微机原理第五章

第五章 数字量输入输出

第五章 数字量输入输出

题5-1 什么叫I/O端口？典型的I/O接口包括哪几类I/O端口？

答：对于可编程的通用接口芯片，其内部往往有多个可寻址读写的寄存器，称之为端口。端口有宽度，一般以字节为单位来组织。端口有自己的地址（端口地址），CPU用地址对每个端口进行读写操作。主机和外设之间的信息交换都是通过操作接口电路的I/O端口来实现的。 根据端口接收和输出的信息不同，可将端口分为三类：数据端口、状态端口和控制端口。

题5-2 计算机I/O端口编址有几种不同方式？简述各自的主要优缺点。

答：在微型计算机系统中常用两种I/O编址方式：存储器映像编址和I/O端口单独编址。 存储器映像编址的优点是：无须专用的I/O指令及专用的I/O控制信号也能完成；且由于CPU对存储器数据的处理指令非常丰富，现可全部用于I/O操作，使I/O的功能更加灵活。 I/O单独编址的优点是：I/O端口分别编址，各自都有完整的地址空间；因为I/O地址一般都小于存储器地址，所以I/O指令可以比存储器访问指令更短小，执行起来更快；而且专用的I/O指令在程序清单中，使I/O操作非常明晰。

题5-3 用简洁的语言叙述直接存储器访问（DMA）方式的本质特征。

答：外部设备不经过CPU直接对存储器进行访问的一种数据传送模式。利用系统总线，由外设直接对存储器进行读出或写入，以最大限度提高存储器与外部设备之间的数据传输率。

题5-4 在8086/8088CPU执行指令过程中，4个系统总线控制信号MEMR、MEMW、IOR和IOW在一个总线周期内可能一个以上有效吗？在DMA传送过程中又有可能吗？请说明原因。

答：在CPU执行指令过程中不会，在DMA传送过程中会。

在CPU控制的一个总线周期内，MEMR、MEMW、IOR和IOW4个信号都需要地址总线指定一个I/O端口或一个存储器单元来进行读或写操作，因此它们中只能一个有效。而DMA传送在一个总线周期内要完成读写两种操作。

题5-5 PC/XT主板上的I/O地址译码电路如题图5-5所示。根据此图回答下列问题： 1、控制信号AEN的名称是什么？AEN在此起什么作用？

2、若用户自己开发的接口选用I/O地址为400H会产生什么问题？ 3、说明信号IOW在此处的作用

１ 第五章 数字量输入输出

答：1、AEN在此限制地址译码电路只在CPU执行指令时起作用（不会在DMA传送时，错将存储器地址当成I/O地址译码）

2、译码电路是不完全译码，有地址重叠，400H地址是本译码电路Y0输出端的重叠区。 3、IOW在此限制译码输出端选中只写端口。

题5-6 80X86系统输入/输出接口如题图5-6所示。Y230H是I/O地址译码输出信号。当系统总线上的I/O地址为230H时，译码输出有效的低电平。IOR、IOW是低电平有效的控制总线信号，DB0是系统数据总线的最低位。现CPU连续执行了下列指令： MOV DX,230H XOR AL,AL NOT AL OUT DX,AL IN AL,DX

1、执行上面的OUT指令时，图中IOR和IOW哪个有效？DB0=? 2、请具体分析全部指令执行后，AL的最低位D0=?

２ 第五章 数字量输入输出

答: 1、IOW信号有效，DB0=1。 2、最后AL的D0=0。

题5-7 80X86CPU在中断发生时首先要获得中断类型号，有几种获得中断类型号的方法？请分别举例说明。

答：1、从中断管理电路获得，如INTR引起的外部中断，在第二个中断响应周期中，中断管理电路将中断源的类型号送到数据总线上共CPU读取。

2、由CPU内部获得，如NMI中断被响应时，CPU自动产生类型号为2的中断，转入相应的服务程序。

题5-8 若当前CPU正在对某一外部中断请求IRQm服务，而外部又有两个外部中断信号IRQn和IRQi同时有效，试说明的请求马上得到响应的条件是什么（0<=(m、n、i)<=7）？

答：1、CPU当前开中断；

2、IRQi的优先级同时大于IRQn和IRQm。

题5-9 PC/XT从00020H开始的一段内存地址及其内容对应如下所列（十六进指数）： 地址（H）:20，21，22，23，24，25，26，27，28，29，2A，2B 内容（H）:3C，00，86，0E，45，00，88，0E，26，00，8E，0E 1、外部可屏蔽中断IRQ2的中断矢（向）量地址是多少？ 2、IRQ2的中断服务程序入口地址是多少，用物理地址回答。

答：1、IRQ2的中断类型号为0AH, 矢量地址为28H。 2、中断服务程序的入口地址为0E8EH:0026H=0E906H。

题5-10 80X86CPU每一次中断响应发出两个响应信号INTA各起什么作用？

答：第一个INTA信号表示中断请求已被响应；第二个INTA信号通知中断控制逻辑将中断

３ 第五章 数字量输入输出

类型号发送到数据线上，同时清除中断请求。

题5-11 若用户要使用系统的IRQ7，其中断服务程序的入口地址为2000：0100H，如何安装中断矢量（不包括保护原矢量）。

答： PUSH DS MOV AX,2000H MOV DS,AX MOV DX,100H MOV AH,25H MOV AL,0FH INT 21H POP DS

题5-12 可编程计数/定时电路8253的控制字可以设定一种‘数值锁存操作’。这种操作又何必要？

答：读计数器的当前值时，先读低字节、后读高字节。由于计数器并未停止计数，有可能在先后读高低字节的两条指令之间，计数器的值已发生变化。为避免这种错误，在读数前先对计数器写一个D5D4=00的控制字，把计数器的当前值锁存到16位的输出锁存器中。此后计数器照常计数，但锁存器的值不跟着变。待CPU将锁存器中的两字节都先后读完，锁存器的内容自动又随计数器变化。

题5-13 可编程计数器8253的级连是何意思，什么时候会用到级连？

答：级连（又称为串联）是指一个计数器的输出作为另一个计数器的输入。

当计时间隔大于大于单通道最大的计时间隔时，常常用8253的级联提高计时间隔。

题5-14 8253的片选信号如题图5-14连接。

1、列出8253内各计数器及控制字的一组地址。

2、现有1MHz方波，欲利用这片8253产生1KHz方波。请简单说明如何实现（说明利用的计数器、工作方式及计数初值），并写出对8253编程的有关内容。

答：1、计数器0的地址为3B0H，计数器1的地址为3B1H，计数器2的地址为3B2H，控制字寄存器的地址为3B3H。

2、对1MHz方波分频即可产生1KHz方波，选择计数器0，工作在方式3，计数初值为1000。 MOV DX,3B3H

４ 第五章 数字量输入输出

MOV AL,00110110B OUT DX,AL MOV DX,3B0H MOV AX,1000 OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX,AL

题5-15 举例说明计算机异步串行通信中奇偶校验的原理。

答：奇偶校验位将每个传送字符中为‘1’的位数凑成奇数个或偶数个，供接受方进行奇偶检查。

比如：采用奇校验，数据为10110001B,数据中‘1’的个数为4个，则奇偶校验位的值为‘1’。

题5-16 从下列各小题中选择正确答案： 1、8255在RESET复位以后：

（1）A、B、C三个端口全置成输出方式。 （2）三个端口全置成输入方式。

（3）三个端口方式不定，待用方式控制字设定。

2、初始化编程时，欲将8255A口设置成方式1输入、B口设置成方式0输出： （1）应对A、B、C三个端口各写一个字节的控制字。 （2）对A组、B组各写一个字节的控制字。 （3）三个端口合写一个控制字。

答：1、（2）2、（3）

题5-17 现有一片8255A如题图5-17连接，设其在系统中所分配的I/O地址为200H~203H，开关K0~K3闭合，其余开路，执行完下列程序之后，请指出： 1、A口和B口各工作于什么方式？各是输入还是输出？ 2、指出各个发光二极管LED的发光状态？ MOV AL,99H MOV DX,203H OUT DX,AL MOV DX,200H IN AL,DX XOR AL,0FH MOV DX,201H OUT DX,AL

５ 第五章 数字量输入输出

答：1、A口方式0输入，B口方式0输出。 2、各个发光二极管LED全灭。

题5-18 从下列各小题中选择正确答案： 在DMA传送中，地址总线上出现的是： （1）被访问的一个存储器单元的地址。 （2）被访问的一个I/O端口的地址。

（3）分时出现被访问的存储器单元和I/O端口的地址。

答：略 ６

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