微型计算机原理与接口技术第八章
微型计算机原理及接口技术第8章8253
计数器/定时器的内部结构
8253内部包含三个完全一样的计数器/定时器通道， 每个通道的工作是完全独立的
每个通道包含：
① 一个8位控制字寄存器：由编程设定该通道的工作方式、读 写格式和数制
② 一个16位计数初值寄存器：由程序设定初始计数值，可分 成高8位和低8位两个部分，可作8位寄存器使用
③ 一个计数器执行部件（实际的计数器）：实际上是一个16 位减法计数器，它的起始值是初始寄存器的值，由程序设 定。可分成高8位和低8位两个部分
优点：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
缺点：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
555定时器外部引脚和内部结构
可编程硬件定时
定时原理：利用可编程定时器/计数器芯 片附加硬件电路实现定时
输出信号的波形由工作方式决定，同时还要受 到GATE引脚上的门控信号控制，它决定是否 允许计数
计数器/定时器的定时功能
当加到CLK引脚上的脉冲为精确的时钟脉 冲，可实现定时的功能。
定时时间决定于计数脉冲的频率和计数 器的初值。
定时时间＝时钟脉冲周期×预置的计数初值
计数器/定时器的计数功能
方式1：可编程单稳态输出方式
写入控制字后OUT初始状态：高电平 门控信号GATE的作用：①高电平或低电平均不起作用；
②只有在GATE发生由低到高的正跳变，输出OUT由高
到低跳变，并开始计数；③在计数过程中，若GATE产 生负跳变，不影响计数；④在计数器回0之前，GATE 又产生由低到高的正跳变，8253又将初始值装入，重 新开始计数，使生成脉冲加宽。 计数过程中OUT状态：保持低电平 计数结束OUT状态：发生由低到高的正跳变。 计数器回0后，是否重新计数：否 应用：用于定时
微型计算机技术课后答案第六章-第八章
6.1 分类说明8086CPU有哪几种中断？答：8086CPU中断源可分为内部中断和外部中断，内部中断有溢出中断、除法出错中断、INTn指令中断、断点中断、单步（陷阱）中断；外部中断有可屏蔽中断INTR\不可屏蔽中断NMI。
6.2 简述 8086可屏蔽中断的响应过程。
可屏蔽中断INTR接受来自普通外设的中断请求信号（一般使用可编程中断控制器8059A来管理此类外设的中断请求），当该信号线有效时，CPU将根据中断允许标志IF的状态来决定是否响应。
如果IF=0，则表示INTR线上中断被屏蔽或禁止，CPU将不理会该中断请求而处理下一条指令。
由于CPU并不锁存INTR信号，INTR信号必须保持有效状态，直到接受到响应信号或撤销请求为止。
如果IF=1，则表示INTR线上的中断开放，CPU在完成现在正在执行的指令后，识别该中断请求，并进行中断处理。
6.5 中断应答时序如图6.2所示，说明前后两个INTA周期的任务。
第一个INTA表示对中断请求的响应，用于通知中断请求设备，第二个INTA用于将中断类型号送数据总线的低8位上。
期间LOCK信号用于保证在中断响应过程中不会被其他CPU占用总线而导致中断响应失败。
6.9 某外设中断类型号为10H，它的中断服务程序的入口地址为1020H：3FC9H，求其向量地址并具体描述中断向量的各字节在存储器中的存储情况。
解：向量地址：10H*4=40H[0040H]、[0041H]、[0042H]、[0043H]依次存放C9H、3FH、20H、10H6.10 某外设的中断服务子程序名称为INT_PROC，其中断类型号为18H，试编写一程序段将该外设的中断向量装入到中断向量表中。
解：向量地址：18H*4=60HPUSH DSMOV AX，0MOV DS，AXMOV WORD PTR [0060H]，OFFSET INT_PROCMOV WORD PTR [0062H]，SEG INT_PROCPOP DSHLT7.2 简述CPU与外围设备交换信息的过程。
微型计算机原理与接口技术》电子教案
《微型计算机原理与接口技术》电子教案第一章：微型计算机概述1.1 微型计算机的发展历程1.2 微型计算机的组成与结构1.3 微型计算机的性能指标1.4 微型计算机的应用领域第二章：中央处理器（CPU）2.1 CPU的结构与功能2.2 指令与指令集2.3 寄存器与寄存器组2.4 CPU的工作原理与工作周期第三章：存储器3.1 内存概述3.2 随机存取存储器（RAM）3.3 只读存储器（ROM）3.4 存储器层次结构与缓存技术第四章：微机系统中的输入/输出接口4.1 I/O接口的基本概念4.2 I/O端口与地址映射4.3 I/O指令与DMA传输4.4 中断与中断处理第五章：总线与接口技术5.1 总线的概念与分类5.2 总线标准与协议5.3 接口技术与接口电路5.4 常用接口设备及其驱动程序第六章：微机系统的扩展接口6.1 扩展接口的分类与功能6.2 ISA、EISA、PCI和PCI Express总线6.3 扩展槽与扩展卡6.4 声卡、显卡、网卡等常见扩展接口设备第七章：外部设备7.1 微机系统的外部设备概述7.2 输入设备：键盘、鼠标、扫描仪等7.3 输出设备：显示器、打印机、音箱等7.4 存储设备：硬盘、固态硬盘、光盘等第八章：嵌入式系统8.1 嵌入式系统的基本概念8.2 嵌入式系统的组成与结构8.3 嵌入式处理器与实时操作系统8.4 嵌入式系统的应用案例第九章：接口编程基础9.1 接口编程的基本概念9.2 接口编程的常用方法与工具9.3 汇编语言接口编程9.4 C语言与接口编程第十章：实战项目与案例分析10.1 微机系统接口设计概述10.2 实战项目一：设计一个简单的并行接口10.3 实战项目二：基于PCI总线的数据采集系统10.4 实战项目三：嵌入式系统设计与开发10.5 案例分析：接口技术在现代计算机系统中的应用第十一章：串行通信接口11.1 串行通信的基本概念11.2 串行通信的协议与标准11.3 串行通信接口电路11.4 串口通信编程与应用第十二章：USB接口技术12.1 USB概述与历史12.2 USB接口的物理结构12.3 USB协议与数据传输12.4 USB设备驱动程序开发第十三章：网络接口与通信协议13.1 计算机网络基础13.2 局域网与广域网接口技术13.3 TCP/IP协议簇13.4 网络接口卡（NIC）与网络通信第十四章：无线通信接口14.1 无线通信技术概述14.2 Wi-Fi接口与IEEE 802.11标准14.3 Bluetooth技术与蓝牙接口14.4 移动通信接口与4G/5G网络第十五章：现代接口技术发展趋势15.1 云计算与虚拟化接口技术15.2 物联网（IoT）接口技术15.3 边缘计算与接口技术15.4 与机器学习接口技术重点和难点解析本《微型计算机原理与接口技术》电子教案涵盖了微型计算机的基本概念、组成结构、性能指标、接口技术、外部设备、嵌入式系统、接口编程以及实战项目等多个方面。
微机原理及接口技术重点及例题
第一章思考题与习题：1．什么叫微处理器、微机？微机系统包含哪些部分？2 ．为什么计算机使用二进制计数制？3．CPU 在内部结构上由哪几部分组成？4 ．十六进制的基数或底数是。
5．将下列十进制数分别转换成十六进制、二进制、八进制数：563 6571 234 1286 ．将下列十进制小数转换成十六进制数（精确到小数点后4 位数）：0.359 0.30584 0.9563 0.1257．将1983.31510转换成十六进制数和二进制数。
8．将下列二进制数转换成十进制数、十六进制数和八进制数：（1）101011101.11011 （2 ）11100011001.011 （3 ）1011010101.00010100111 9．将下列十六进制数转换成十进制数和二进制数：AB7.E2 5C8.11FF DB32.64E10．判断下列带符号数的正负，并求出其绝对值（负数为补码）：10101100；01110001；11111111；10000001。
11．写出下列十进制数的原码、反码和补码（设字长为8 位）：+64 -64 +127 -128 3/5 -23/12712．已知下列补码，求真值X ：（1）[X]补=1000 0000（2 ）[X]补=1111 1111（3 ）[-X]补=1011011113．将下列各数转换成BCD 码：30D，127D，23D，010011101B，7FH14．用8421 BCD 码进行下列运算：43+99 45+19 15+3615．已知X =+25，Y =+33，X = -25，Y = -33，试求下列各式的值，并用其对应的真值进行验证：1 12 2（1）[X +Y ]补1 1（2 ）[X -Y ]补1 2（3 ）[X -Y ]补1 1（4 ）[X -Y ]补2 2（5 ）[X +Y ]补1 2（6 ）[X +Y ]补2 216．当两个正数相加时，补码溢出意味着什么？两个负数相加能产生溢出吗？试举例说明。
微机原理及接口第八章习题解答
“微机系统原理与接口技术”第八章习题解答（部分）1. 什么叫总线和总线操作？为什么各种微型计算机系统中普遍采用总线结构？答：总线是模块与模块之间传送信息的一组公用信号线；而模块间信息传送时与总线有关的操作统称为总线操作；模块间完成一次完整信息交换的时间称为一个总线操作周期。
总线标准的建立使得各种符合标准的模块可以很方便地挂在总线上，使系统扩展和升级变得高效、简单、易行。
因此微型计算机系统中普遍采用总线结构。
2．微机总线有哪些种类？其数据传输的主要过程是什么？答：微机中目前普遍采用的总线标准包括系统内总线标准和系统外总线标准两类：系统内总线标准一般指微机主板插槽（系统扩展板）遵循的各种标准，如PC/XT总线标准、ISA 总线标准（PC/AT总线标准）、VL总线标准（VESA具备总线标准）、PCI局部总线标准等；系统外总线标准指系统互连时遵循的各种标准，多表现为微机对外的标准接口插头，有时也称为接口标准，如EIA RS-232异步串行接口标准、USB通用串行接口标准、IEEE-488通用并行接口标准等。
一个总线操作周期一般分为四个阶段，即：总线请求及仲裁阶段、寻址阶段、传数阶段和结束阶段。
在含有多个主控制器的微机系统中，这四个阶段都是必不可少的；而在仅含一个主控制器的单处理器系统中，则只需要寻址和传数两个阶段。
3．计算机系统与外部设备之间相互连接的总线称为系统外总线（通信总线）；用于连接微型机系统内各插件板的总线称为系统内总线（板级总线）；CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线称为片内总线。
4．一次总线的信息传送过程大致可以分为4个阶段，依次为总线请求及仲裁阶段、寻址阶段、传数阶段和结束阶段。
8．同步总线有哪些优点和缺点？主要用在什么场合？答：同步并行总线时序是指总线上所有信号均以同步时钟为基准，所有接在总线上的设备的信息传输也严格与同步时钟同步。
同步并行总线的优点是简单、易实现；缺点是无法兼容总线上各种不同响应速度的设备，因为同步时钟的速度必须以最慢的响应设备为准，这样总线上的高速设备将无法发挥其高速性能。
微型计算机原理与接口技术(第4版)___题解及实验指导
微型计算机原理与接口技术（第4版）___题解及实验指导这份大纲旨在为《微型计算机原理与接口技术（第4版）吴宁题解及实验指导》给出一个概览，请参考以下内容。
概述介绍微型计算机原理与接口技术的基本概念引言微型计算机的发展和应用阐述微型计算机系统的组成和层次结构计算机硬件描述计算机硬件的基本组成包括中央处理器、存储器和输入输出设备讨论硬件的功能和特点计算机软件介绍计算机软件的概念和分类强调操作系统的作用和功能讨论软件的开发和应用微型计算机接口研究计算机与外部设备之间的连接和通信介绍接口的原理和技术分析接口的设计和实现实验指导实验准备介绍进行实验所需的基本准备工作包括实验器材、软件环境和实验原理的研究实验内容提供各章节相关实验的具体内容和步骤引导学生逐步完成实验任务强调实验中的关键点和注意事项实验总结总结每个实验的目的和结果分析实验过程中遇到的问题和解决方法提供实验的评价和改进建议通过这份《微型计算机原理与接口技术（第4版）吴宁题解及实验指导》大纲，学生可以了解该教材的内容和结构，对于研究和实验有一个整体的认识和预期。
本章介绍微型计算机原理与接口技术的基本概念和背景。
首先，讲解了计算机系统的组成和发展历程，帮助读者了解计算机系统的基本结构和演化过程。
其次，介绍了微型计算机的特点和分类。
通过本章的研究，读者能够建立起对微型计算机原理与接口技术的整体认识和理解。
本章将深入探讨微型计算机的结构和各个功能部件的作用。
首先，介绍了微型计算机的总线结构和数据流动方式，帮助读者了解信息在计算机系统中的传输过程。
然后，讨论了微型计算机的存储器层次结构和主要存储器的特点。
随后，讲解了微型计算机的中央处理器（CPU）的功能和内部结构。
最后，介绍了微型计算机的输入输出系统，包括输入设备和输出设备的种类和原理。
通过本章的研究，读者能够全面了解微型计算机的内部结构和各个功能部件的作用。
本章重点介绍微型计算机的编程技术，包括指令系统和汇编语言编程。
微机原理与单片机接口技术(第2版)李精华 第8章 微处理器控制系统的接口扩展
8.1.2 编址技术
所谓编址，就是通过51单片机地址总线，使片外扩展的存 储器和I/O口中的每个存储单元或元器件，在51单片机的寻址 范围内均有独立的地址，以便51单片机使用该地址能唯一地选 中该单元。51单片机对外部扩展的存储器和I/O设备进行编址 的方法有两种：线选法和译码法。 1、线选法
所谓线选法，就是直接选定单片机的某根空闲地址线作为 存储芯片的片选信号。 2、译码法
由P0口作为地址线低8位，P2口作为地址线高8位，构 成16位地址，寻址范围为64KB。由于P0口分时复用为 地址总线和数据总线，除提供低8位地址之外，又要 作为数据口，地址和数据分时控制输出。为避免地址 和数据的冲突，低8位地址必须用锁存器锁存。也就 是在P0口外加一个锁存器，当ALE为下降沿时，将低8 位地址锁存。
位（LSB）所对应的输入模拟电压的变化量。分辨率定义 为转换器的满刻度电压（基准电压）VFSR与2n的比值，即
分辨率= VFSR 式中，n为A/D转2换n器输出的二进制位数，n越大，分
辨率越高。分辨率取决于A/D转换器的位数，所以习惯上 用输出的二进制位数或BCD码位数表示。
8.2 A/D转换器与D/A转换器简介
2．A/D转换器的主要技术指标 • （2）量化误差：模拟量是连续的，而数字量是断续
的，当A/D转换器的位数固定后，数字量不能把模拟 量所有的值都精确地表示出来，这种由A/D转换器有 限分辨率所造成的真实值与转换值之间的误差称为量 化误差。一般量化误差为数字量的最低有效位所表示 的模拟量，理想的量化误差容限是±1/2LSB。
三、教学难点
I2C总线接口的程序设计。
四、教学方式
8.1 单片机的外部并行总线
8.1.1 并行总线结构 51单片机具有外部并行总线，分为地址总线（AB）
微型计算机原理与接口技术第二版-刘彦文 等-第8章
2) 方式1的使用场合 选定方式1，规定一个端口的输入输出方式的同 时，就自动规定了有关的联络、控制信号和中 断请求信号。 如果外设能向8255A提供输入数据选通信号或 输出数据接收应答信号，就可采用方式1。
具体来说，方式1有两种用法： (1) 中断方式。将两个INTE置为1，A组和B组可 以使用各自的INTR信号申请中断。 (2) 查询方式。微处理器通过读端口C，可以查 询IBF、-OBF信号的当前状态，决定是否立即进 行数据传输。
图8.2 8255A内部结构框图
1. 三个并行输入／输出端口(端口A、端口B、端 口C) 8255A有A、B、C三个并行输入／输出端口(简 称为A口、B口、C口)，其功能全部由程序设定， 每个端口都有自己的特点。 A口、B口通常作为独立的I/O端口使用，C口也 可以作为一般的I/O端口使用，但当A口、B口作 为应答式的I/O口使用时，C口分别用来为A口、 B口提供应答控制信号，各端口的功能见表 8.1(p283)。
(6) INTR：中断请求信号，由8255A输出给微 处 理器或中断控制器 。 输入数据时出现-STB或输出数据时出现-ACK信 号后沿，8255A都会产生中断请求信号INTR， 向微处理器申请中断，请求微处理器输入当前 数据或输出下一个数据。 INTRA有效表示A口申请中断，INTRB有效表示B 口申请中断。 输入数据时，读数据信号后沿使INTR请求无效； 输出数据时，信号后沿使INTR无效。
综上所述，方式1的工作特点可归纳如下： 端口A 和端口B均可工作在方式1的输入或输出 方式。 若端口A和端口B中只有一个工作在方式1，而 另一个工作在方式0，则端口C中有3位作为方式 1的联络信号，其余5位均可工作在方式0的输入 或输出方式。 若端口A和端口B都工作在方式1，则C口中6位 作其联络信号，剩下的2位还可工作在方式0的 输入输出方式。
微型计算机原理与接口技术》电子教案
微型计算机原理与接口技术》电子教案第一章：微型计算机概述1.1 微型计算机的发展历程1.2 微型计算机的组成及工作原理1.3 微型计算机的分类及性能指标1.4 微型计算机的应用领域第二章：中央处理器（CPU）2.1 CPU的结构与功能2.2 指令集与指令执行过程2.3 CPU的主要性能指标2.4 CPU的发展趋势第三章：存储器3.1 存储器的分类与功能3.2 随机存储器（RAM）3.3 只读存储器（ROM）3.4 硬盘存储器与固态硬盘3.5 存储器的发展趋势第四章：微机接口技术4.1 接口的基本概念与功能4.2 接口的分类与标准4.3 并行接口与串行接口4.4 USB接口与Thunderbolt接口4.5 接口技术的应用与发展第五章：微型计算机的启动与中断5.1 微型计算机的启动过程5.2 BIOS与UEFI5.3 中断与中断处理5.4 中断控制器与中断优先级5.5 中断的应用与编程第六章：微型计算机的输入/输出接口6.1 I/O接口的基本概念与功能6.2 I/O端口与地址映射6.3 直接内存访问（DMA）6.4 I/O指令与I/O控制6.5 I/O接口的应用实例第七章：常用外部设备7.1 显示器与显卡7.2 键盘与鼠标7.3 打印机与扫描仪7.4 网络设备与声卡7.5 外部设备接口与数据传输第八章：总线与桥接器8.1 总线的概念与分类8.2 总线的传输速率与位宽8.3 总线arbitration 与bus mastering8.4 PCI总线与PCIe总线8.5 桥接器的功能与分类第九章：嵌入式微型计算机9.1 嵌入式系统的概念与特点9.2 嵌入式微处理器的结构与选型9.3 嵌入式操作系统9.4 嵌入式系统的应用领域9.5 嵌入式系统的发展趋势第十章：微型计算机的故障检测与维护10.1 微型计算机的故障类型与检测方法10.2 硬件故障的诊断与维修10.3 软件故障的排除与修复10.4 数据备份与恢复10.5 微型计算机的保养与维护重点和难点解析一、微型计算机的发展历程难点解析：了解不同历史阶段的微型计算机技术特点，以及它们如何推动了计算机技术的发展。
微机原理与接口技术课后习题答案(朱红)
第一章习题答案一、选择题1.十进制数 66 转换成二进制数为_______。
A. 11000010B.01100110C.11100110D.01000010答案：D2.十进制数 27.25 转换成十六进制数为_______。
A. B1.4HB.1B.19HC.1B.4HD.33.4H答案：C3.下列数中最小的是________。
A. (101001)2B. (52)8C. (2B)16D. (50)10答案：A4.若一个数的 BCD 编码为 00101001，则该数与______相等。
A. 41HB.121DC.29DD. 29H答案：C5.十进制数 9874 转换成 BCD 数为________。
A. 9874HB. 4326HC. 2692HD. 6341H答案：A6.BCD 数 64H 代表的真值为_______。
A. 100B.64C.-100D.+100答案：B7.十六进制数 88H，可表示成下面几种形式，错误的表示为_______。
A. 无符号十进制数 136B.带符号十进制数-120C.压缩型 BCD 码十进制数 88D.8 位二进制数-8 的补码表示答案：D8.若[A]原=1011 1101，[B]反=1011 1101，[C]补=1011 1101，以下结论正确的是______。
A. C 最大B. A 最大C.B 最大D.A=B=C答案：B9.8 位二进制补码表示的带符号数 1000 0000B 和 1111 1111B 的十进制数分别是____。
A. 128 和 255 B. 128 和-1 C. -128 和 255 D. -128 和-1答案：D10.微机中地址总线的作用是___________。
A.用于选择存储器单元B.用于选择进行信息传输的设备C.用于指定存储器单元和 I/O 设备接口单元的选择地址D.以上选择都不对答案：C11.计算机中表示地址使用____。
A.无符号数B.原码C.反码D.补码答案：A二、填空题1.计算机的主机由_______、控制器、主存储器组成。
微机原理与接口技术第1-11章作业答案
第一章：1.1 为什么需要半加器和全加器，它们之间的主要区别是什么?答：无论是全加器还是半加器均能实现两个一位的二进制数相加，得到相加的和和向高位的进位。
半加器不需要考虑来自低位的进位，而全家器需考虑来自低位的进位。
1.2 用补码法写出下列减法的步骤：(1) 1111(2)-1010(2)=?(2)=?(10)=00001111B+11110110B=00000101B=5D(2) 1100(2)-0011(2)=?(2)=?(10)=00001100B+11111101B=00001001B=9D第二章：2.1 ALU是什么部件?它能完成什么运算功能?试画出其符号。
答：ALU是算术逻辑运算单元的简称，该部件既能进行二进制数的四则运算，也能进行布尔代数的逻辑运算。
符号略！2.2 触发器、寄存器及存储器之间有什么关系?请画出这几种器件的符号。
答：触发器能存储一位的二进制信息，是计算机记忆装置的基本单元。
寄存器是由多个触发器构成的，能存储多位二进制信息。
存储器又是由多个寄存器构成的。
器件的符号略！2.4 累加器有何用处?画出其符号。
答：累加器是由多个触发器构成的多位寄存器，作为ALU运算过程的代数和的临时存储处。
累加器不仅能装入及输出数据外，还能使存储其中的数据实现左移或右移。
符号略！2.6 何谓L门及E门?它们在总线结构中有何用处?答：L门即LOAD控制端，是用以使寄存器接受数据输入的控制门；E门即ENABLE控制端，是三态输出门，用以控制寄存器中的数据输出至总线。
有了L门及E门，就可以利用总线结构，从而使信息传递的线路简单化。
2.10 除地线公用外，5根地址线和11根地址线各可选多少个地址?答：5根地址线可选25=32个地址；11根地址线可选211=2048个地址。
2.12 存储地址寄存器(MAR)和存储数据寄存器(MDR)各有何用处?答：MAR和MDR均是存储器的附件。
存储地址寄存器(MAR)是一个可控的缓冲寄存器，具有L门以控制地址的输入，它和存储器的联系是双态的，存储地址寄存器存放的是索要寻找的存储单元的地址。
微型计算机原理与接口技术第八章课后答案
第八章1. 8253芯片有哪几个计数通道？每个计数通道可工作于哪几种工作方式？这些操作方式的主要特点是什么？答：8253内部包含3个完全相同的计数器/定时器通道，即0～2计数通道，对3个通道的操作完全是独立的。
8253的每个通道都有6种不同的工作方式。
方式0——计数结束中断方式：当对8253的任一个通道写入控制字，并选定工作于方式0时，该通道的输出端OUT立即变为低电平。
要使8253能够进行计数，门控信号GATE 必须为高电平。
经过n十1个脉冲后，计数器减为0，这时OUT引脚由低电平变成高电平。
OUT引脚上的高电平信号，一直保持到对该计数器装入新的计数值，或设置新的工作方式为止。
在计数的过程中，如果GATE变为低电平，则暂停减1计数，计数器保持GATE有效时的值不变，OUT仍为低电平。
待GATE回到高电平后，又继续往下计数。
方式1——可编程单稳态输出方式：当CPU用控制字设定某计数器工作于方式1时，该计数器的输出OUT立即变为高电平。
GATE出现一个上升沿后，在下一个时钟脉冲的下降沿，将n装入计数器的执行部件，同时，输出端OUT由高电平向低电平跳变。
当计数器的值减为零时，输出端OUT产生由低到高的正跳变，在OUT引脚上得到一个n个时钟宽度的负单脉冲。
在计数过程中，若GATE产生负跳变，不会影响计数过程的进行。
但若在计数器回零前，GATE又产生从低到高的正跳变，则8253又将初值n装入计数器执行部件，重新开始计数，其结果会使输出的单脉冲宽度加宽。
方式2——比率发生器：当对某一计数通道写入控制字，选定工作方式2时，OUT端输出高电平。
如果GATE为高电平，则在写入计数值后的下一个时钟脉冲时，将计数值装入执行部件，此后，计数器随着时钟脉冲的输入而递减计数。
当计数值减为1时，OUT端由高电乎变为低电平，待计数器的值减为0时，OUT引脚又回到高电平，即低电平的持续时间等于一个输入时钟周期。
与此同时，还将计数初值重新装入计数器，开始一个新的计数过程，并由此循环计数。
微机原理与接口技术第1-11章作业答案
第一章：1.1 为什么需要半加器和全加器，它们之间的主要区别是什么?答：无论是全加器还是半加器均能实现两个一位的二进制数相加，得到相加的和和向高位的进位。
半加器不需要考虑来自低位的进位，而全家器需考虑来自低位的进位。
1.2 用补码法写出下列减法的步骤：(1) 1111(2)-1010(2)=?(2)=?(10)=00001111B+11110110B=00000101B=5D(2) 1100(2)-0011(2)=?(2)=?(10)=00001100B+11111101B=00001001B=9D第二章：2.1 ALU是什么部件?它能完成什么运算功能?试画出其符号。
答：ALU是算术逻辑运算单元的简称，该部件既能进行二进制数的四则运算，也能进行布尔代数的逻辑运算。
符号略！2.2 触发器、寄存器及存储器之间有什么关系?请画出这几种器件的符号。
答：触发器能存储一位的二进制信息，是计算机记忆装置的基本单元。
寄存器是由多个触发器构成的，能存储多位二进制信息。
存储器又是由多个寄存器构成的。
器件的符号略！2.4 累加器有何用处?画出其符号。
答：累加器是由多个触发器构成的多位寄存器，作为ALU运算过程的代数和的临时存储处。
累加器不仅能装入及输出数据外，还能使存储其中的数据实现左移或右移。
符号略！2.6 何谓L门及E门?它们在总线结构中有何用处?答：L门即LOAD控制端，是用以使寄存器接受数据输入的控制门；E门即ENABLE控制端，是三态输出门，用以控制寄存器中的数据输出至总线。
有了L门及E门，就可以利用总线结构，从而使信息传递的线路简单化。
2.10 除地线公用外，5根地址线和11根地址线各可选多少个地址?答：5根地址线可选25=32个地址；11根地址线可选211=2048个地址。
2.12 存储地址寄存器(MAR)和存储数据寄存器(MDR)各有何用处?答：MAR和MDR均是存储器的附件。
存储地址寄存器(MAR)是一个可控的缓冲寄存器，具有L门以控制地址的输入，它和存储器的联系是双态的，存储地址寄存器存放的是索要寻找的存储单元的地址。
微型计算机原理及接口技术知到章节答案智慧树2023年重庆大学
微型计算机原理及接口技术知到章节测试答案智慧树2023年最新重庆大学第一章测试1.单纯的微处理器不是计算机，单纯的微型计算机也不是完整的计算系统，它们都不能独立工作。
（）参考答案:对2.当运算结果各位全部为零时，标志位ZF＝0。
( )参考答案:错3.控制器是( )。
参考答案:根据指令完成操作功能的硬件4.寄存器中所存放的二进制数，可以是存储单元的地址号。
（）参考答案:对5.随着堆栈操作的进行，堆栈指示器SP的值会自动地发生变化。
（）参考答案:对6.存储系统分级方法的依据是程序访问的局部性原理。
（）参考答案:对7.以下叙述中，不正确的是（）。
参考答案:EPROM使用电擦除方式8.所有的I/O接口电路都需要数据端口、控制端口和状态端口。
( )参考答案:错9.地址总线的位数决定了内存的直接寻址范围。
（）参考答案:对10.总线标准的形成方式都是先有产品后有标准。
( )参考答案:错第二章测试1.指令的操作码部分主要用于给出计算机该做什么。
（）参考答案:对2.取出的指令的操作数，将经CPU的内总线送入指令寄存器IR，然后再送到指令译码器lD。
( )参考答案:错3.在8位的微处理器中，取指令、分析指令和执行指令是按一条指令接着一条指令的顺序串行完成的。
（）参考答案:对4.下面哪项功能不是由执行单元EU承担的？（）参考答案:取指令5.现代高档微机中普通采用了流水线结构，因此每条指令的执行时间明显缩短。
参考答案:错6.8086把1MB空间分为若干逻辑段，每段最多可含( )的存储单元。
参考答案:64KB7.存储器内部段与段之间是( )参考答案:都可以8.在80486微机系统中，其分段机制与CPU的工作方式有关。
（）参考答案:对9.在8086CPU中，BL是BX寄存器的高8位部分的名称。
（）参考答案:错10.在80486CPU中，CX是ECX寄存器的低16位部分的名称。
（）参考答案:对第三章测试1.以下关于指令的描述中，错误的是（）。
微型计算机原理与接口技术第八章
（2）独立编址方式
优点：
1）可读性好，输入输出指令和访问存储器的指令有明显的区别，
使程序清晰； 2）I／O指令长度短，执行的速度快，占用内存空间少； 3）I／O地址译码电路较简单。 缺点：CPU指令系统中必须有专门的IN和OUT指令，而且这些指
令的功能没有访问存储器的指令强。
8.2.3
端口与CPU之间的接口
图8-3 锁存器与译码器
(a) 锁存器74LS373 (b) 译码器74LS138
8.2.2 端口的编址方式
1、端口
接口内部通常设置有若干个寄存器，用来暂存CPU和外设之间 传输的数据、状态和命令，这些寄存器被称为端口。 端口根据寄存器内暂存的信息可分为： 数据端口、命令端口和状态端口。
状态信息的获取：CPU对状态端口进行一次读操作。
（1）统一编址方式
优点：
1）简化了指令系统的设计，在微处理器指令集中不必包含I／O 操作指令；
2）访问I／O设备的指令类型多、功能强，能用访问存储器指令， 对 I／O设备进行方便、灵活的操作； 3）I／O地址空间可大可小，能根据实际系统上的外设数目来调 整。
缺点：I／O端口占用了存储单元的地址空间，且I／O译码电路变 得较复杂。其次，访问存储器的指令一般要比较长，这样 延长了输入输出操作时间。
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
y0 y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7
┇ ┇
┇ ┇
┇ ┇
8D
D Q C
8 O
(8)
A2 A1 A0
C B A
输入 A5A4A3A2A1A0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1
微型计算机原理及接口技术(第三版)(裘雪红)作者提供课件章 (9)
R
R
R
I/16
I/8
I/4
I/2
I
VREF
8
I
I
I
I
i 24 D0 23 D1 22 D2 21 D3Iຫໍສະໝຸດ D0 24D1 23
D2 22
D3 21
VREF R
D0 24
D1 23
D2 22
D3 21
VREF 24 R
3 i0
Di 2i
VOUT
i
Rfb
R fb R
DAC0832： 8位，两级锁存，倒T形电阻网络，变换时间1μs。 1）引线、功能
D0～D7 ILE、CS、WR1：一级锁存（输入寄存器） XFER、WR2：二级锁存（变换寄存器） VREF：－10V～＋10V IOUT1、IOUT2 Rfb AGND；VCC、DGND 2）时序
13
8.1.4 A/D与D/A变换器接口 一、数字到模拟(D/A)变换器
11111111 ……
127 ……
－127 1 0 0 0 0 0 0 1
1
－128 1 0 0 0 0 0 0 0
0
3. 典型DAC芯片
偏移2进制码
D7 6 5 4 3 2 1 0 VOUT 1 1 1 1 1 1 1 1 +5V
1 1 1 1 1 1 1 0 ……
……
……
1 0 0 0 0 0 0 1 ……
上拉电阻
1.066667 1.142857 1.230769 1.333333 1.454545
1.6 1.777778
2 2.285714 2.666667
3.2 4 5.333333 8 16 无穷大
《单片机微型计算机原理与接口技术》第八章 80C51单片微机的系统扩展原理与接口技术
②开始数据传送 在串行时钟线（SCL）保持高电平的情况下，串行数据线（SDA ）上发生一个由高电平到低电平的变化作为起始信号（START） ，启动I2C 总线。I2C总线所有命令必须在起始信号以后进行。 ③停止数据传送 在串行时钟线（SCL）保持高电平的情况下，串行数据线 （SDA）上发生一个由低电平到高电平的变化，称为停止信号（ STOP）。这时将停止I2C 总线上的数据传送。 ④数据有效性 在开始信号以后，串行时钟线（SCL）保持高电平的周期 期间，当串行数据线（SDA）稳定时．串行数据线的状态表示数 据线是有效的。需要一个时钟脉冲。 每次数据传送在起始信号（START）下启动，在停止信号 （STOP）下结束。 在I2C总线上数据传送方式有两种，主发送到从接收和从发 送到主接收。它们由起始信号（START）后的第一个字节的最低 位（即方向位R／W）决定。
①串行数据线（MISO、MOSI） 主机输入／从机输出数据线（MISO）和主机输出／ 从机输入数据线（MOSI），用于串行数据的发送和接收。 数据发送时．先传送MSB（高位），后传送LSB（低位）。 在SPI设置为主机方式时，MISO线是从机数据输入线 ，MOSI是主机数据输出线；在SPI设置为从机方式时， MISO线是从机数据输出线，MOSI是从机数据输入线。
8.1.1外部并行扩展原理
单片微机是通过芯片的引脚进行系统扩展的。 80C51系列带总线的单片微机芯片引脚可以构成图8－1所 示的三总线结构．即地址总线（AB）数据总线（DB）和控制总 线（CB）。具有总线的外部芯片都通过这三组总线进行扩展。 （1）地址总线（AB） 地址总线由单片微机P0口提供 低8位地址A0～A7，P2口提 供高8位地址A8～A15。P0口是地址总线低8位和8位数据总线复 用口，只能分时用作地址线。故P0口输出的低8位地址A0～A7必 须用锁存器锁存。 锁存器的锁存控制信号为单片微机ALE引脚输出的控制信 号。在ALE的下降沿将P0口输出的地址A0～A7锁存。P0、P2口 在系统扩展中用做地址线后便不能作为一般I/O口使用。 由于地址总线宽度为16位，故可寻址范围为64 KB。 （2）数据总线（DB） 数据总线由P0口提供，用D0～D7表示。P0口为三态双向
《微型计算机原理与接口技术》课件 (8)
OUT 43H, AL
2. DX间址的I/O指令 当口地址 n > 8位二进制数时, 用DX间址
IN AL , DX ; [DX]的端口内容 → AL OUT DX , AL ; AL →[DX]的端口寄存器 IN AX , DX ; [DX] → AL, [DX+1] → AH OUT DX , AX ; AL → [DX], AH → [DX+1]
8
外设
数据线
锁
Q …...
存
CP D
器
地址译码器
D7
D0
IOW
执行OUT指令时: AL内容 → 数据线， 口地址 → 地址线上, IOW=低, 把数据锁存到 锁存器中。
2.查询方式 用查询方式交换信息, 必先了解外设的状态。
查询方式输入流程
查询方式输出流程
从状态口读取 状态信息
N 数据准备好？
Y 执行IN指令, 取出数据
为了将数据、状态、控制信息区分开，在接口电路中，设有不同的端口， 如数据端口、状态端口、控制端口，以接收、存放、输出不同的信息。
端口1 端口2 端口3 端口4
端口——用于存放信息的 8位或16位锁存器， 缓冲器等。 在PC机中通常为8位
端口分类: 数据口: 存放CPU向外设输出或外设输入的数据。 控制口: 存放控制信息--控制接口电路、外设的工作。 状态口: 存放状态信息 反映外设的状态。
F0001
F0002 02 6D
Kou1 外设
FFFFF
I/O端口独立编址
优点：不占用内存 缺点：CPU需设专门的
I/O指令。
外设
0000
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图8-10
例8-3 设某接口的状态端口地址为STATE，状态位从D7 位输入， 数据端口的地址为INPORT，输入数据的总字节数为INCOUNT，试 编制查询式输入数据的程序段。 解： 设输入数据存放在内存单元的首地址为BUFF MOV MOV INPUT： IN TEST SI， CX， AL， AL， BUFF INCOUNT STATE 80H
（1）统一编址方式
优点：
1）简化了指令系统的设计，在微处理器指令集中不必包含I／O 操作指令；
2）访问I／O设备的指令类型多、功能强，能用访问存储器指令， 对 I／O设备进行方便、灵活的操作； 3）I／O地址空间可大可小，能根据实际系统上的外设数目来调 整。
缺点：I／O端口占用了存储单元的地址空间，且I／O译码电路变 得较复杂。其次，访问存储器的指令一般要比较长，这样 延长了输入输出操作时间。
2）开关量转换
3）并行—串行转换 （4）实现CPU与外设之间同步工作 （5）实现CPU对端口的选择
8.2
CPU与端口之间的接口技术
8.2.1
最常用的简单输入／输出接口芯片
主要有缓冲器、锁存器和译码器。
（1）单向缓冲器 （2）双向缓冲器
74LS244 74LS245
1A1 1A2 1A3 1A4 1G 2A1 2A2 2A3 2A4 2G （a）
（2）状态信号
作用：指示外部设备当前的工作状态，协调CPU与外部设备之 间的操作。 （3）控制信号 作用：CPU向外设发出的命令。
8.1.2
输入／输出接口的功能
应具有以下基本功能： （l）解决CPU与外设之间速度不匹配问题 （2）实现信号电平的转换 （3）实现信号格式的转换 实现信号格式转 8 D0 ┇ D7 A T OE 8286 D0 ┇ D7 A T OE ≥1 1 A0~A9 CPU 地址 译码器 ≥1
D0~D7 8
D0 ┇ D7 接 口 电 RD 路
1 IORC BHE
CS A0 A1
图8-7
使用8086CPU连续地址的接口
8.3
CPU与端口之间的数据传送方式
输出
ACK 设备 R
Q
C D
+5V
D触发器
BUSY
图8-11
查询方式下的输出接口
2）输出接口软件
开始 初 始 化 读 入 状 态 Y
忙否？
N 输入一数据→外部
N
传送完 Y 结束
图8-12 查询方式下输出接口的程序框图
例8-4 设某接口的状态端口地址为STATE，状态位从D7 位输入， 数据端口的地址为OUTPORT，输出数据的总字节数为OUTCOUNT， 试编制查询式输出数据的程序段。 解：设输出数据段在内存单元的首地址为BUFF MOV MOV OUTPUT： IN TEST SI，BUFF CX，OUTCOUNT AL，STATE AL，80H
328H。其接口电路芯片内部的 4个可寻址的端口地址应为328H、
IORC IOWC D0～D7 低8位系统数据总线
RD WR D0 ┇ 接 口
电 D7
A0～A9 A0 A1 A2 路
地址 译码器
&
1
CS
CPU
A0 A1
图8-6 仅使用8086CPU偶地址的接口
（2）仅使用8086CPU奇地址的接口技术 （3）使用8086CPU连续地址的接口技术
按总线的规模、用途和应用场合可分为四类：
1）芯片内部总线 2）元件级总线也叫片级总线或局部总线， 3）系统总线系统总线也叫板级总线 4）外部总线
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
y0 y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7
┇ ┇
┇ ┇
┇ ┇
8D
D Q C
8 O
(8)
A2 A1 A0
C B A
输入 A5A4A3A2A1A0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1
图8-5
3、8086 CPU与端口之间的硬件接口 硬件接口三种方法： （1） 仅使用8086CPU偶地址的接口技术
例8-2
设有某8位I／O接口电路芯片，其内部有 4个可寻址的端口，
并 已 知 该 I ／ O 接 口 电 路 芯 片 的 起 始 地 址 为 328H ， 仅 使 用 8086CPU中偶地址的接口技术，试求出该I／O接口电路芯片的 其余地址并设计出该接口电路。 解：用CPU的二位地址线A2和A1作为I／O接口电路芯片内部寻址， 其余地址线经译码后可求得该芯片的片选信号，译码地址应为 32AH、32CH、32EH。该接口电路如图8-6所示。
输出 y7y6y5y4y3y2y1y0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
OE G （a） （b）
DMAC初始化 外设通过DMAC向CPU发 出DMA请求 CPU响应DMA请求并交出 总线控制权
DMAC接收总线控制权
从源地址中读取数据 把数据写入目标地址中 字节计数器减1 修改地址指针
数据传送结束?
Y DMA结束
N
图8-15 DMA传送操作的过程
8.4 8.4.1
总线技术 概述
总线-----在微型计算机系统中，采用一组公共的信号线作为微型 计算机各部件之间的通信线，这种用于各部件之间传送 信息的公共信号线称为总线（BUS）。 1、总线的分类 按信息传送的类型可分为三种：地址总线、数据总线和 控制总线，
数据的输入／输出：CPU对数据端口进行一次读或写操作。 控制命令的输出：CPU把若干位代码写入命令端口。
数据输入寄存器 数据输出寄存器 控制寄存器 状态寄存器
数据线 数据线
数据线
外 部 输 入 或 输 出 设 备
DB
CB
AB
接口
图8-4 外设通过接口与系统连接示意图
表8-1 CPU对外部设备的操作 任 务 具体操作
1Q 2Q · · ·
74LS273 8D CLK 8Q
2、条件传送方式（查询式传送 ） 一个数据传送的过程软件必须由以下三个环节组成： ① CPU从状态端口中读取一个状态字。 ② CPU检测状态字的某对应位是否满足“就绪”的条件，如 果不满足，则回到前一步重新读取状态字。
③ 如果状态字表明该外设已处于“就绪”状态，则进行数据
B和控制端口为输出口， 系统分配给接口的地址是378H、379H、
址码译出本接口的选择地址378H（也是数据端口A的地址）。
A A11 14 A6 A4
M/IO
A15 ≥1
A3
U1
G2B
G2B
A9
A A12 13 A10 A8 A7 A2 A1 A0 A5
& U2
Y0 Y1 Y2 Y3
G1 U3 C B A 接口的译码电路
JZ
IN MOV INC LOOP
INPUT
AL， INPORT [SI]，AL SI INPUT
（2）查询方式下的输出接口 1）输出接口硬件 D7-D0 数 据 锁存器 (8位) & 2 选通信号 WR(写数据) CS2 CS1 & 1 RD(读状态) D1(数据总线) I/O 译码 M/IO A15～A0
（2）独立编址方式
优点：
1）可读性好，输入输出指令和访问存储器的指令有明显的区别，
使程序清晰； 2）I／O指令长度短，执行的速度快，占用内存空间少； 3）I／O地址译码电路较简单。 缺点：CPU指令系统中必须有专门的IN和OUT指令，而且这些指
令的功能没有访问存储器的指令强。
8.2.3
端口与CPU之间的接口
图8-3 锁存器与译码器
(a) 锁存器74LS373 (b) 译码器74LS138
8.2.2 端口的编址方式
1、端口
接口内部通常设置有若干个寄存器，用来暂存CPU和外设之间 传输的数据、状态和命令，这些寄存器被称为端口。 端口根据寄存器内暂存的信息可分为： 数据端口、命令端口和状态端口。
状态信息的获取：CPU对状态端口进行一次读操作。
第8章
8.1 概述
输入／输出接口基础与总线
主机
接口
外部 设备
图8-1 输入／输出接口
8.1.1
外部设备及其信号
1、外部设备
（1）输入设备 （2）输出设备 （3）I／O复合设备
2、外部设备的信号 （1）数据信号（主要部分） 按照其物理形态可分： 1）数字量：以二进制形式表示的数据、图形或文字信息。 2）模拟量：指那些以连续形态出现的物理量。 3）开关量：只有两种状态（0，1）的量。 4）脉冲量
地 A0～A15 址 译 M/IO 码
图8-13 中断方式传送的输入接口
8.3.3
DMA传送方式 内存储器，或者，从内存储器不经过 CPU直接送往外部设备。
直接存储器传送DMA———指将外设的数据不经过 CPU直接送入
1、DMA控制器的功能
1）能向CPU发出总线请求信号
2）能实行对总线的控制 3）能发送地址信号并对内存储器寻址 4）能修改地址指针 5）能向存储器和外设发出读／写控制信号
状态信息的获取
CPU对状态端口进行一次读操作，获得与这个接口 相连接的外部设备的状态信息
数据的输入／输出
CPU对数据端口进行一次读或写操作，可实现与该 外部设备进行一次数据传输
控制命令的输出