接口与通讯技术1403考前辅导材料_20140109190844

2014年3月考前辅导材料一、考试所用复习教材：接口与通讯技术二、考试题型：单选题（40’）、填空题（20’）、简单题（20’）、综合题（20’）三、考试相关概念、知识点、复习题、典型例题考试主要考查一些基本概念，如接口、串行通信、并行通信、A/D转换等基本概念，要会常用芯片的使用，特别是8253、8255的使用，要掌握其初始化编程，详细请查看各章的考查细节。掌握DAC0832的使用，会编写程序产生常见波形。关注网络论坛中的常见题目。第一章微机接口技术概述（重点）本章对接口的基本原理、输入输出方式等进行了概述，主要考查的是基本概念，这一章是考查的重点。1．接口的基本概念（重点）接口的作用。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，以及设置接口的原因。（重点）CPU与外设之间存在很大的差异，不能匹配，主要体现在以下几个方面，（1）交换数据速度不匹配；（2）信号类型和电平幅度不匹配；（3）信息格式不匹配；（4）时序不匹配。数据的输入输出指的是CPU与外设进行数据交换。CPU通过I/O口与外设交换的信息有数据信息、控制信息、状态信息2．接口的基本作用：输入缓冲、输出锁存接口的基本功能是输入缓冲和输出锁存讲：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。3.接口的设计的一般步骤（重点）分析设计要求；选择合适的接口芯片；完成硬件设计；完成软件设计；软硬件调试4．接口必须编地址使用及编址的方法重点要掌握统一编址和独立编址的概念，以及各自的特点。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。相邻段地址之间的最小距离为16字节。5.CPU同外设交换的信息有三种类型:数据信息,状态信息和控制信息（重点）6．微机通过接口与外设进行数据交换的三种方式（重点）重点掌握三种数据交换方式的特点及区别。（重点）DMA方式：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。查询方式：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。中断方式：CPU平时可以执行主程序，只有当输入设备将数据准备好，或者输出端口的数据缓冲器已空时，才向CPU发中断请求。CPU响应中断后，暂停执行当前程序，转去执行管理外设的中断服务程序。第二章微型计算机的总线1．总线的有关概念（重点）总线即各个部件之间进行信息传输的公共通道，它是由若干信号线组成的。采用总线可使计算机系统结构简化，可靠性提高，构成方便，易于扩充，升级。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。总线带宽又称总线的传输速率，是指在单位时间内总线上课传输的数据总量。总线通信协议主要有同步方式、异步方式、半同步方式和分离方式2．ISA总线ISA（industrialstandardarchitecture）总线标准是IBM公司1984年为推出PC/AT机而建立的系统总线标准，所以也叫AT总线。讲：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。3.RS232的基本概念（重点）RS232基本概念第三章定时器/计数器（重点）1．定时器/计数器的概念讲：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，计数器不能作为定时器使用。定时器的定时时间与计数脉冲频率和计数初值及定时方式有关。定时信号可以用软件定时和软件定时两种方式获得。可以利用计数器的计数到0输出端作为CPU状态查询，也可将该引脚作为中断请求信号。2．可编程定时器/计数器8253（重点）8253内部有三个计数器，分别称为计数器0、计数器1和计数器2，他们的机构完全相同。每个计数器的输入和输出都决定于设置在控制寄存器中的控制字，互相之间工作完全独立。每个计数器通过三个引脚和外部联系，一个为时钟输入端CLK，一个为门控信号输入端GATE，另一个为输出端OUT。每个计数器内部有一个8位的控制寄存器，还有一个16位的计数初值寄存器CR、一个计数执行部件CE和一个输出锁存器OL。8253定时器计数器的计数基于减1原理。8253有硬件启动和软件启动两种启动方式。3．8253的简单应用（重点）掌握8253的初始化编程，及简单的应用，一般都涉及到综合题第四章可编程中断控制器接口芯片8259A（重点）1．中断的有关概念（重点）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、保护断点（保存当前CS.IP的值）、恢复现场等。可屏蔽中断的响应过程：（重点）中断请求、中断响应、中断服务、中断返回中断是事件引起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8086采用中断矢量结构。8086微处理器的可屏蔽中断请求信号来自于INTR8086微处理器的非屏蔽中断请求信号来自于NMI3．中断向量表讲：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采用中断矢量中断结构。中断过程:当中断源产生中断申请后，不论是内中断、非屏蔽中断，还是可屏蔽中断,只要满足响应条件，在执行完当前指令后，CPU内部硬件会自动完成下列响应中断的过程：①取中断类型号N②当前FLAGS的内容入栈③当前CS的内容入栈④当前IP的内容入栈⑤清IF、TF标志为0⑥取内存单元(0:N×4)字内容送IP取中断子程序入口地址取内存单元(0:N×4+2)字内容送CS⑦转中断子程序：此时CS:IP指向中断程序的入口，开始执行中断程序。5．可编程中断控制器8259A讲：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。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。对于8259A的中断请求寄存器IRR，当某一个IRi端呈现高电平时，则表示该端有中断请求。掌握对应的中断类型码。掌握8259的几种中断方式。（重点优先级自动循环方式）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。第五章可编程并行接口芯片8255A1．并行接口的概念讲：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。掌握并行通信与串行通信有什么区别。2．并行接口的编址使用方法讲：会利用地址译码器给并行接口编地址。3．8255A基本概念5255的工作方式（重点）讲：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有两个控制字，它们分别是方式选择控制字和C端口按位置1/置0控制字8255A复位后处于方式0，且各口均为输入方式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况），如地址线、数据线、控制线的接法。8255A的常用控制字。第六章串行通信与串行接口芯片1．串行通信的基本概念本章重点为基本概念讲：串行通信是将数据一位一位地传送，它的速度比并行传送要慢，它适用于主机与外设间距离较远的场合。串行通信可以在两台微机间进行，也可以在微机与外设，或是外设与外设间进行，前题是它们采用相同的串行通信标准，以及波特率、数据格式等设置相同。异步串行通信格式、波特率。掌握波特率的基本概念。三种传输方式：单工方式只允许数据单方向传送，半双工方式允许数据双向传送，但不能同时进行，而全双工方式允许数据同时双向传送。PC机中的8250采用的就是全双式方式。波特率是每秒传送数据的位数，波特率值越大，则每秒传送数据的位数也就越多，传送速度也越快。波特率也包括起始位、停止位及奇偶校验位。串行通信可不必使用MODEM，只使用3条线TXD、RXD、GND即可实现两台设备间的串行通信掌握串行通信三种工作方式的概念。重点要弄清什么是串行通信，它与并行通信的区别，存在的优缺点。掌握串行通信三种工作方式的概念。2．串行通信的标准（了解）重点RS232C3．微机中的异步串行通信接口芯片INS8250（了解）讲：能实现串行通信的接口芯片型号有多种，PC机中采用的是8250，或含有8250功能的芯片组。8250是异步串行通信接口芯片，传送每一位数据前都设有起始位，数据后有奇偶校验位和停止位。第七章数/模转换及模/数转换1．数/模转换及模/数转换在微机控制系统中的作用（重点）A/D和D/A转换器的基本概念、基本参数、分辨率的概念CLK、START、EOC及OE等引脚的作用。讲：数/模转换器又记作D/A转换器，是将数字量转换成模拟量的器件。数/模转换器的位数越多，则单位数字所表示的模拟电压值越大，称分辨率低。提供参考电压的幅值不能改变分辨率，只能提高数字量的位数。2．数/模转换原理（了解）3．常用模/数转换芯片的使用4.了解DAC0832第八章可编程DMA控制芯片8237A1.重点掌握DMA基本概念、特点、DMA的传送方式和应用场合。（重点）应用场合：存储器与外设之间传输大批量数据掌握采用DMA方式能实现高速传送的原因。（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。第九章人机接口1．人机接口的概