微机原理与接口技术第7章
《微机原理与接口技术(第二版)》课后答案马维华版
公式（ 2 － 1） : 性能＝核心频率×每个周期执行指令的条数 说明，微处理器的性能的提高不仅取决于工作频率，还依赖每周期执行指令的条数。新的处理器 代替老的处理器，就是根据这一性能公式来提高它的性能的。即或单独提高频率，或单独增加每周期 执行指令的条数，或既提高频率又增加每周期执行指令的条数。由于核心频率的提高是有限制的，因 此从 Cure 系列开始注重提高每个周期指令执行的条数来提高性能。 2-2 简述微处理器的工作方式、各工作方式的含义和区别是什么 ?它们之间是如何切换的？ 答： 1.五种工作方式：实地址方式、保护虚地址方式、虚拟 86 方式、系统管理方式以及 IA-32E 方式。 2.含义： (1) 实地址方式是指处理器工作在 8086/8088 编程环境下的工作方式。 (2) 保护地址方式， 又称保护虚地址方式， 简称保护方式 ， 是真正发挥处理器潜能的一种工作方式。 所谓保护是指在执行多任务操作时，对不同任务使用的不同存储空间进行完全隔离，保护每个任务顺 利执行。 (3) 虚拟 86 方式是指一个多任务的环境，即模拟多个 8086 的工作方式。在这个方式之下，处理器 被模拟成多个 8086 微处理器同时工作。 (4) 系统管理方式（ SMM ）是为实现特定功能及系统安全提供的一种工作方式，SMM 的功能主要 包括电源管理以及为操作系统和正在运行的程序提供安全性。 SMM 最显著的应用就是电源管理。 以上四种方式是 IA-32 所有处理器所具有的工作方式。 (5) 从后期的 P4 到以 Core 为核心的处理器开始支持 64 位扩展技术， 引入了 IA-32E 工作方式。 在 这种方式下，处理器支持两种模式即兼容的工作方式（兼容 IA-32 处理器的方式）和 64 位工 作方式。 在兼容模式下，允许在 64 位操作系统下运行原来的 16 位和 32 位应用程序，采用 EM64T 技术，支持 64 位操作，同时支持 36 位的地址，支持 64 位线性地址，默认的地址空间为 64 位，默认的数据宽度 为 32 位，指令允许 32/64 地址和 32/64 数据的混合使用，因此又把 Core 为核心的处理器称为 32/64 处理器，与真正 64 位处理器有区别，可称之为具有 64 位功能的 32 位处理器。
微机原理与接口技术复习5--7章及答案
判断题1．EPROM是指可擦除可编程随机读写存储器。
2．在查询方式下输入输出时，在I/O接口中设有状态寄存器，通过它来确定I/O设备是否准备好。
输入时，准备好表示已满；输出时，准备好表示已空。
3．无条件式的I/O是按先读状态口，再读数据口的顺序传送数据的。
4．I/O数据缓冲器主要用于协调CPU与外设在速度上的差异。
5．查询式输入输出是按先读状态端口，后读/写数据端口的顺序传送数据的。
6．连接CPU和外设的接口电路中必须要有状态端口。
7．总线是专门用于完成数据传送的一组信号线。
8．I/O接口的基本功能之一是完成数据的缓冲。
9．要实现微机与慢速外设间的数据传送，只能利用查询方式完成。
1) Y 2 ) Y3) Y4) Y 5) Y6) X 7) X 8)Y9) X1．单片8259A最多可接8个中断源。
2.在可屏蔽中断的嵌套原则中，不允许低级中断打断高级中断，但允许同级中断相互打断。
3.同一片8259的8个中断源的中断向量在中断向量表中可以不连续存放。
(不要求）4.利用8259A对外中断进行管理时，只能管理8个中断源。
5.在中断接口电路中，由中断请求寄存器来保存外设的中断请求信号。
6.8259A送给CPU的中断请求信号是通过INT发出的。
1Y 2X 3X 4X 5Y 6Y填空题1、在微机系统中，端口编址方式一般有___________和___________两种方式。
2、微机系统与外设间的信息交换方式有————、————、————和————.3.用2K×8的SRAM芯片组成32K×16的存储器，共需SRAM芯片（）片。
4．为保证动态RAM中的内容不消失，需要进行( ) 操作。
5．构成64K*8的存储系统，需8K*1的芯片( )片。
1、统一编址，独立编址2、无条件，查询，中断，DMA3、324、定时刷新5、646、8086和8088的地址总线有（）根，能寻址（）MB的存储器空间。
7.8086CPU从偶地址中按字节读时，存储器数据进入数据总线的( ) ；从奇地址按字节读时，进入数据总线的( )。
微机原理与接口技术-微处理器性能提高技术
9.2.2 Pentium超标量指令流水线
第七章 输入和输出
Ø Pentium处理器采用超标量技术，设计了两个可以并 行操作的执行单元，形成了两条指令流水线。
Ø Pentium的超标量整数指令流水线的各个阶段与 80486类似，在原始5个步骤的基础上将后3个步骤设 计为可以在它的两个流水线（U流水线和V流水线） 上同时执行，如图9-2所示。
9.1.1 复杂指令集和精简指令集
第七章 输入和输出
目前，大多数人广泛使用的个人计算机（简PC机）属 于一个典型的复杂指令集计算机；现在我们来了解一下另 外一个广泛应用的计算机结构，即精简指令集计算机。
CISC和RISC
Ø 复杂指令集计算机（Comlex Instruction Set Computer ，CISC）。指令系统是计算机软件和硬件的接口。传统 处理器的指令系统含有功能强大但复杂的指令，并且所有 指令的机器代码长短不一样，且指令条数较多，通常都在
300条以上。
第七章 输入和输出
Ø CISC的优势是其指令系统非常丰富、程序设计方便、程 序短小、执行性能高，功能强大的指令系统能使高级语言 同机器语言的语义差别缩小且使得编译更加简单。但是 CISC庞大的指令系统和功能强大的复杂指令使处理器硬 件复杂，也使微程序的体积变大，更主要的是指令代码和 执行时间长短不一样，不易使用先进的流水线技术，导致 其执行速度和性能难以进一步提高。
如果上下两个值一样接近就取偶数结果最低位为001向下舍入趋向舍入结果接近但不大于准确值10向上舍入趋向舍入结果接近但不小于准确值11向零舍入趋向0舍入结果接近但绝对值不大于准确值表91舍入控制第七章输入和输出sse指令集共有70条指令其中12条为增强和完善mmx指令集而增加的simd整数指令助记符仍以字符p开头8条高速缓冲存储器优化处理指令以及最主要的5条simd单精度浮点处理指令
微机原理与接口技术课后习题参考答案
《微机原理与接口技术》李华贵主编课后习题参考答案第1章（1.6 习题）1．简述名词的概念：微处理器、微型计算机、微型计算机系统。
答：（1）微处理器：微处理器（Microprocessor）简称µP或MP，或CPU。
CPU 是采用大规模和超大规模集成电路技术将算术逻辑部件ALU（Arithmetic Logic Unit）、控制部件CU（Control Unit）和寄存器组R（Registers）等三个基本部分以及内部总线集成在一块半导体芯片上构成的电子器件。
（2）微型计算机：微型计算机（Microcomputer）是指以微处理器为核心，配上由大规模集成电路制作的存储器、输入/输出接口电路及系统总线等所组成的计算机，简称微机。
（3）微型计算机系统：微型计算机系统由硬件与软件两大部分组成，分别称为硬件（Hardware）系统与软件（Software）系统。
其中，硬件（Hardware）系统由CPU、内存储器、各类I/O接口、相应的I/O设备以及连接各部件的地址总线、数据总线、控制总线等组成。
软件（Software）系统：计算机软件（Software）是指为运行、维护、管理、应用计算机所编制的程序及程序运行所需要的数据文档资料的总和。
一般把软件划分为系统软件和应用软件。
其中系统软件为计算机使用提供最基本的功能，但是并不针对某一特定应用领域。
而应用软件则恰好相反，不同的应用软件根据用户和所服务的领域提供不同的功能。
2．简述名词的概念：指令寄存器、地址寄存器、标志寄存器。
答：（1）指令寄存器：指令寄存器（Instruction Register，IR）用来保存计算机当前正在执行或即将执行的指令。
当一条指令被执行时，首先，CPU从内存取出指令的操作码，并存入IR中，以便指令译码器进行译码分析。
（2）地址寄存器：地址寄存器(Address Register，AR)被动地接受IP传送给它的地址值（二进制地址），AR的作用是保持IP送来的地址，并且以并行方式连接输出到CPU的地址引脚上，以便CPU访问指定的内存单元。
微机原理第7章练习题及答案
第7章输入/输出与中断一、自测练习题㈠选择题1．一微机系统有10根地址线用于I／O端口寻址，因而具有I／O空间的范围是( )字节。
A) 1024 B) 10K C) 0.5M D) 1M2．8086CPU读／写一次存储器或I／O端口所需的时间称为一个( )。
A) 总线周期 B) 指令周期 C) 时钟周期 D) 基本指令执行时间3．微型计算机的输入／输出有三种不同的控制方法，其中以( )控制的输入／输出是微机进行I／O的一种最主要的控制方式。
A) 程序控制 B) 中断控制C) DMA控制D) 以上均可4．程序查询I／O方式的工作流程是按( )的次序完成一个字符的传输。
A) 写数据端口，读／写控制端口B) 读状态端口，读／写数据端口C) 写控制端口，读状态端口，写数据端口D) 随I／O接口的具体要求而定5．在CPU与外设的I／O传送控制方式中，效率高、实时性强的方式是( )。
A) 同步传送 B) 查询传送 C) 无条件传送 D) 中断传送6．在CPU与外设的I／O传送控制方式中，传送速度最快的方式是( )。
A) 无条件传送 B) 查询传送 C) 中断传送 D) DMA传递7．用具有两个状态(“0”和“1”态)的一组开关作简单输入设备时，应采用( )传送方式来输入信息。
A) 无条件B) 查询C) 中断D) DMA8．用一组发光二极管作为简单输出设备时，应采用( )传送方式来输出信息。
A) DMA B) 无条件C) 查询D) 中断9．在微机系统中引入中断技术，可以( )。
A) 提高外设速度B) 减轻主存负担C) 提高处理器的效率D) 增加信息交换的精度10．CPU响应中断请求的时刻是在( )。
A) 执行完成正在执行的程序以后 B) 执行完正在执行的指令以后C) 执行完本时钟周期以后D)执行完正在执行的机器周期以后11．8086／8088CPU向应两个硬中断INTR和NMI时，相同的必要条件是( )。
A) 允许中断B) 当前I／O操作执行结束C) 总线空闲D) 当前访问内存操作结束12．在微型计算机系统中，高速外设与内存储器进行批量数据传送时，应采用( )。
微机原理与接口技术第七章课后答案
微机原理与接口技术第七章课后答案1、 Keil uVision 5集成开发环境中，钩选“creat Hex File”复选框后，默认状态下的机器代码文件名与（）相同。
[单选题] *A、项目名(正确答案)B、文件名C、项目文件夹名D、主函数名2、 Keil uVision 5集成开发环境中，编译生成的机器代码文件的后缀名为（） [单选题] *A、.mifB、.asmC、 .hex(正确答案)D、 .uvproj3、累加器与扩展RAM进行数据传送，采用的助记符是（） [单选题] *A、MOVB、 MOVCC、MOVX(正确答案)D、 XCH4、对于高128字节，访问时采用的寻址方式是（） [单选题] *A、直接寻址B、寄存器间接寻址(正确答案)C、变址寻址D、立即数5、对于特殊功能寄存器，访问时采用的寻址方式是（） [单选题] *A、直接寻址(正确答案)B、寄存器间接寻址C、变址寻址D、立即数6、对于程序存储器，访问时采用的寻址方式是（） [单选题] *A、直接寻址B、寄存器间接寻址C、变址寻址(正确答案)D、立即数7、定义变量x为8位无符号数，并将其分配的程序存储空间，赋值100，正确的是（） [单选题] *A、unsigned char code x=100;(正确答案)B、 unsigned char data x=100;C、 unsigned char xdata x=100;D、 unsigned char bdata x=100;8、当执行P1=P1&0xfe;程序时相当于对P1.0进行（）操作，不影响其他位。
[单选题] *A、置1B、清零(正确答案)C、取反D、不变9、当执行P2=P2|0x01;程序时相当于对P2.0进行（）操作，不影响其他位 [单选题] *A、置1(正确答案)B、清零C、取反D、不变10、当执行P3=P3^0x01;程序时相当于对P3.0进行（）操作，不影响其他位 [单选题] *A、置1B、清零C、取反(正确答案)D、不变11、当(TMOD)=0x01时，定时/计数器T1工作于方式（）状态 [单选题] *A、0，定时(正确答案)B、 0，计数C、 1，定时D、 1，计数12、当(TMOD)=0x00时，T0X12为1时，定时时/计数器T0计数脉冲是（） [单选题] *A、系统时钟;(正确答案)B、系统时钟的12分频信号;C、P3.4引脚输入信号;D、 P3.5引脚输入信号13、当(IT0)=1时，外部中断0触发的方式是（） [单选题] *A、高电平触发;B、低电平触发;C、下降沿触发(正确答案)D、上升沿/下降沿触皆触发14、 IAP15W4K58S4单片机串行接口1在工作方式1状态下工作时，一个字符帧的位数是（） [单选题] *A、8B、 9C、 10(正确答案)D、1115、当(SM1)=1，(SM0)=0时，IAP15W4K58S4单片机的串行接口工作方式为（）[单选题] *A、工作方式0B、工作方式1(正确答案)C、工作方式2D、工作方式316、 IAP15W4K58S4单片机的A/D转换模块中转换电路的类型是（） [单选题] *A、逐次比较型(正确答案)B、并行比较型C、双积分型D、Σ-Δ型17 IAP15W4K58S4单片机的A/D转换的8个通道是在（）口 [单选题] *A、P0B、 P1(正确答案)C、 P2D、P318、IAP15W4K58S4单片机的PWM计数器是一个（）位的计数器。
8071第七章输入输出接口技术第一节内容2009.01.20(第三稿)
2.I/O端口独立编址
优点：
I/O端口的地址空间独立 控制和地址译码电路相对简单 专门的I/O指令使程序清晰易读 I/O指令没有存储器指令丰富
缺点：
80x86采用I/O端口独立编址
2013年8月1日星期四 中北大学《微机原理及接口技术》 37
Байду номын сангаас
2.I/O端口独立编址
特点：
00000H 内存 地址
12
7.1.3 I/O接口的主要功能
对输入输出数据进行缓冲和锁存 输出接口有锁存环节，输入接口有缓冲环节 实际的电路常用： 输出锁存缓冲环节，输入锁存缓冲环节 对信号的形式和数据的格式进行变换 微机直接处理：数字量、开关量、脉冲量 对I/O端口进行寻址 与CPU和I/O设备进行联络
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2013年8月1日星期四
外设接口
输入接口 输出接口 并行接口 串行接口
数字接口
模拟接口
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中北大学《微机原理及接口技术》
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输入输出接口的特点
输入接口：
要求对数据具有控制能力（常用三态门实现）
输出接口：
要求对数据具有锁存能力（常用锁存器实现）
中北大学《微机原理及接口技术》
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7.1.2 I/O接口概述
为什么需要I/O接口（电路）？
多种外设
微机的外部设备多种多样
工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作 速度方面彼此差别很大
它们不能与CPU直接相连 必须经过中间电路再与系统相连 这部分电路被称为I/O接口电路
微机原理、汇编与接口技术习题答案 第7章习题答案
微机原理、汇编与接口技术第七章习题答案7.12 TF=0时，禁止单步中断。
PUSHF ；将标志寄存器传送给AXPOP AXAND AX, 0FEFFH ；将AX的D8位置0，其余位不变PUSH AX ；将AX传送给标志寄存器POPF7.1171H， 3040H:2200H和32600H。
7.13stack segment stack 'stack'dw 32 dup(0)stack endsdata segmentIBUF DB 255, 0, 255 DUP(0)BCDMM DB 127 DUP(0)data endscode segmentbegin proc farassume ss: stack, cs: code, ds: datapush dssub ax, axpush axMOV DS, AX ；DS为中断向量表的段首址MOV AX, SEG I79 ；中断服务程序的段地址填入中断向量表MOV DS: 1E6H, AX ；1E6H=79H*4+2MOV AX, OFFSET I79 ；中断服务程序的偏移地址填入中断向量表MOV DS：1E4H, AXmov ax, datamov ds, axMOV DX, OFFSET IBUF ；键入一串十进制数MOV AH, 10INT 21HMOV DI, OFFSET BCDMM ；建立压缩BCD数存放区的地址指针INT 79Hretbegin endpI79 PROC FARINC DX ；DX指向IBUF的第二单元MOV BX,DXADD BL,[BX] ；BX指向字符串的最后一个字符INC DX ；DX指向第一个字符，即IBUF的第三单元MOV CL,4 ；二进制数移4位即BCD数移1位，移位次数送CL I790： CMP BX,DXJE I792 ；BX等于DX，则还有最高位1位待处理JA I791 ；BX高于DX，继续处理2位BCD数IRET ；BX低于DX结束I791： MOV AX,[BX-1] ；取2位BCD数的字符SUB BX,2 ；调整字符串指针AND AH,0FH ；BCD字符转变为BCD数保留在AH的低4位SHL AL,CL ；BCD字符转变为BCD数保留在AL的高4位OR AL,AH ；存2位压缩BCD数INC DI ；调整压缩BCD数存放地址指针JMP I790I792： MOV AL,[BX] ；取第一个字符，即BCD数的最高位字符AND AL,0FH; ；将BCD数字符转换为BCD数MOV [DI],AL ；存最高位BCD数IRETI79 ENDPcode endsend begin7.14stack segment stack 'stack'dw 32 dup(0)stack endsdata segmentBUFF DB 8 DUP(0)data endscode segmentbegin proc farassume ss：stack，cs：code，ds：datapush dssub ax，axpush axMOV ES,AXmov ax，datamov ds，axMOV AX，SEG IRQ9IS ；中断服务程序入口地址送中断向量表MOV ES：1C6H，AXMOV AX，OFFSET IRQ9ISMOV ES：1C4H，AXMOV BX，OFFSET BUFFMOV CX，8MOV DX，380H ；指向0通道地址INLOP： OUT DX，AL ；启动转换，锁存模拟通道地址IN AL,0A1H ；读屏蔽字AND AL,0FDH ；改变屏蔽字，允许IRQ9中断OUT 0A1H,ALJMP$IN AL，DX ；读取转换结果MOV [BX]，ALINC BX ；指向下一通道的存放地址INC DX ；指向下一通道的地址LOOP INLOPRetbegin endpIO809: MOV AL,61H ；指定中断结束命令OUT 0A0H,ALMOV AL,62HOUT 20H,ALIN AL,0A1H ；恢复屏蔽字，禁止IRQ9中断OR AL,2OUT 0A1H,ALPOP AX ；修改返址INC AXINC AXPUSH AXIRETcode endsend start出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。
微机原理与接口技术_第7章8253
§7-1 8253的工作原理 ——8253的内部结构和引脚信号
然后，开始递减计数。即每输入一个时钟脉冲，计数
器的值减1，当计数器的值减为0时，便从OUT引脚输出 一个信号。输出信号的波形主要由工作方式决定，同 时还受到从外部加到GATE引脚上的门控信号控制，它 决定是否允许计数。 当用8253作外部事件计数器时，在CLK脚上所加的计 数脉冲是由外部事件产生的，这些脉冲的间隔可以是 不相等的。 如果要用它作定时器，则CLK引脚上应输入精确的时 钟脉冲。这时，8253所能实现的定时时间，决定于计 数脉冲的频率和计数器的初值，即 定时时间＝时钟脉冲周期tc×预臵的计数初值n
16
§7-1 8253的工作原理 ——8253的内部结构和引脚信号 ③引脚 8253的3个计数器都各有3个引脚，它们是：
CLK0~CLK2：计数器0~2的输入时钟脉冲从这里输
入。频率不能大于2MHz。
OUT0~OUT2：计数器0~2的输出端。
GATE0~GATE2：计数器0~2的门控脉冲输入端。
4
第七章 可编程计数器/定时器8253及其应用 ——概述 2. 不可编程的硬件定时 555芯片是一种常用的不可编程器件，加上外接电阻和电 容就能构成定时电路。这种定时电路结构简单，价格 便宜，通过改变电阻或电容值，可以在一定的定时范 围内改变定时时间。但这种电路在硬件已连接好的情 况下，定时时间和范围就不能由程序来控制和改变， 而且定时精度也不高。 3. 可编程的硬件定时 ①可编程定时器/计数器电路利用硬件电路和中断 方法控制定时，定时时间和范围完全由软件来确 定和改变，并由微处理器的时钟信号提供时间基 准，这种时钟信号由晶体振荡器产生，故计时精
12
§7-1 8253的工作原理 ——8253的内部结构和引脚信号 8253输入信号组合的功能表
微机原理与接口技术
RTS：请求发送，输出、高电平有效。当终端要发送 数据时，使该信号有效（高电平），向MODEM或外 设请求发送。
CTS：允许发送，输入、高电平有效。是对请求发送 信号RTS的响应信号。当MODEM或外设已准备好接 收终端传来的数据，使CTS信号有效，通知终端开始 沿发送数据线TXD发送数据。
GND RESET DRV
+5V IRQ2
-5V DRQ2
-12V CARD SLCTD
+12V GND MEMW MEMR IOW
IOR DACK3
DRQ3 DACK1
DRQ1 DACK0 CLOCK
IRQ7 IRQ6 IRQ5 IRQ4 +IRQ3 -DACK2
T/C ALE
-5V OSC GND
7.2.2 RS-232总线
目前最常用的一种串行通信接口标准
电气特性
逻辑电平定义为负逻辑 1:低于-3V 0:高于3V
机械特性
RS-232C常用25线或9线D型插件作为数据终端设 备（DTE）与数据通信设备（DCE）之间通信电缆 的连接器。
名称
次信道发送数据 发送时钟
次信道接收数据 接收时钟 未用
8位ISA
GND RESET DRV
+5V IRQ2
-5V DRQ2
-12V CARD SLCTD
+12V GND MEMW MEMR IOW IOR DACK3 DRQ3 DACK1 DRQ1 DACK0 CLOCK IRQ7 IRQ6 IRQ5 IRQ4 +IRQ3 -DACK2
T/C ALE -5V OSC GND
外总线的种类也很多，常用的有三种
微机原理与接口技术(第三版) 第7章
4) 中断请求的检测 CPU在每条指令执行的最后一个时钟周期，检测其中断 请求引脚(INTR)有无中断请求信号。如果有中断请求信号， 就把内部的中断锁存器置“1”，在下一个总线周期到来时， 进入中断响应状态。
2. CPU对中断的响应 当CPU响应外设的中断后，还要具体完成一些工作。 1) 关中断 当响应中断后，首先要进行关中断操作。对8086微处理 器，CPU在发出中断响应信号的同时，在内部自动完成关中 断操作。 2) 断点保护 当CPU响应中断源的中断请求后，将停止下一条指令的 执行，把当前相关寄存器的内容压入堆栈，为中断返回做好 准备。
3) 中断的开放 在CPU内部有一个中断允许触发器，用来决定是否响应 CPU中断请求引脚(INTR)送来的中断请求。当中断开放(触 发器为“1”)时，CPU才能响应中断；当关闭中断(触发器 为“0”)时，CPU不响应中断请求。这个中断允许触发器的 状态可以用STI和CLI指令来改变。在CPU复位或是当中断 响应后，CPU就处于中断关闭状态，这样就必须在中断服务 程序中用STI指令来让中断开放。
1. 分时操作 中断技术实现了CPU和外部的并行工作，从而消除了 CPU的等待时间，提高了CPU的利用率。另外，CPU可同时 管理多个外部设备的工作，提高了输入/输出数据的吞吐量。 2. 实时处理 在实时控制系统中，现场定时或随机地产生各种参数、 信息，要求CPU立即响应。利用中断机制，计算机就能实时 地进行处理，特别是对紧急事件能进行实时处理。 3．故障处理 计算机运行过程中，如果出现某些故障，如电源掉电、 运算溢出等，.2 中断的响应过程 1．中断源 所谓中断源，就是引起中断的原因或者发出中断请求的
设备。中断源一般分为两类：内部中断源和外部中断源。内 部中断源即中断源在微处理器内部。
微机原理与接口技术第7章2 8255
外设
STBA IBFA 与门 INTRA RD
PC2 PC1 PC0
STBB IBFB INTRB
RD
PC3
A口方式 输入与 口方式 输入时相应的联络信号 口方式1输入与 口方式1输入时相应的联络信号 输入与B口方式
方式1输入引脚：A端口
1
PA7~PA0
INTEA
表示外设已经准备好数据
1 2 3 4
2. 控制口（控制寄存器）： 位端口， 控制口（控制寄存器）： 位端口， ）：8位端口 无对外引脚，其内容决定A口 无对外引脚，其内容决定 口、B口、 口 C口的工作状态 输入或输出 和工作 口的工作状态(输入或输出 口的工作状态 输入或输出) 方式（ 方式（方式 0、1、2） 、 、 ）
3.A组、B组控制电路： 组 组控制电路： 组控制电路 分别控制A组 分别控制 组、B组的读写操作和工作 组的读写操作和工作 方式 端口A 端口A A组 端口C的高 位 端口 的高4位 的高 端口B 端口 B组 端口C的低 位 端口 的低4位 的低
5 35
10 30
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 25
21
连接外设端的引脚： 连接外设端的引脚： PA0~PA7 PB0~PB7 分别对应 A、B、C 、 、 三个端口
PC0~PC7 连接的引脚： 与CPU连接的引脚： 连接的引脚 RESET:与系统的复位 与系统的复位RESET端相连。高电平 端相连。 与系统的复位 端相连 有效信号，复位后， 有效信号，复位后，8255的A口、B口、C口均 的 口 口 口均 为输入状态
PC0
中断允许触发器
中断请求信号 请求CPU接收数据
STB (STroBe) 选通信号（低电平有效） 选通信号（低电平有效） 由外设发出，送给8255，作用是将外设送来的数据 由外设发出，送给 ， 锁存到8255的输入端口。 的输入端口。 锁存到 的输入端口 IBF (Input Buffer Full) 输入缓冲器满信号 8255A发出， 表示 发出， 缓冲器有一个数据没被CPU 发出 表示8255缓冲器有一个数据没被 缓冲器有一个数据没被 取走，外设可以此决定是否送下一个数据。 取走，外设可以此决定是否送下一个数据。 INTR (INTerrupt Request) 中断申请信号 (高电平有效） 高电平有效） 高电平有效 8255A发出，用来向 发出， 发出中断申请。 发出 用来向CPU发出中断申请。 发出中断申请 STB、IBF、INTE均为１时，8255自动发出 均为１ 自动发出INTR。 、 、 均为 自动发出 。 可实现CPU CPU与外设之间用中断方式进行数据传送 可实现CPU与外设之间用中断方式进行数据传送
微机原理与接口技术习题答案
第3章8086/8088指令系统与寻址方式习题3．3 8086系统中，设DS=1000H，ES=2000H，SS=1200H，BX=0300H，SI=0200H，BP=0100H，VAR的偏移量为0600H，请指出下列指令的目标操作数的寻址方式，若目标操作数为存储器操作数，计算它们的物理地址。
（1）MOV BX，12 ；目标操作数为寄存器寻址（2）MOV [BX]，12 ；目标操作数为寄存器间址PA=10300H（3）MOV ES：[SI]，AX ；目标操作数为寄存器间址PA=20200H（4）MOV VAR，8 ；目标操作数为存储器直接寻址PA=10600H（5）MOV [BX][SI]，AX ；目标操作数为基址加变址寻址PA=10500H（6）MOV 6[BP][SI]，AL ；目标操作数为相对的基址加变址寻址PA=12306H （7）MOV [1000H]，DX ；目标操作数为存储器直接寻址PA=11000H（8）MOV 6[BX]，CX ；目标操作数为寄存器相对寻址PA=10306H（9）MOV VAR+5，AX ；目标操作数为存储器直接寻址PA=10605H3．4 下面这些指令中哪些是正确的那些是错误的如果是错误的，请说明原因。
（1）XCHG CS，AX ；错，CS不能参与交换（2）MOV [BX]，[1000] ；错，存储器之不能交换（3）XCHG BX，IP ；错，IP不能参与交换（4）PUSH CS（5）POP CS ；错，不能将数据弹到CS中（6）IN BX，DX ；输入/输出只能通过AL/AX（7）MOV BYTE[BX]，1000 ；1000大于255，不能装入字节单元（8）MOV CS，[1000] ；CS不能作为目标寄存器（9）MOV BX，OFFSET VAR[SI] ；OFFSET只能取变量的偏移地址（10）MOV AX，[SI][DI] ；SI、DI不能成为基址加变址（11）MOV COUNT[BX][SI]，ES：AX ；AX是寄存器，不能加段前缀3．7 设当前SS=2010H，SP=FE00H，BX=3457H，计算当前栈顶的地址为多少当执行PUSH BX 指令后，栈顶地址和栈顶2个字节的内容分别是什么当前栈顶的地址=2FF00H当执行PUSH BX 指令后，栈顶地址=2FEFEH（2FEFEH）=57H（2FEFFH）=34H3．8 设DX=78C5H，CL=5，CF=1，确定下列各条指令执行后，DX和CF中的值。
微机原理及接第七章中断技术可编程中断控制器(Intel 8259A)口技术
A/D转换器 开关量输入 D/A转换器 开关量输出
键盘 数字化仪 点阵打印 CRT 显示 光笔 图形输入 激光打印 液晶显示 声音输入 喷墨打印 绘图仪 X-Y记录仪 扫描仪
硬盘 软盘 光盘 磁带
微机控制各类接口框图
二、 CPU 与外设之间的接口信息
1. 数据信息 (DATA) CPU与外设交换的基本信息是数据， 有三种类型： (1) 数字量 由键盘、光电输入机等输入的信息。
译 码 器 三态缓 冲器 G
A15～A0 M/ IO
INTA INTR
中断允许 触发器
工作原理：若输入设备准备好数据，且中断允许，则通 过中断请求触发器发INTR。如果IF=1，则CPU在当前指 令执行完后，进入中断响应周期，发INTA，待到中断类 型号，进入中断服务实现数据传送。
外 设 准 备 数 据
3. 控制信息 (CONTROL)
CPU通过接口输出用以控制外设工作的信息。 例如控制I/O 设备启动或停止等。
AB CPU DB CB DATA STATUS I/O 设备
1 I/O 接口 2
3 CONTROL
CPU 与外设之间的接口信息
三、接口的功能
接口用以解决CPU与外设连接时存
在的矛盾，一般有以下功能： 1. 数据缓存：匹配不同的数据传送速率。 2. 端口寻址：选择某一外设，某一端口。 3. 命令译码：解释CPU输出的命令，产生相 应的操作控制信号。
4. 同步控制：协调时序上的差异。
8.2
I/O 端口的编址方式
接口电路中能被CPU访问的寄存器或某 些特定器件称为I/O端口。I/O端口分为数据 端口、状态端口和命令端口。
AB
CPU 1 I/O 接口 2 DATA
微型计算机原理-第7章(3)微机原理与接口技术(第三版)(王忠民)
第7章 输入/输出与中断-中断技术
… …
…
D7 D0 CPU
INTR
中 断 寄 存 器
INT ≥1
INT1 INT2
INT8
图7.13 软件查询法的硬件电路
第7章 输入/输出与中断-中断技术
断点保护
INT1？ Y N INT2？ Y N
对1号中 断源服
务 对2号中 断源服
务
… …
INT8？ Y N
1. 中断的定义
计算机在执行正常程序 过程中，当出现某种异常 事件或某种外部请求时， 处理器就暂停执行当前的 程序，而转去执行对异常 事件或某种外部请求的处 理操作。当处理完毕后， CPU再返回到被暂停执行的 程序，继续执行，这个过 程称为程序中断。
主程序
有中断请求
断点 继续执行
中断服务程序 中断处理
第7章 输入/输出与中断-中断技术
① 中断请求：是中断源向CPU发出的请求中断的要求。 软件中断源是在CPU内部由中断指令或程序出错直接
发中断； 硬件中断源必须通过专门的电路将中断请求信号送给
CPU，CPU也有专门的引脚接收中断请求信号。
第7章 输入/输出与中断-中断技术
② 中断响应：是指当计算机系统接收到中断请求后应作出的反 应。对于可屏蔽中断的响应要具备两个条件：一是中断允许触发器 的状态为1（即开中断），二是CPU在执行完现行指令之后。
返回断点
第7章 输入/输出与中断-中断技术
2. 中断系统 为实现中断功能而设置的硬件电路和与之相应的软件，称为中
断系统。 3. 中断源
引起中断的原因或发出中断请求的来源称为中断源。中断源可 分为硬件中断源和软件中断源两类。 4. 中断处理过程
微机原理、汇编语言与接口技术 第七章 习题答案 人民邮电出版社(周杰英 张萍 郭雪梅 著)
第7章输入/输出接口习题与参考答案这一章的习题与参考答案分为两大部分，一部分是输入输出概述及DMA控制器的习题与参考答案；另一部分是中断及中断控制器部分的习题与参考答案。
一、输入输出概述及DMA控制器的习题与参考答案1、请说明为什么输入接口的数据缓冲寄存器必须有三态输出功能而输出接口却不需要的原因。
解：输入接口的数据缓冲寄存器的输出端是直接接在数据总线上的，如果数据寄存器没有三态输出功能，则无论数据寄存器被寻址选中或未被选中，其数据都会被送上数据总线，若此时总线上真正要传送的数据与该输入缓存器的内容不一致时，就会发生总线冲突。
所以，输入接口的数据缓冲器必须有三态输出功能，以便当接口未被寻址选中时，其输出端处于高阻态，从而与总线隔离。
对于输出接口来说，是输入端与数据总线相连，而输出端是与外设相连，因此其输出不影响总线状态；另外，一个外设一般只与一个输出数据缓存器相连，因此输出接口的数据缓存器无须有三态输出功能。
2、8086/8088CPU中哪些寄存器可以用于I/O寻址？若I/O端口地址分别是10H和100H，分别写出向这两个端口写入73H的程序段。
解：8086/8088CPU内可以用于I/O寻址的寄存器为AL、AX和DX。
向端口10H写入73H的程序段为：MOV AL，73HOUT 10H，AL向端口10H写入73H的程序段为：MOV AL，73HMOV DX，100HOUT DX，AL3、图为7段显示器接口，显示器采用共阳极接法，试编写程序段，使AL中的一位十六进制数显示于显示器上。
输出锁存器地址为40H。
解：TABLE DB 3FH，06H，5BH，4FHDB 66H，6DH，7DH，07HDB 7FH，67H，77H，7CH，DB 39H，5EH，79H，71HLEA BX，TABLEXLA TOUT 40H，AL4、PC/XT机有哪些输入输出方式？各自的特点如何？DMA控制器应具备哪些功能？解：无条件方式：需要外设处于就绪状态，硬件简单；查询方式：CPU需要不断地查询外设是否就绪，浪费CPU时间，硬件较简单；中断方式：外设准备好后，向CPU发中断请求，请求CPU完成数据传输，外设与CPU 并行；硬件又比前两者复杂。
微机原理与接口技术(第二版)课后习题答案
微机原理与接口技术（第二版）课后习题答案第1章作业答案1.1 微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间有什么不同?解：把CPU(运算器和控制器)用大规模集成电路技术做在一个芯片上,即为微处理器。
微处理器加上一定数量的存储器和外部设备(或外部设备的接口)构成了微型计算机。
微型计算机与管理、维护计算机硬件以及支持应用的软件相结合就形成了微型计算机系统。
1.2 CPU在内部结构上由哪几部分组成?CPU应该具备哪些主要功能? 解：CPU主要由起运算器作用的算术逻辑单元、起控制器作用的指令寄存器、指令译码器、可编程逻辑阵列和标志寄存器等一些寄存器组成。
其主要功能是进行算术和逻辑运算以及控制计算机按照程序的规定自动运行。
1.3 微型计算机采用总线结构有什么优点?解：采用总线结构,扩大了数据传送的灵活性、减少了连线。
而且总线可以标准化,易于兼容和工业化生产。
1.4 数据总线和地址总线在结构上有什么不同之处?如果一个系统的数据和地址合用一套总线或者合用部分总线,那么要靠什么来区分地址和数据?解：数据总线是双向的(数据既可以读也可以写),而地址总线是单向的。
8086CPU为了减少芯片的引脚数量,采用数据与地址线复用,既作数据总线也作为地址总线。
它们主要靠信号的时序来区分。
通常在读写数据时,总是先输出地址(指定要读或写数据的单元),过一段时间再读或写数据。
1.8在给定的模型中，写出用累加器的办法实现15×15的程序。
解： LD A， 0LD H， 15LOOP：ADD A， 15DEC HJP NZ， LOOPHALT第 2 章作业答案2.1 IA-32结构微处理器直至Pentillm4,有哪几种?解：80386、30486、Pentium、Pentium Pro、Peruium II 、PentiumIII、Pentium4。
2.6 IA-32结构微处理器有哪几种操作模式?解：IA一32结构支持3种操作模式:保护模式、实地址模式和系统管理模式。
微机原理与接口技术控制器接口课件
时, 输出一种计数为“0”旳信号；并把计数初值自动重新装入, 再继 续反复做减“1”计数, 从而输出一种恒定旳周期性信号。 ◆定时/计数器旳应用： 在多任务系统中产生定时中断信号, 实现多任务程序旳分时切换； 在定时数据采集, 或者实时控制系统中, 产生精确旳对外部事件旳计数 信号, 或定时控制信号； 常做一种可编程旳波特率（时钟）发生器使用。
8253旳内部构造
D7~D0
RD WR CS
A1 A0
数据总线 缓冲器
读/写 控制 逻辑
控制寄存器
计数器0
初值寄存器 减1计数器 输出锁存器
计数器1
计数器2
CLK0 GATE0 OUT0 CLK1 GATE1 OUT1 CLK2 GATE2 OUT2
8253旳引脚性能
◆ D7~D0：8位、双向、三态数据线, 直接和系统数据总线连接。 ◆ CS：片选信号, 低电平有效。 ◆ RD, WR：读信号, 写信号, 低电平时有效。 ◆ A1, A0：8253端口选择线。00~10分别选择计数器0~2, 11选择控制
8253旳读操作编程
◆读取计数器旳目前值, 能够动态了解计数情况。
◆ 8253计数器旳读操作有直接读和锁存读两种。
直接读操作：计数输出寄存器随减1计数寄存器一直在动态变化, 直接 读得不到稳定值, 不太可靠（一般不用）。
锁存读操作：先用锁存命令（控制字D5D4为00）把计数值锁存到计数 输出寄存器, 然后再读。当计数值读走后, 锁存功能自动失锁。
(AB)
地址 译码
+5V
D7~D0
CLK0
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第7 章
教学重点
定时器和计数器基本概念•定时在微机系统中具有极为重要的作用，计数是
许多过程控制领域常用的功能。
•由数字电路中的计数电路构成。
•定时器由数字电路中的计数电路构成，通过记录
高精度晶振脉冲信号的个数，输出准确的时间间
隔。
•计数电路如果记录外设提供的具有一定随机性的
脉冲信号时, 主要反映脉冲的个数, 称为计数器。
定时功能的实现方法
基本概念•软件延时
–利用微处理器执行一个延时程序段实现；
–不用硬件，成本低，操作简单方便；
–但占用CPU时间、定时精度不高，随系统时钟频率
改变。
•不可编程的硬件定时
–采用分频器、单稳电路或简易定时电路控制定时时
间；
–定时电路简单、定时时间可以在一定范围改变。
•可编程的硬件定时
–软件硬件相结合、采用可编程定时器芯片；
–具有多种工作方式、能够输出多种控制信号；
–定时时间长，使用灵活，不占用CPU的时间。
软件延时举例
基本概念MOV DX , 3FFH;1023
TIME1: MOV AX, 0FFFFH;65535
TIME2: DEC AX;2T
NOP;2T
JNZ TIME2;16T
DEC DX
JNZ TIME1
;延时时间：20T×65535×1023
RET;1T =210ns
可编程定时/计数器8253定时芯片•3个独立的16位计数器通道
•每个计数器有6种工作方式
•可按二进制或十进制（BCD码）计数
8253的内部结构和引脚定时芯片
(1)计数器定时芯片
计数器的3个引脚
定时芯片•CLK 时钟输入信号
–在计数过程中，此引脚上每输入一个时钟信
号（下降沿），计数器的计数值减1。
•GATE 门选通输入信号
–控制计数器工作，可分成电平控制和上升沿
控制两种类型。
•OUT 计数器输出信号
–当一次计数过程结束（计数值减为0）,OUT
引脚上将产生一个输出信号。
(2)与处理器接口定时芯片
8253在IBM PC/XT机中的译码
A9 A8 A7 A6A5A4A3A2A1A0 0 0 0 0 0x x x x x 0 0 0 0 1x x x x x
0 0 0 1 1x x x x x →000H~01FH →020H~03FH
0 0 0 1 0x x x x x→040H~05FH
→060H~07FH
定时芯片
8253的编程
定时芯片•8253加电后的工作方式不确定。
•8253必须初始化编程，才能正常工作
–写入控制字
–写入计数初值
–读取计数值
–读装入的初始值
D7D6D5D4D3D2D1D0
1. 写入方式控制字
00 计数器0
01 计数器1
10 计数器2
11 非法00 锁存命令
01 只读写低字节
10 只读写高字节
11 先读写低字节
后读写高字节
000 方式0
001 方式1
010 方式2
011 方式3
100 方式4
101 方式5
0 二进制
1 十进制
定时芯片
8253的控制字编程定时芯片
2. 写入计数初值定时芯片
8253计数初值编程
定时芯片•已知：某个8253的计数器0、1、2端口和
控制端口地址依次是40H～43H。
•要求：设置计数器0采用二进制计数，写
入计数初值：1024（＝400H）。
•初始化程序
–mov ax,1024；计数初值：1024（＝400H）
–out 40h,al；写入低字节计数初值
–mov al,ah
–out 40h,al；写入高字节计数初值
3. 读取当前计数值定时芯片
可编程定时/计数器8253
定时芯片•要求：读出并检查1号计数器的当前计数
值是否是全“1”（假定计数值只有低8
位）。
•接口程序
again:
MOV AL，01000000B ；1号计数器的锁存命令
OUT 43H，AL ；写入控制寄存器
IN AL，41H；读1号计数器当前值
CMP AL，0FFH
JNE again
4. 读装入的计数初值－直接读操作
定时芯片•8253内部还提供了一种功能，使程序员
能在不干扰实际计数过程的情况下，读
出装入的计数初值。
•方法：
–只需对选定的计数器发出IN指令即可。
–分两次读，第1次从计数寄存器读出装入计
数初值的低字节，第2次读出高字节。
8253的工作方式
定时芯片•8253总共有6种工作方式，由方式控制字确
定；
•熟悉每种工作方式的特点才能根据实际应
用问题，选择正确的工作方式。
•每种工作方式的过程类似：
⑴设定工作方式
⑵设定计数初值
⑶启动
⑷计数初值进入减1计数器
⑸每输入一个时钟计数器减1的计数过程
⑹计数过程结束
方式0-计数结束中断定时芯片
方式1-程序可控单稳定时芯片
8253工作方式小结定时芯片
8253在IBM PC系列机上的应用应用举例
计数器2:扬声器控制
应用举例
•计数器2的输出控制扬声器的发声音调；
•计数器2工作在方式3，输出600Hz的方
波，经滤波后得到近似的正弦波，进而推
动扬声器发声；
•扬声器还受控于并行接口（8255芯片, 口地
址为60H～63H）；
•必须使PB0和PB1同时为高电平，扬声器才
能发出预先设定频率的声音（长音3S，短
音0.5S）。
扬声器发声子程序
应用举例；计数初值AX＝1.19318×106÷600=1983
SSP PROC NEAR
MOV AL, 10110110B
；计数器2，初值为16位，方式3，二进制格式OUT 43H, AL；控制口地址
MOV AX, 1983；计数初值
OUT 42H, AL ；写入低8位计数值
MOV AL, AH
OUT 42H, AL；写入高8位计数值
IN AL, 61H；读取8255 PB口原输出值
MOV AH, AL；将原输出值保留于AH中
扬声器发声子程序
(续)
OR AL, 03H；使PB
1、PB
均为1
OUT 61H, AL；打开GATE2门，输出方波到扬声器SUB CX, CX ；CX为循环计数，最大为216
L: LOOP L ；延时循环
DEC BL ；BL为子程序入口条件
JNZ L ；BL=6，发长声，BL=1发短声
MOV AL, AH ；取回AH中的8255PB口的原输出值OUT 61H, AL；恢复8255PB口
；PB
1、PB
不同时为高电平,停止发声
RET ；返回
SSP ENDP
应用举例
教学要求
•教学要求
–掌握8253的特点、工作过程及各工作方式的
特点；
–工作方式主要是方式2、3；
–掌握8253的编程控制（初始化）。
•作业
–P248: 2, 3, 4。