微机接口技术试题.docx

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微机接口技术试题

1．填空题

1.CPU与接口之间传送信息一般有查询方式、中断方式和DMA方式三种方式。

2.微机系统中产生的时间基准，通常采用软件定时和硬件定时两种方法。

3.8086中断系统的中断源分为两大类：

一类是外部中断，另一类是内部中断。

4.通常把I/O接口电路中能被CPU直接访问的寄存器称为端口。

5.把来自地址总线上的地址代码翻译成所要访问的端口地址的电路称为地址译码电路。

6.凡是接口都有两侧，一侧是CPU，另一侧是外设。

7.CPU与外界连接的部件或电路叫微机接口，它是CPU与外设交换信息的中转站。

8.中断过程分为：

中断请求、中断响应、中断服务、中断返回四个阶段。

9.起止式异步通信中传送一个字符，总是以起始位开始，以停止位结束。

10.微机系统中记录一天时间的时钟称为日时钟。

记录每天时间和年、月、日的时钟称为时时钟。

2．选择题

1.串行通信中所说的波特率是（A）。

A.位速率B.字符速率C.时钟速率

2.RS-422/RS-485是采用（C）技术，实现远距离传送信息的。

A.正/负双电源供电B.单端发送/单端接收C.双端发送/双端接收

3.8255的（C）具有按位操作的控制命令字。

A.端口AB.端口BC.端口C

4.较高级别的中断可以中断较低级别的中断，转去执行高级别的中断服务程序技术叫（A）技术。

A.中断嵌套B.优先排队C.中断识别

5.8255的A口有三种工作方式，B口有（B）工作方式

A.一种B.两种C.三种

6.8259在级联方式工作时，为使从控制器中更高级别的中断得到响应，主控制器应设定为（B）

A.一般完全嵌套B.特定完全嵌套C.特定屏蔽

7.采用DMA方式能实现高速数据传送，是因为（B）

A.DMA能加速CPU的速度B.传送的数据不用经过CPU中转

C.DMA可以和CPU同时访问系统总线

8.8253定时/计数器芯片内部有（B）独立的计数通道。

A.2个B.3个C.4个

9.以下常用于地址译码电路的芯片型号是（C）

A.74LS245B.74LS160C.74LS138

10.中断向量是（A）

A.中断服务程序入口地址B.中断服务程序C.中断向量表

11.D/A转换器能转换的二进制位数，称为D/A转换器的（C）

A.线性度B.转换速度C.分辨率

12.8259在级联方式工作时，如果从控制器的中断请求被响应，则其中断类型号由（C）提供。

A.由编程控制B.仍由主控制器C.由从控制器

13.8255是（B）接口芯片。

A.串行B.并行C.电平转换

14.超高速A/D转换器一般采用（B）方式完成转换。

A.双积分B.逐次比较C.并行比较

15.DMA控制器本身只能提供16位地址，在访问20位地址的内存时，高4位位地址由（B）提供。

A.CPUB.页面寄存器C.DMA控制器

16.RS-232与TTL电路之间可以用（C）完成电平转换。

A.MAX485B.74LS373C.MAX232

17.A/D转换器的数据总线必须具有（A），才能与CPU直接连接。

A.三态缓冲器B.地址译码器C.控制寄存器

18.用于工业控制领域，能够远距离传输数据的是（B）总线。

A.CPUB.RS-485C.RS-232

19.A/D转换通道中（C）需要使用采样保持器。

A.直流信号B.低频信号C.高频信号

20.在串行通信接口的信号中（A）信号是必须连接的。

A.DTRB.TXDC.RST

3．简答题

1.A/D转换器接口的任务是什么？

①进行通道选择

②发采样/保持信号

③发转换启动信号

④取回转换结束状态信号

⑤读取转换数据

2.为什么要在外设与CPU之间设置接口？

①CPU与外设两者的逻辑定义和时序不一致

②两者的工作速度不兼容

③若不通过接口，会影响CPU效率

④若CPU直接控制外设，不利于外设的发展

3.可编程并行接口和硬线连接并行接口的特点及应用有何不同？

硬线连接接口的工作方式及功能用硬线连接来设定，用软件编程的方法不能改变；

可编程接口的工作方式及功能可以用软件编程的方法改变，具有可选择性，且是用编程的方法进行选择。

可编程接口有广泛的适应性和很高的灵活性，应用较广泛。

4.什么是中断？

8259在中断处理时，协助CPU完成哪些任务？

中断是指CPU在正常运行程序时，由于内部/外部事件或程序预先安排的事件，引起CPU中断正在运行的程序，而转到为内部/外部事件或预先安排的事件服务的程序中去。

服务完毕，再返回去继续执行被暂时中断的程序。

协助CPU完成的任务：

①优先级排队管理

②接受和扩充外部设备的中断请求

③提供中断类型号

④进行中断请求的屏蔽和开放

5.8253有几种工作方式，每种工作方式的名称是什么？

有6种工作方式：

0方式———计数结束时中断

1方式———可编程单稳态触发器

2方式———频率发生器

3方式———方波频率发生器

4方式———软件触发延时选通

5方式———硬件触发延时选通

4．电路与系统分析题

1.如果8259的中断类型号高5位为80H，当IRQ5引脚产生中断请求时，中断类型号是多少？

它是如何产生的？

（1）中断类型号为85H

（2）由于ICW2的低3位被8位机占用，只有高5位能用，因此在初始化编程时，通过命令字ICW2只写入高5位，它的低3位是由中断请求线IR的二进制编码决定，并且是在第一个

到来时，将这个编码写入低3位，中断源的中断类型号由高5位与低3位相加得到。

2.如图所示，采用8255的双机并行通信系统，试分析甲乙两片8255的哪些端口工作在什么方式？

其数据传送方向如何？

叙述传送一个字节的完整过程。

甲机：

0方式，A口输入，C口联络信号

乙机：

1方式，A口输出，C口联络信号

数据传送方向：

乙机甲机

CPU自己写入数据，

的上升沿使

有效，通知甲读取数据，甲得到

有效后，开始读数，读取数据后，用

回答乙，告诉数据已收到，

的回答使

置高，使其失效，表示输出缓冲器变高，为下一次输出做准备。

3.下图为一个地址译码电路，写出其端口地址，说明AEN信号的作用，如果Y为低电平有效，U3应为与门还是或门？

AEN信号的作用：

只有当AEN=0时，即不是DMA操作时，译码才有效。

当AEN=1时，即是DMA操作时，译码无效。

为了避免在DMA周期中，由DMA控制器对这些以非DMA方式传送的I/O端口执行DMA方式的传送。

端口地址：

2E2H（A9—A0：

1011100010B=2E2H）

若为低电平有效，则U3应为“或门”。

4.如果8253的OUT2输出20HZ的方波，CLK2的频率为10KHZ，试分析8253的哪个通道工作在什么方式？

其计数初值应是多少？

计数初值为几个字节？

通道为“2通道”

工作方式：

3方式“周期性方波输出”

计数初值为：

16进制为01F4H，则计数初值为2个字节。

5．电路与系统设计题

1.有一个频率为1MHZ的时钟源，要产生1HZ的秒信号：

画出8253相关信号的连接图，

如果其端口地址为EC00—EC03H，写出其初始化程序或程序设计详细步骤。

8253控制字格式：

SC1

SC0

RW1

RW0

BCD

计数器选择

读写字节数

工作方式

码制

输入频率CLK1MHZ

输出频率OUT11HZ

计数初值计数器0计数器1

①写入控制字：

0号/16位/方式3/二进制

1号/16位/方式3/二进制

②写入计数初值：

0号03E8H，1号03E8H

③死循环（SJMP$）

2.设计一个完整的多通道数据采集（A/D转换系统），说明A/D通道部分应该包括哪几个环节？

画出电路结构框图，说明各个环节的作用。

A/D通道：

模拟输入接口多路开关采样保持A/D转换

I/O接口CPU

模拟输入接口——模拟量的输入端

多路开关——选择输入通道

采样保持——“冻结”高速变化的瞬时值

A/D转换——实现模拟量转换为数字量

I/O接口——使用数字量传送给CPU

CPU——存储数据

3.采用可编程并行接口芯片8255设计一个8位的开关状态输入接口和开关状态显示输出接口，画出电路结构图，指出所用端口的工作方式，说明工作原理或控制程序过程。

PA口：

输出/方式0

PB口：

输入/方式0

PC口：

输出/方式0

①设定B口/方式0/输入，A口/方式0/输出

②指示灯LO=L7的亮灭表明相应位开关的通断

亮则表示开关闭合，灭则表示开关断开

③按键K0—K7决定输入

④读出B口的数据

⑤数据写入A口

4.用74LS138和如下部分或全部逻辑门设计一个地址译码电路，画出地址线（A0—A9）

和AEN信号与芯片引脚的连接图，使Y7的有效地址范围3F0—3FFH

习题一

1.什么是接口？

接口就是微处理器CPU与外部世界的连接部件，是CPU与外界进行信息交换的中转站。

2.为什么要在CPU与外设之间设置接口？

在CPU与外设之间设置接口主要有4个原因：

（1）CPU与外设二者的信号不兼容，包括信号线的功能定义、逻辑定义和时序关系

（2）CPU与外设的速度不匹配，CPU的速度快，外设的速度慢

（3）若不通过接口，而由CPU直接对外设的操作实施控制，会使CPU处于穷于应付与外设打交道之中，大大降低CPU的效率

（4）若外设直接由CPU控制，会使外设的硬件结构依赖于CPU，对外设本身的发展不利。

3.微型计算机的接口一般应具备那些功能？

微机的接口一般有如下的几个功能：

（1）执行CPU命令的功能：

CPU将对外设的控制命令发到接口电路中的命令寄存器（命令口）中，在经分析去控制外设

（2）返回外设状态的功能：

通过状态寄存器（状态口）完成，包括正常工作状态和故障状态

（3）数据缓冲的功能：

接口电路中的数据寄存器（数据口）对CPU于外设间传送的数据进行中转

（4）设备寻址的功能：

CPU某个时刻只能和一台外设交换数据，CPU发出的地址信号经过接口电路中的地址译码电路来选中I/O设备

（5）信号转换的功能：

当CPU与外设的信号功能定义、逻辑关系、电平高低及工作时序不兼容时接口电路要完成信号的转换功能

（6）数据宽度与数据格式转换的功能：

由于CPU处理的数据都是并行的，当外设采用串行传送方式时，接口电路就要完成串、并之间的转换，并进行数据格式的转换。

4.接口技术在微机应用中起的作用？

随着计算机技术的高速发展，计算机的应用越来越广泛。

然而，在微机系统中，微处理器的强大功能必须通过外部设备才能实现，而外设与微处理器之间的信息交换和通信又是靠接口来实现的，所以，接口技术成为了一门关键技术，它直接影响微机系统的功能和微机的推广应用。

5.接口电路的硬件一般由哪几部分组成？

接口电路的硬件一般由以下几部分组成：

（1）基本逻辑电路：

包括命令寄存器、状态寄存器和数据缓冲寄存器，是接口电路中的核心

（2）端口地址译码电路：

实现设备的选择功能

（3）供选电路：

根据不同任务和功能要求而添加的功能模块电路。

6.接口电路的软件控制程序一般包括哪几部分？

接口电路的软件控制程序一般包括以下的程序段，各部分程序是相互渗透、融为一体的：

（1）初始化程序段：

对可编程接口芯片进行初始化编程

（2）传送方式处理程序段：

不同的传送方式（查询、中断、DMA方式）程序段不同

（3）主控程序段：

完成接口任务的程序段

（4）程序终止与退出程序段：

程序退出前对接口电路中硬件进行保护的程序段

（5）辅助程序段：

人－机对话、菜单等

7.接口电路的结构有哪几种形式？

接口电路的结构主要有四种：

（1）固定式结构：

不可编程的接口电路，结构简单、功能单一、固定

（2）半固定式结构：

由PAL或GAL器件构成的接口电路，功能和工作方式可以通过改写内部的逻辑表达式来改变，但逻辑表达式一旦烧入芯片，其功能和工作方式就固定下来了

（3）可编程结构：

其功能和工作方式可由编程指定，使用灵活、适应面广，且种类繁多

（4）智能型结构：

芯片本身就是一个微处理器，外设的全部管理都由智能接口完成，如I/O处理器I0809或通用单片机

8.CPU与接口之间有哪几种传送数据的方式？

它们各应用在什么场合？

CPU与接口之间的数据传送方式主要有查询方式、中断方式和DMA方式：

（1）查询方式：

主要用于CPU不太忙且传送速度不高的情况下。

无条件传送方式作为查询方式的一个特例，主要用于对简单I/O设备的控制或CPU明确知道外设所处状态的情况下。

（2）中断方式：

主要用于CPU的任务比较忙的情况下，尤其适合实时控制和紧急事件的处理

（3）DMA方式（直接存储器存取方式）：

主要用于高速外设进行大批量数据传送的场合。

9.分析和设计接口电路的基本方法是什么？

分析和设计接口电路通常采用两侧分析法和硬软件结合法相结合：

（1）两侧分析法：

CPU一侧，主要是了解CPU的类型、它提供的数据线的宽度、地址线的宽度、控制线的逻辑定义、时序关系的特点；外设一侧，主要是了解被连接外设的外部特性及被控外设的工作过程

（2）硬软件结合法：

硬件设计主要是合理选用外围接口芯片、有针对性地设计附加电路；软件设计可以采用汇编语言（或高级语言）直接对低层硬件编程，也可以采用DOS系统功能调用和BIOS调用编程。

习题二

1.什么是端口？

端口是接口电路中能被CPU直接访问的寄存器。

2.I/O端口的编址方式有几种？

各有何特点？

I/O端口的编址方式有两种——统一编址方式（存储器映象方式）和独立编址方式（I/O映象方式、专用I/O指令方式）

（1）统一编址方式：

从整个寻址空间中划出一部分给I/O设备，其余的给存储器，通过地址码区分操作对象是存储器还是I/O，二者的地址码不重叠。

这种方式的优点是①I/O端口的编址空间大，且易于扩展②I/O指令丰富、功能齐全；

缺点是:

①存储器的地址空间减少，达不到系统最大的寻址空间②I/O指令比独立编址方式的专用I/O指令长，译码时间长，执行速度慢

（2）独立编址方式：

存储单元与I/O端口分别编址，地址码重叠，通过操作码区分操作对象是存储器还是I/O。

这种方式的优点是①I/O端口不占存储器的编址空间，使存储器的容量可达系统的最大寻址能力②I/O指令短、执行速度快；指令清晰、可读性强；缺点是①I/O端口地址范围一旦确定，不易扩展②I/O指令种类有限，操作单一

5.在I/O端口地址译码电路中常常设置AEN＝0，这有何意义？

AEN＝1，表示正在进行DMA操作，在I/O端口地址译码电路中，常常令AEN＝0时，译码输出才有效，这样做的目的是为了避免在DMA操作周期中，由DMA控制器对这些以非DMA方式传送的I/O端口执行DMA方式的传送。

6.若要求I/O端口地址为374H，则在图2.1（b）中的输入地址线要作哪些改动？

为了使I/O端口的地址为374H，图2.1（b）中地址线A2、A8后的非门去掉，而在地址线A3、A7后面加上非门。

即修改后地址线A0、A1、A3、A7后有非门，其余地址线后无非门。

如图所示：

7.图2.2是PC机系统板的I/O端口地址译码电路，它有何特点？

试根据图中地址线的分配，写出DMAC、INTR、T/C以及PPI的地址范围？

在图2.2的译码电路中，不管芯片本身需要多少个端口地址，一律分配一个含有32个地址的地址范围。

其中DMAC、INTR、T/C和PPI的地址范围分别是：

DMAC：

00H～1FH；INTR：

20H～3FH；T/C：

40H～5FH；PPI：

60H～7FH

8.在图2.4译码电路中，若要改变I/O端口地址，使其地址范围为300H～307H，则开关S0～S9应如何设置？

由于AEN必须为0，所以S9一定是闭合的，若使译码输出地址范围为300H～307H，则有如下的分析：

A11

A10

……

开

合

开

所以，S0～S9中S5、S6和S9是闭合的，其余的开关全部断开。

12.在独立编址方式下，CPU采用什么指令来访问端口？

独立编址方式下，采用专用的I/O指令——输入/输出指令（如PC系列微机中的IN、OUT）来访问端口。

15.I/O端口地址译码电路一般有哪几种结构形式？

I/O端口地址译码电路一般有两种结构形式：

固定式端口地址译码——硬件电路不改动，译码输出的地址或地址范围不变

可选式端口地址译码——电路中有若干个DIP开关，硬件电路不改动，只改变开关的状态，就可以使译码输出的地址或地址范围发生变化。

16.I/O地址线用作端口寻址时，高位地址线和低位地址线各作何用途？

如何决定低位地址线的根数？

一般情况下，高位地址线与控制信号线进行逻辑组合，经译码电路产生I/O接口芯片的片选信号——实现片间选择；低位地址线不参与译码，直接与I/O接口芯片的地址线相连——实现I/O接口芯片的片内端口选择。

低位地址线的根数由I/O接口芯片内部的端口数量决定，如果I/O接口芯片内部有2n个端口（其引脚上一定有n根地址线），那么，寻址端口时，低位地址线的根数就是n。

19.若将图2.3中DIP开关状态设置为：

S2和S1合上（ON）；S3和S0断开（OFF），试指出74LS138输出端

的地址范围，并与图中在DIP开关原来的状态下

输出端所产生的地址范围进行比较，有何变化？

如果S2和S1合上（ON）；S3和S0断开（OFF），

有效时，各位地址线的状态如下：

开

合

开

所以，这种开关状态下，

的地址范围是254H～257H；而DIP开关在原来的开关状态下，

的地址范围是314H～317H。

这两个地址范围A9～A6的状态不同，因为A9～A6的状态是由开关的状态决定的；而二者的A5～A2是相同的，因为它们不受开关状态的影响。

习题三

1.计数、定时与频率、声音以及音乐之间有什么关系？

定时和计数的本质是相同的，当计数的基本脉冲是标准的时间单元时，计数就变成了定时。

定时输出脉冲的周期的倒数就是频率。

由定时输出的脉冲可以产生声音，脉冲的频率就决定了声音的频率。

脉冲频率高，声音的音调高（听起来尖锐）；脉冲频率低，声音的音调低（听起来低沉）。

而由频率不同、持续时间不同的声音就可以产生动听的音乐。

2.微机系统的定时有哪两类？

何谓时序配合？

微机系统中的定时分为内部定时和外部定时两类。

内部定时是指计算机本身运行的时间基准或时序关系，是用户无法更改的。

外部定时是指外部设备实现某种功能时，本身所需要的一种时序关系，需要用户根据外设的要求进行安排。

时序配合是指用户在考虑外设与CPU连接时，不能脱离计算机的定时要求，即以计算机的时序关系为依据来设计外部定时机构，以满足计算机的时序要求。

3.微机系统中的外部定时有哪两种方法？

其特点如何？

微机系统中的外部定时有软件定时和硬件定时两种方法。

软件定时：

利用CPU执行指令需要一定时间的特点产生延时。

这种方法不

需增加硬件设备，只需编制延时程序即可；但是它降低了CPU的效率，浪费了CPU的资源，而且由于同样的延时程序在不同计算机上运行的时间会不同，所以通用性比较差。

5.8253初始化编程包括哪两项内容？

在对8253进行始化编程时，首先向命令寄存器中写入方式字，选择计数通道、工作方式、计数初值的长度及写入顺序、计数码制。

然后按方式字的要求向选定的计数通道中写入计数初值。

6.8253有哪几种工作方式？

区分不同工作方式的特点体现在哪几个方面？

为什么3方式使用最普遍？

8253有6种工作方式——方式0～方式5。

区分不同工作方式的特点主要体现在以下的4个方面：

（1）启动计数器的触发方式不同

（2）计数过程中门控信号GATE对计数操作的控制作用不同

（3）计数/定时到时输出端OUT输出的波形不同

（4）在计数过程中，写入新的计数初值的处理方式不同

3方式由于具有自动重新装载计数初值，能输出重复波形，且输出波形的高低电平比为1:

1或近似1:

1（方波或近似方波），所以在实际中应用最广泛。

7.何谓日时钟？

日时钟是指对一天的时间进行统计，判断一天（24小时）的时间是否已到。

11.何谓时时钟？

记录每天时间和年、月、日的时钟称为时时钟。

习题四

1.采用DMA方式为什么能实现高速传送？

DMA传送方式能够实现高速数据传送主要有两个原因：

（1）它为两个存储介质提供了直接传输通道，不象CPU控制的传送那样要通过内部寄存器中转。

（2）用硬件取代了软件，它直接发出对两个介质的选中信号及其读写控制信号，而不是通过执行指令来控制传送。

4.DMA控制器在微机系统中有哪两种工作状态？

其工作特点如何？

DMA控制器在微机系统中有主动工作状态和被动工作状态。

主动工作状态：

在DMA操作期间，DMAC控制总线，控制数据在两个存储介质之间直接传送

被动工作状态：

非DMA操作期间，DMAC受CPU的控制，此时它主要有两个工作，一是检测片选信号，看CPU是否对它进行读写控制；二是检测DMA请求信号，看外设是否有DMA操作请求。

8.什么是DMA页面地址寄存器？

它的作用如何？

由于DMAC8237A-5只能提供内存地址的低16位，而实际中内存地址可能是20位、24位或32位的，等等，这样就要在DMA系统中配置寄存器组，由这些寄存器组提供存储器的高位地址，这些寄存器组就是页面地址寄存器。

它的作用是提供存储单元的页面地址，即高位地址。

9.采用DMA方式在内存与I/O设备之间传送数据时，DMA控制器8237A-5怎样实现对I/O设备的寻址？

DMA控制器8237A-5提供DACK信号给I/O设备，取代其地址选择信号，使申请DMA传送并被允许的设备在DMA传送过程中一直是有效设备。

即：

用DACK信号取代了芯片选择和片内端口选择信号。

习题五

1.什么是中断？

是指CPU在正常运行程序时，由于内部/外部事件或由程序预先安排的事件，引起CPU暂时停止正在运行的程序，转到为该内部/外部事件或预先安排的事件服务的程序中去，服务完毕，再返回去继续运行被暂时中断的程序，这个过程称为中断。

2.可屏蔽中断处理的一般过程是什么？

可屏蔽中断的处理过程一般可分为4个阶段：

（1）中断申请：

外设向CPU发出中断申请信号，CPU检测到有效的INTR，且无DMA请求、IF＝1，当前指令执行

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