东南大学微机原理复习课(接口部分)

例题
例题4.4：某系统的存储器中配备有两种芯片；容 量分别为2K×8的EPROM和容量为1K×8的 RAM。它采用74LS138译码器产生片选信号： Y0，Y1，Y2直接到三片EPROM（1#，2#， 3#）；Y4，Y5则通过一组门电路产生四个片选 信号接到四片RAM（4#，5#，6#，和7#）。如 题图4-1，试确定每一片存储器的寻址范围。
例题
5-1(2)输入输出电路如教材中图5.11和5.12所示，试编一程 序，实现微机连续检测开关K1-K8状态，当开关K1-K8全部 闭合或全部断开时使LED亮，否则使LED熄灭，同时把开关 状态存放在SwitchS单元内。
MOV DX，218H ；开关输入端口 IN AL,DX CHKS: CMP AL，0FFH JZ ALLONOFF ; 全断开 CMP AL,0 JNZ ONOFF ALLONOFF: MOV AL,１ JMP LEDOUT ONOFF: MOV AL,0 LEDOUT: DX,219H ；LED端口:1 亮 OUT DX,AL MOV SwitchS，AL ；保存开关状态
第二次习题（复习）课
第4部分：半导体存储器 第5部分： 数字量输入输出
总线、接口概念 *接口电路（芯片）、端口地址 * 数据传送方式 * 中断电路及其处理 *定时/计数器电路与应用 * 并行接口电路与应用 * 串行接口电路与应用 DMA电路与应用
第6部分：模拟量输入输出
Cache—主存—外存（辅存） 三级存储系统结构
T/C 8253：定时器/计数器
各种工作方式的输出波形
方式 0
方式 1 方式 2 方式 3 方式 4
N 0 1 N 0 1
N N N/2 N N 0 1 0/N 0/N N/2 N 0 1 0 0 0 1 0
方式 5
定时器/计数器—例程
例题： 设 8253 通道 0-2和控制端口地址分别为 300H、 302H、 304H、306H，定义通道0工作在方式3，CLK0=2MHz ，要求通道 0 输出 1.5KHz方波；通道 1 用通道 0 的输出 作为计数脉冲，输出频率为 300Hz的负脉冲序列；通 道2每秒向CPU发50次中断请求。
根据运行时存取（读写）过程的不同分类 RAM---SRAM；DRAM ;数据,堆栈,速度(SRAM-Cache) ROM---EPROM，EEPROM，NVRAM特点; 程序,固化数据 ，电子盘
内/外存
半导体存储器
关键:与处理器的接口—正确读写单元,三态,使能, 选中单元：译码逻辑关系、译码器真值表 MOV [55AAH],AL (DS)=8000H 物理地址： 855AAH A19-A0: 1000 0101,0101,1010,1010 容量计算：n根地址线 I/O相同: (DX)=3F8H IN AL,DX ＝２n个单元 INC DX,
例题
（08考题 基本概念） 答案：A
总线、接口概念
地址总线（AB）——单向 数据总线（DB ）——双向 控制总线（CB）——每根线单向
5．接口技术—数字/模拟接口
输入指令IN AL,DX 时序 /IORD- AB译码选中 输出指令OUT DX,AL 时序 /IOWR 译码选中 所有接口电路的译码、指令操作（读图），简单互连
读入I/O数据存入单元之类基本要求必须掌握
中断及中断控制器8259
中断概念: CPU与外设交换信息的一种重要方式 ==》硬件手段，改变CPU执行程序的顺序（程序流） 分类 (1)外部中断 不可屏蔽中断NMI/可屏蔽中断INTR (2)内部中断 INT n：软中断 CPU的某些运算错误引起的中断：除法错、溢出 由调试程序debug设臵的中断：单步/断点
INT_PROC PROC FAR PUSH AX PUSH CX 补充PUSH DS PUSH DX MOV AX,DATA MOV DS,AX DEC IRQ_TIMES MOV CX, 0FFFFH LOOP2: NOP LOOP LOOP2 POP DX POP CX MOV AL,20H OUT 20H,AL POP AX 补充POP DS ;写OCW2
8259的编程
两步： 1、初始化编程——一次写入（编程） 初始化命令字ICW1~4 2、工作编程——可多次写入（编程） 工作命令字OCW1~3 初始化编程顺序： ICW1 ->ICW2 ->[多片时写ICW3] ->[需要时写ICW4]
中断处理程序
实验四（2）注意保护现场：相关的通用寄存器+段寄存器
了解：中断屏蔽；中断优先级；中断嵌套； 掌握：中断处理过程，中断服务程序，现场保护。
应用——外部中断的随机性，中断程序与其他程序的通信（ 共享内存）
中断及中断控制器8259
中断控制: 中断源---中断请求---中断响应---中断服务---中断恢复 CPU响应中断三个条件：外设提出中断申请；本中断未被屏蔽； CPU中断允许。 CPU步骤： ⑴获取中断类型号； ⑵将标志寄存器FLAGS的值入栈； ⑶将中断允许标志IF和单步标志TF清0——屏蔽外部其它中断请 求，避免CPU以单步方式执行中断处理程序； ⑷保护断点——将当前下一条指令的CS和IP的值入栈； ⑸根据中断类型号到中断向量表中找到中断向量，转入相应中 断服务子程序 (6)中断处理程序结束后，从堆栈中依次弹出IP、CS和FLAGS， 然后返回主程序断点处，继续执行原来的程序
可编程接口芯片: 独立/CS, /OE, /WR 信号
5．接口技术—数字/模拟接口
简单I/O：开关和LED/八段数码管的连接，输入三态缓冲 74LS245/244；输出锁存器74LS273上升沿/373下降沿；
硬件连线:
开关转换(上拉电阻)和LED驱动(限流电阻)
8255/273/244 I/O
例题
中断响应和处理流程
当前指令 结束？ PSW入栈、 清IF、TF CS、IP入栈
YHale Waihona Puke Baidu
软中断？
Y
调中断处理程序 （进入） 取类型码
Y
NMI？
Y
又有NMI？
Y
INTR？
Y
IF=1？
N
执行中断子程序
TF=1？ 执行 下一条指令
Y 硬件监测处理
IP、CS、PSW出栈 返回主程序
IRET
中断优先级——例程
习题5.4 如正以单步方式运行某用户程序（该程序开放外部 中断，即IF=1）的过程中执行一条除法指令时， INTR线上出现可屏蔽中断请求。然后，这条除法指 令产生了除法出错中断。试指出CPU处理这三种同 时出现的中断的顺序。 优先级从高到低：除0->INTR->单步
多种选择设计：（不 唯一，可标注说明）
可选常规，易实现
74LS138译码器
I/O三种方式
问题的提出：CPU与外设的工作速度不一致，如何解决效 率和可靠性？ 程序I/O（查询）--三种端口数据/状态/控制及作用, 中断，效率较高，CPU响应较快，但传送由中断软件完成 DMA，可以实现外设和存储器之间的数据高速传送，不需 要处理器。效率较高，硬件完成，但电路复杂
例题
1# 8000H—87FFH 2# 8800H—8FFFH 3# 9000H—97FFH 4# A000H—A3FFH 5# A400H—A7FFH 6# A800H—ABFFH 7# AC00H—AFFFH A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 4# 1 0 1 0 0 0 5# 1 0 1 0 0 1 6# 1 0 1 0 1 0 7# 1 0 1 0 1 1
定时器/计数器—例程
8253 D7~D0 RD WR A2 74LS138 A1 +5V D7~D0 GATE0 RD GATE1 WR GATE2 A1 2MHz CLK A0 0 OUT0 1.5KHz OUT1 300Hz CLK2 OUT2 CLK1
A9 A8 A7 A6 A5 M/IO
G1
补充 STI ;开中断
补充 CLI ;关中断
IRET INT_PROC ENDP
T/C 8253：定时器/计数器
背景 为CPU和外部设备提供实时时钟: 定时或延时控制 定时中断、定时检测、定时扫描——Timer 对外部事件计数——Counter。
可编程8253：单通道长时间定时器的软件编程实现—软件定时器 硬件级连的概念---定时中断
；初值低8位 ；初值高8位
；方式2，只读/写低8位， BCD计数
；初值
；方式3，只读/写低8位，BCD计数
；初值
定时器/计数器—例程
习题5.9： 假定一片8253连接至1KHz的时钟，用该8253以BCD格式保 持一天中的时间，精度为秒。在HOURS（小时）、 MINUTES（分）、SECOND（秒）等字节均装入当前时 间以后，就立即开始计时。试编写一个8253的初始化程序 和一个在每秒结束时修改时间的中断程序。
时/CS=0
A0—An-1
OUT DX,AL
译码
全译码、部分译码、线选译码 常规时序（了解） 片选-片内两级译码
2-4 3-8 4-16 译码
74LS138真值表
译码（续）
8086/8088有20根地址线
例题
系统程序存放在______存储器中有可能支持 程序在线升级。 (A) RAM (B) ROM (C) EPROM (D) Flash-ROM 答案：D
T/C 8253：定时器/计数器
可编程定时器/计数器(减法) 定时器与计数器的差别--CLK 控制字：高/低字节，BIN/BCD 六种工作方式（数字n个脉冲--n可编程设臵） CLK/GATE/OUT的含义（作用） 方式 2使用 (定时器 ---频率发生器（n分频器） ---软 硬件启动) 软件触发—写入初值，硬件触发– Gate (08考题) 时间常数计算(计数初值) ，通道定时时间的最大值 计算 计数值最大时应臵时间常数为0(和LOOP CX相同)
G2A A4 A3 A0 G2B Y 0 C B A
CS
50次/秒中断
MOV DX, MOV AL,
306H 00110111B
；方式3，先读/写低8位， ；后读/写低8位， BCD计数
0通道初始化： OUT DX, AL MOV DX, 300H MOV AL, 34H OUT DX, AL MOV AL, 13H OUT DX, AL 1通道初始化： MOV DX, 306H MOV AL, 01010101B OUT DX, AL MOV DX, 302H MOV AL, 05H OUT DX, AL 2通道初始化： MOV DX, 306H MOV AL, 10010111B OUT DX, AL MOV DX, 304H MOV AL, 30H OUT DX, AL
MOV DX, CNT+3 MOV AL, 30H OUT DX, AL MOV AL, E7H MOV DX, CNT OUT DX, AL MOV AL, 03H OUT DX, AL ┇ ;控制字端口地址 ;通道0，先低后高，方式0
;计数初值1000-1=999（3E7H） ;通道0端口地址
（续） INTSV: PUSH … INC SECONDS CMP SECONDS,60 JC NEXTF MOV SECONDS,0 INC MINUTS CMP MINUTS,60 JC NEXTF MOV MINUTS,0 INC HOURS CMP HOURS,24 JC NEXTF MOV HOURS,0 ┇
考点：概念 例：选择题 8086/8088系统采用I/O端口与内存地址采取___B___方式。 (A) 统一编址 (B) 独立编址 (C) 部分译码 (D) 线选法译码 在独立编址方式下，存储单元和I/O设备是靠 C 来区分的。 Ａ：不同的地址代码 Ｂ：不同的地址总线 Ｃ：不同的指令或不同的控制信号 例：填空题 微机系统中一般有3 种基本I/O控制方式，分别是程序（查询） 方式， 中断方式，和DMA方式。
0通道工作在方式3（方波），n0＝2MHz/1.5KHz＝1334 1通道工作在方式2（速率发生器），n1＝1.5KHz/300Hz＝5 2通道工作在方式3（结束中断）， 当CLK2＝2MHz时， n2＝2MHz/50Hz＝40000; 当CLK2＝OUT0＝1.5KHz时， n2＝1.5KHz/50Hz＝30 ; 当CLK2＝OUT1＝300Hz时， n2＝300Hz/50Hz＝6