微机原理第6章习题与答案

习题一、选择题1.I/O单独编址方式下,从端口读入数据可使用_____。A.MOVB.OUTC.IND.XCHG答案：C2.可用作简单输入接口电路的是______。A.译码器B.锁存器C.方向器D.三态缓冲器答案：D3.CPU与I/O设备之间传送的信号有______。A.控制信息B.状态信息C.数据信息D.以上三种都有答案：D4.从硬件角度而言，采用硬件最少的数据传送方式是______。A.DMA控制B.无条件传送C.查询传送D.中断传送答案：B5.从输入设备向内存输入数据时，若数据不需经过CPU，其I/O数据传送方式是____。A.程序查询方式B.中断方式C.DMA方式D.直接传送方式答案：C6.主机与外设信息传送的方式分别为查询方式、中断方式、DMA方式。相比之下，中断方式的主要优点是_______。A.接口电路简单、经济，只需少量的硬件B.数据传输的速度最快C.CPU的时间利用率高D.能实时响应I/O设备的设备的输入输出请求答案：D7.在微机系统中，为了提高CPU系统数据总线的驱动能力，可采用_____。A.译码器B.多路转换器C.双向三态缓冲器D.采样保持器答案：C8.执行“INAL,DX”指令后，进入AL寄存器的数据来自_____。A.立即数B.存储器C.寄存器D.外设端口答案：D二、问答题1.CPU与外设进行数据传送时，为什么需要I/O接口电路？I/O接口电路的功能有哪些？答案：CPU与外部设备进行信息交换，是在控制信号的作用下通过数据总线来完成的。外部设备的种类不同，对信息传送的要求也不同，这就给计算机和外设之间的信息交换带来以下一些问题：（1）速度不匹配：CPU速度高，外设的速度低。不同的外设速度差异大，如硬盘速度高，每秒能传送兆位数量级，串行打印机每秒钟只能打印百位字符，而键盘的速度则更慢。（2）信号不匹配：CPU的信号为数字信号，数据采集输入的是模拟信号，需要对外部信号进行模/数转换，才能被计算机处理；同样，计算机输出的是数字信号，需要输出模拟信号时，必须要通过数/模转换。（3）信号格式不匹配：计算机接收和处理的是并行数据，而有些外部设备的信号为串行数据，这就需要使用接口电路进行串行数据和并行数据转换。（4）另外为了提高CPU的传输效率，需要利用接口电路对外设进行控制。作为连接CPU和外设的接口电路，它具有以下功能：（1）数据的寄存和缓冲功能为了解决CPU和外部设备速度不匹配的问题，接口电路内部设置有数据寄存器或具有RAM功能的数据缓冲区，使之成为CPU和外设进行数据交换的中转站。无论输入还是输出数据，传输的数据首先进入缓冲区，输入数据时等待CPU发出接收指令，输出数据时等待外设发出的输出信号。（2）信号转换功能为了解决CPU和外设之间信号电平不一致的问题，可以通过设置电平转换接口电路来解决，如采用MAX232等芯片实现电平转换。为了解决CPU和外设之间串并行数据不匹配的问题，CPU输出数据时，设置并变串接口电路；CPU输入数据时，设置串变并接口电路。为了解决外设模拟量传输的问题，设置模/数转换（A/D）电路或数/模转换（D/A）电路。（3）端口选择功能CPU通过接口电路对外部设备进行控制，具体和哪一个外设进行数据交换，首先要选通相应的接口电路，而这一过程是通过地址选通来实现的，即接口电路有其独有的地址空间。不同的接口电路占用的地址是不同的，占有的地址个数也是不同的。有的占有两个地址，有的占有4个地址等，以对应不同的外设。一般来说，接口电路的片选信号由高位地址信号来产生，接口电路内部的选择由低位地址来决定。CPU的地址信号是一组单向的信号线，它们总是由CPU发出，因此CPU发出不同的地址信号就选择了相应的接口电路，也就选通了相应的外部设备。（4）接收和执行CPU的指令CPU的地址信号发出后，被选通的接口电路，根据CPU的读、写等指令输入输出数据信号或输出控制信号。（5）中断管理功能为了提高CPU的效率，使得外设工作时，不影响CPU的执行，需要利用中断控制芯片来连接多个外设。只有当外设需要CPU进行处理，才会通过中断控制器，给CPU发送中断请求信号，CPU接到该信号后，在满足相应中断允许的条件下，停止执行当前程序，转而去执行中断服务程序，即处理外设事物。在这里接口电路就是中断控制器，用来管理这些需要CPU中断的外部设备。2.计算机对I/O接口电路的编址有哪些方法？8086/8088CPU采用哪种编址方法？答案：当接口电路的地址和存储单元的地址相同时，称为独立编址，也称I/O映射方式；当接口电路的地址和存储单元的地址不同时，称为统一编址，也称存储器映射方式。独立编址3.CPU与外设间进行数据传送有哪几种方式？简述各种方式的工作原理。无条件传送方式是最简单的传送方式，该方式应用于始终处于准备好状态的外设，即CPU输入或输出数据时不需要查询外设的工作状态，任何时候都可以输入输出。查询传送方式在传送数据前，CPU需要查询当前外设的状态，当查询到当前外设准备好，即处于空闲状态时，CPU就可以通过数据线和外设进行输入输出的操作；当查询到外设当前的状态为忙时，则等待，并继续查询，直到外设准备好，再传送数据。4.假设一接口电路的地址信号为A0，片选端为CS，占用两个地址，分别是20H和21H，试利用74LS138译码器设计译码电路，并画出硬件电路设计图。片选地址片内地址接口电路地址A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0000010000020H121H≥1A9A8A7G1Y4G2B≥1A6A4G2AM/IOABCA2A3A574LS138接口电路CSA1A0A05.若要求74LS138输出的译码地址为0200H~0207H，0208H~020FH，……，0238H~023FH等8组，可用于选通8个I/O芯片，试画出74LS138与8086最小系统连接图。片外地址内部地址A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0第1片1000000000200H111207H第2片1000001000208H11120FH第3片1000010000210H111217H第4片1000011000218H11121FH第5片1000100000220H111227H第6片1000101000228H11122FH第7片1000110000230H111237H第8片1000111000238H11123FHG1Y0A3A9G2AG2BABCA4200~207H≥1A5Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7208~20FH210~217H218~21FH220~227H228~22FH230~237H238~23FHM/IOA8≥1A6A7