方式中,中断请求按优先级0~7进行处理,0级最高。

优先级特殊权嵌套方式和优先级全嵌套方式基本相同,但在优先级特殊全嵌套方式下,当处理某一级中断时,如有同级的中断请求,也会给予相应,从而实现一种对同级中断请求的特殊嵌套。而在全嵌套方式中,只有当更高级的中断请求来到时,才会进行嵌套,当同级中断请求来到时,不会给予响应。特殊全嵌套方式一般用在8259A级联的系统中。

7.试述执行部件EU和总线接口部件BIU的概念,试述执行部件EU和总线接口部件BIU如何配合工作。

执行部件EU是负责微处理器指令的执行。
总线接口部件BIU是负责与存储器、I/O端口传送数据。

EU经过BIU进行片外操作数的访问,BIU为EU提供将要执行的指令。EU与BIU可分别独立工作,当EU不需BIU提供服务时,BIU可进行填充指令队列的操作。

8.CPU和外设之间有哪几种传输方式,他们之间有什么区别。

CPU和外设之间有三种传输方式:程序方式、中断方式、DMA方式。

程序方式是在程序控制下进行信息传送,可分为无条件传送方式和条件传送方式。

中断方式是由外设中断CPU的工作,使CPU暂停执行当前程序,而去执行中断服务子程序,中断服务子程序执行完后,CPU又转回来执行原来的程序。

DMA方式中,传送请求由外设向DMA控制器(DMAC)提出,后者向CPU申请总线,最后DMAC利用系统总线来完成外设和存储器间的数据传送。

其中,无条件传送需要CPU与慢速的外设保持同步;查询传送简单实用,但效率较低;中断传送使外设具有申请CPU服务的主动权,可与CPU并行工作,但每次传送需要大量额外时间开销;DMA传送由DMA控制器控制,外设直接和存储器进行数据传送,适合大量、快速数据传送。

9.串行通信按信号格式可分为哪两种,这两种格式有何不同?

串行通信按信号格式可分为同步方式和异步方式。

同步方式下的格式:每个字符可以用5~8位来表示,并且内部能自动检测同步字符,从而实现同步。除此之外,8251A也允许同步方式下增加奇/偶校验位进行校验。

异步方式下的格式:每个字符也可用5~8位来表示,时钟频率为传输波特率的1、16或64倍,用1位作为奇偶校验、1个启动位,并能根据编程为每个数据增加1个、1.5个或2个停止位。可以检查假启动位,自动检测和处理终止字符。

10.什么叫波特率因子?什么叫波特率?设波特率因子为64,波特率为300,那么时钟频率为多少?

① 波特率因子:是指时钟频率和位传输率的比值。此比值必须为16、32或 64。
② 波特率:位传输率(单位时间内传送二进制数据的位数,单位为b/s)即为波特率。

时钟频率=波特率因子X波特率=64 X 300 = 19200Hz
11. 8253的计数器2工作于方式2,其计数时钟CLK2,为100KHz,输出信号OUT2作定时中断申请,定时间隔为8ms,试计算其计数初值N?

OUT2输出频率为1000/8=125Hz
N=100e3/125=800

12.8255A的3个端口在使用上有什么不同?

在使用中,端口A和端口B常常作为独立的输入端口或输出端口,端口C则配合端口A和端口B的工作。具体地讲,端口C常常通过控制命令被分成两个4位端口,它们分别用来为端口A和端口B提供控制信号和状态信号。

8255A的A端口,作为数据的输入、输出端口使用时都具有锁存功能。B端口和C端口当作为数据的输出端口使用时具有锁存功能,而作为输入端口使用时不带有锁存功能。

13.8251A在编程时,应遵循什么规则?

(1)芯片复位以后,第一次用奇地址端口写入的值作为模式字送入模式寄存器。
(2)如果模式字中规定了8251A工作在同步模式,那么,CPU接着往奇地址端口输出的就是同步字符,同步字符被写入同步字符寄存器。如此前规定同步字符为2个,则会按先后次序分别写入第1个同步字符寄存器和第2个同步字符寄存器。
(3)此后,只要不是复位命令,不管是同步模式还是异步模式,又CPU往奇地址端口写入的值都将作为控制字送到控制寄存器,而往偶地址端口写入的值将作为数据送到数据发送缓冲器。

14.若8255A的端口A定义为方式0,输入;端口B定义为方式1,输出。试编写初始化程序段。(端口地址为88H~89H)

Mov   dx  ,  8bh

Mov al  ,  10010100b

Out    dx  ,  al

15.若要设置8255A的PC6为1,利用端口C置1/置0控制字编写程序段。端口地址为88H~89H)

Mov   dx  ,  8bh

Mov al  ,  00001101b

Out    dx  ,  al

16.I/O端口单独编址和I/O端口与存储器统一编址的优缺点。

I/O端口单独编址:
优点:(1)不占用内存地址空间,I/O端口的地址空间独立(2)控制和地址译码电路相对简单(3)专门的I/O指令使程序清晰易读;缺点:指令少,没有存储器指令丰富,灵活性低
I/O端口与存储器统一编址:
优点:(1)不需要专门的I/O指令(2)I/O数据存取与存储器数据存取一样灵活
缺点:(1)I/O端口要占去部分存储器地址空间(2)访问内存指令长,速度慢,程序可读性差

 

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2011 6/29
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