电大历年考试试卷及参考资料《微机接口技术》Word格式.doc

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1．微机在与外设进行数据交换或是控制外设时必须通过接口。

讲：

同学们在学习这部分内容时，要把握住接口是位于主机（或者说是CPU）与外设间的电路这个概念。

它不仅指打印机、显示器等外设与主机间的电路，而指的是名种不同外设与主机间的电路。

另外，不一定所有外设在使用时都要设计接口，例如，打印机、显示器等的接口已在打印机和显示器中设计好，不需要我们使用者再另行设计。

2．接口的基本作用：

输入缓冲、输出锁存

复习时，要注意，输入缓冲的缓冲器和输出锁存的锁存器只有执行输入/输出指令时才选中，平时总选中，允许数据随意通过，那就起不到与数据总线隔离的作用了。

至于输入需要不需要锁存器和输出需要不需要缓冲器那要根据具体情况而定。

另外，当外设需要大电流过大功率来驱动时，这大电流和大功能不能由微机来提供，微机只能提供控制逻辑关系，如导通或截止等，只能在接口中另外设计一个能提供大电流或大功率的电源，由接口进行电流放大或功率放大。

应注意，除了输入缓冲和输出锁存外，接口还可以有其它功能，但其它功能不算作基本功能。

3．接口所含有的信息

接口中包含有地址信号和控制信号，地址信号是为了给接口编一个选通地址，控制信号当中有M/IO，RD、WR等。

当主机与外设交换数据的方式为条件输入/输出方式（也就是查询输入/输出方式）时，接口中还应包括一些外设的状态，例如，外设准备好状态线READY，为高电平有效，表示当READY=1时，允许主机与其交换数据，READY=0，表示不允许主机与其交换数据。

而READY则为低电平有效，表示当该线为0时，允许主机与外设交换数据。

4．接口必须编地址使用及编址的方法

在设计接口时，一项不能缺少的事情就是给接口编地址，在地址译码时，要注意I/O地址范围为0至FFFFH，也就是地址译码时，最多只使用了地址总线的低16位地址。

译码器的输入端接在地址总线上，而译码器的输出端一般作为接口芯片的片选信号。

还应知道一个I/O地址又称为一个端口，简称口，8086最多可有65536个端口。

给外设编地址，并不是为了使外设排队使用，也不是为了消除地址重迭，主要是根据地址不同来区分不同的外设，进而控制不同的外设。

地址重迭现象是因为在地址译码过程中有未用到的地址线，如译码时有一根地址线未用到则会产生2个重迭地址。

地址重迭不一定肯定会产生故障。

给接口编地址，主要有两种方法：

地址译码器法和数字比较器法。

地址译码器法设计的地址是不能改变的，而数字比较器设计的地址在一定范围内可以调整，一般两种方法结合使用。

采用地址译码器和数字比较器的方法给接口编地址属于本课程的基本要求，要求同学们重点掌握，这方面的题型主要有两种，如：

对于给定译码电路要求写出某接口芯片的地址，以及要求某接口芯片的片选地址范围为已知，要求画出它的地址译码电路。

5．微机与外设（通过接口）与外设交换数的指令

当8086执行IN或OUT指令时，8086的M/IO引脚输出低电平，8086从地址总线上输出接口的地址，另外，RD和WR有效。

要注意IN/OUT指令中外设的地址写法，当外设地址大于等于100H时，应由DX寄存器给出。

6．微机通过接口与外设进行数据交换的三种方式

三种方式（程序控制、中断、DMA）。

在无条件输入/输出方式和中断输入/输出方式时，CPU通过执行指令与外设交换数据。

在DMA方式下，CPU处于不工作状态，由DMA控制器来实现外设与存储器间的直接数据交换，这时总线上的各种信号（地址、控制、数据）都是由DMA控制器发出的。

DMA与中断从谁可以打断谁角度来看，因总线请求可以打断中断服务程序，所以，DMA的优先级比中断的优先级要高。

为了转入DMA方式，首先由DMA控制器向8086发总线请求信号HOLD，8086在执行完现行指令后响应DMA请求，让出三类总线由DMA控制使用。

在DMA方式下，CPU不用像中断方式那样保护现场和恢复现场，其内部寄存器的值都保持不变，等DMA方式结束后，会立即从断点处继续执行。

在查询输入/输出方式下，接口电路应有两个I/O地址，一个是数据口地址，另一个是状态口地址。

外设的状态输入到CPU中时，也应经过一个缓冲器再接到数据总线上。

这时状态线的定义对输入一般是数据准备好，主机可以取走数据；

而对输出一般是接收缓冲区空，主机可以向其输出数据。

要注意的是，8086在复位时，因标志寄存器FR（或称PSW）的值为，即IF位和TF位为0，所以不能响应可屏蔽中断和单步中断，应用指令将其置1，才能响应可屏蔽中断和单步中断。

主机与外设间交换数据究竟采用哪种工作方式，要根据具体情况而定，不能笼编统地说采用哪种方式更好或更可靠。

第二章微型计算机的总线

1．总线的有关概念

总线，通俗地说就是连线。

根据传送的信号不同，总线可分为控制总线、地址总线和数据总线；

根据所在的位置不同，总线又可分为内部总线、芯片总线、系统总线和外部总线。

总线的宽度（传送数据的位数）。

总线（传送数据）的速度。

微机主板上的插槽——系统总线。

2．ISA总线

总线的宽度指的是数据总线的位数，也就是并行传送数据的位数。

ISA总线的位数是16位的，与其兼容的XT总线的宽度是8位的。

所谓兼容，指的是XT总线的插卡可以不加改动，直接插在ISA总线的62脚插座上使用。

ISA总线是由一个62引脚（与XT总线兼容）的插座和一个36脚的插座组成。

PCI总线的宽度是32位的，PCI总线是与ISA总线不相兼容的总线。

对于8086CPU，其地址A0—A15与数据D0—D15引脚分时复用，而ISA总线则将地址线与数据线分开，而PCI总线又是地址与数据复用。

第三章中断控制

1．中断的有关概念

主要中断的有关概念。

什么是中断、中断请求、中断响应、中断返回、中断服务程序、开中断、关中断、可屏蔽中断、非屏蔽中断、断点、保护现场、恢复现场等。

中断是事件引起CPU中断正在执行的现行的程序，而转去执行一段触发事件而编写的子程序。

CPU在转去执行中断服务程序前先下条要执行的指令的存放地址（称为断点）自动存入堆栈保存，等中断服务程序执行完后返回到断点处继续执行。

2．8086系统的中断分类及优先级

内部（除法除以0、单步、断点、溢出、指令中断）

外部（非屏蔽、可屏蔽）

每个中断源有一个自已特定的类型码，8086靠类型码来识别不同中断源，转去执行不同中断服务程序。

可以使标志寄存器的IF位和TF位为0来关闭可屏蔽中断和单步中断，但除法除以0中断、溢出中断、断点中断、指令中断及非屏蔽中断是无法关闭的。

可屏蔽中断有专用的指令STI（开可屏蔽中断）和CLI（关可屏蔽中断），但单步中断的开或关没有专用指令。

因8086的中断类型码为8位的，中断类型码的个数为0—FFH，最多可有256个数，故8086的内部中断和外部中断加起来最多可有256个。

除了可屏蔽中断的中断类型码是由8259A提供的外，其它每种中断的中断类型码都是固定的。

8086各中断源的优先级从高到低依次是：

除法除以0

溢出中断、断点中断、指令中断

非屏蔽中断

可屏蔽中断

单步中断

注意，优先级的高低与中断类型码的大小没有关系。

因INTN指令中断的优先级高于可屏蔽中断的优先级，故8086在执行指令中断期间不能响应可屏蔽中断的中断请求。

3．中断向量表

中断向量表中存储的不是中断类型码，也不是中断请求信号，而是256个中断服务程序的入口地址，类型码为N的中断服务程序入口地址放在N*4起始的4个存储单元中，其中N*4当中放的是入口地址的偏移地址，N*4+2中放的是入口地址的段地址。

4．中断的响应过程

8086在中断响应时，自动将标志寄存器FR和断点（CS和IP）的值入栈保存，但不将别的其它寄存器的值入栈保存，故如果中断服务程序中用到其它寄存器时，应单独使用指令将其它寄存器的值入栈保存，等中断返回前再将其恢复。

这一步骤称为保护现场和恢复现场。

保护现场和恢复现场应后进先出。

8086只对可屏蔽中断的响应输出2个总线周期的INTA，并在第2个INTA期间到DB的低8位读入中断类型码，而对其它类型的中断，由于中断类型码是固定的，不用到DB读取，故没有2个INTA总线周期。

中断响应与调子程序过程完全不同。

5．可编程中断控制器8259A

8259A用于管理可屏蔽中断，一片8259A可管理8个可屏蔽中断。

8259A只能管理可屏蔽中断，而不能也没有必要管理其它类型的中断。

管理内容为设置中断优先级（完全嵌套方式和自动循环方式）、中断结束方式、设置中断类型码、中断屏蔽方式等，但不能设置中断向量（中断服务程序入口地址），中断服务程序入地址要用指令单独设置。

8259A工作在完全嵌套方式下，优先级是固定的，IR0引脚的中断源优先级最高，依次至IR7最低。

8259A工作在优先级自动循环方式下，在响应了某一个引脚的中断请求后，该引脚的优先级自动降为最低，而比它引脚号大1的中断源的优先级自动升为最高。

例如，IR5中断服务后，IR5自动降为最低，IR6自动升为最高。

一片8259A可管理8个可屏蔽中断，但2片8259A接成级联缓冲方式最多可管理不是16个可屏蔽中断源，而是15个，原因是从片8259A的INT引脚要接到主片的某一个中断请求引脚上，占用了主片的一个中断源位置。

由此还可知，如果8086系统中使用了两片8259A，总的中断源个数就达不到256个。

8259A收到8086的第1个INTA总线周期信号后，自动将中断服务寄存器ISR的相应位置1，在中断服务结束时，必须将其清0，否则下次8259将不再8086转发相应引脚的中断请求信号。

当8259A工作在自动结束中断方式AEOI方式下，在第2个INTA期间自动将ISR相应清0，而8259A工作在一般EOI方式下时，需要在中断服务程序的最后用指令将ISR相应位清0。

6．有关中断服务程序编写的问题

中断信号的产生方法，中断服务程序的编写方法、中断类型码的选择、中断服务程序入口地址如何置入中断向量表中，保护现场、恢复现场等概念，以及如何中断返回。

要求：

掌握中断信号的产生方法。

了解中断服务程序的编写方法及涉及到的有关问题。

第四章并行I/O接口

1．并行接口的概念

并行传送是8位或16位数据同时传送。

并行传送速度较串行传送速度快。

并行接口只适用于主机与外设相距较近的情况下进行数据传送。

2．并行接口的编址使用方法

会利用地址译码器给并行接口编地址。

[屏幕显示]

3．可编程并行接口的特点

8255作为并行接口芯片，有3种工作方式：

方式0，方式1，方式2，方式0相当于第一章讲过的无条件输入/输出方式，方式1和方式2将PC口的一些线作为状态线使用，相当于工作在查询方式和中断方式。

8255的PC口具有位控制功能，可以用指令将某条线单独置1或清0，利用此功能也可串行接收或发送数据况），如地址线、数据线。

8255作为并行接口使用，不能提供电流驱动作用。

8255的应用：

8255有2条地址址，有4个口地址，应会给8255设计一个接口地址（有地址重迭或无地址重迭的情、控制线的接法。

第五章定时器/计数器

1．定时器/计数器的概念

当计数器的输入计数脉冲频率一定时，计数器可作为定时器用，但计数脉冲频率不是一定时，计数器不能作为定