微型计算机接口技术及应用习题及答案

微型计算机接口技术及应用习题及答案

1.1、接口技术在微机应用中起什么作用？

答：在微机系统中，微处理器的强大功能必须通过外部设备才能实现，而外设与微处理器之间的信息交换和通信又是靠接口来实现的，所以，接口处于微机总线与设备之间，进行CPU与设备之间的信息交换。

1.2、微机接口技术的基本任务是什么？

答：通过接口实现设备与总线的连接；连接起来以后，CPU通过接口对设备进行访问，即操作或控制设备。

1.5、什么是I/O设备接口？

答：设备接口是指I/O设备与本地总线（如ISA总线）之间的连接电路并进行信息（包括数据、地址及状态）交换的中转站。

1.6、I/O设备接口一般应具备哪些功能？

答：微机的接口一般有如下的几个功能：

（1）执行CPU命令的功能：CPU将对外设的控制命令发到接口电路中的命令寄存器（命令口）中，在经分析去控制外设；（2）返回外设状态的功能：通过状态寄存器（状态口）完成，包括正常工作状态和故障状态；（3）数据缓冲的功能：接口电路中的数据寄存器（数据口）对CPU于外设间传送的数据进行中转；（4）设备寻址的功能：CPU某个时刻只能和一台外设交换数据，CPU发出的地址信号经过接口电路中的地址译码电路来选中I/O设备；（5）信号转换的功能：

当CPU与外设的信号功能定义、逻辑关系、电平高低及工作时序不兼容时接口电路要完成信号的转换功能；（6）数据宽度与数据格式转换的功能：由于CPU处理的数据都是并行的，当外设采用串行传送方式时，接口电路就要完成串、并之间的转换，并进行数据格式的转换。

1.8、I/O设备接口与CPU之间交换数据有哪几种方式？

答：1.查询方式；2.中断方式；3.直接存储器存取（DMA）方式。

2.1、什么是总线？总线在微机系统中起什么作用？

答：总线是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束。

总线作用：连接微处理器、存储器、外部设备构成微机系统，从而形成一个有机的整体来运行程序。它的基本任务是微处理器对外连接和传输数据。具体任务：一是负责总线与总线之间的连接与转换。二是完成设备信息的传递。三是支持即插即用。

2.2、微机总线由哪些信号线组成？

答：微机总线由：数据总线、地址总线、控制总线、电源线和地线组成。。

2.4、评价一种总线的性能有哪几个方面的因素要考虑？

答：评价一种总线的性能有以下个方面：1、总线频率；2、总线宽度；

3、总线传输率（总线宽度/8位）*总线频率；

4、同步的方式；

5、多路复用；

6、负载功能

7、信号线数；

8、总线控制方式；

9、其他性能指标（电源电压等级、能否扩展64位宽度）

2.6、ISA总线有什么特点？

答：特点：1、支持16MB存储器地址的寻址能力和64KB I/O端口地址的访问能力；2、支持8位和16位的数据读写能力；3、支持15级外部硬件中断处理和7级DMA传输能力；4、支持的总线周期，包括8/16位的存储器读/写周期、8/16位I/O读/写周期、中断周期和DMA周期。

2.7、现代微机系统中，采用多总线的层次化结构，层次化总线结构分为几个层次？

答：层次化总线结构主要分3个层次：CPU总线(或称Host Bus)、局部总线(以PCI总线为主)、本地总线(如ISA总线)。

3.2、什么是端口？在一个接口电路中一般拥有几种端口？

答：端口是接口电路中能被CPU直接访问的寄存器。在一个接口电路中一般拥有：命令端口、状态端口、数据端口。

3.3、什么是端口共用技术？一般采用哪些方法处理端口地址共用问题？

答：一般情况下，一个端口只接收一种信息（命令、状态或数据）的访问，但有些接口芯片允许同一端口既作命令口用，又作状态口用，

或允许向同一个命令口写入多个命令字，这就是端口共用技术。

一般采用以下方法处理端口地址共用问题：1、在命令字中设置特征位，根据特征位的不同（或设置专门的访问位），就可以识别不同的命令，加以执行；2、在编写初始化程序时，按先后顺序向同一个端口写入不同的命令字，命令寄存器就根据这种先后顺序的约定来识别不同的命令3、采用前面两种方法相结合的手段来解决端口的共用问题。

3.4、微机系统中有哪两种I/O端口地址的编址方式？各有何特点？答：I/O端口的编址方式有统一编址方式和独立编址方式两种。特点：1、统一编址方式优点：1）、I/O端口的编址空间大，且易于扩展；2）、I/O指令丰富、功能齐全；对大型控制系统和数据通信系统很有意义。缺点：1）、端口占用了存储器地址空间，使存储器容量减小；2）、I/O 指令比独立编址方式的专用I/O指令长，译码时间长，执行速度慢；3）、增加了地址线，增加了地址译码电路的硬件开销。

2、独立编址方式的优点是：1）、I/O端口不占存储器的编址空间，使存储器的容量可达系统的最大寻址能力；2）、I/O指令短、执行速度快；指令清晰、可读性强；3）、地址线少，简化了地址译码电路的硬件。缺点：1）、I/O端口地址范围一旦确定，不易扩展；2）、I/O指令种类少，对的处理能力较差；3）、增加了控制信号引脚，增加了CPU负担。

3.8、I/O端口地址译码电路设计需要考虑的几个问题是什么？

答：需要考虑的几个问题是：1、遵循I/O端口地址的选用原则；2、正确选用地址译码方法；3、灵活设计I/O地址译码电路。

3.9、I/O端口地址译码电路设计的灵活性很大，体现在哪些方面？答：体现在：1、电路的组成可以采用不同的元件；2、参加译码的地址信号和控制信号之间的逻辑组合可以不同；3、可以采用不同的电路类型。

4.3、微机系统中有哪两种不同的定时系统？各有何特点？

答：微机系统中的定时分为内部定时和外部定时两类。

内部定时是指计算机本身运行的时间基准或时序关系，用户无法更改；计时单位小，一般是ns级。外部定时独立于CPU工作，不受CPU控制而独立运行，方便了使用者。计时单位大，一般是毫秒（ms）甚至是（s）级。

4.5、微机系统中有哪两种外部定时方法？各有何优缺点？

答：微机系统中的外部定时有软件定时和硬件定时两种方法。软件定时优点：1、利用CPU执行指令需要一定时间的特点产生延时。这种方法不需增加硬件设备，只需编制延时程序即可。2、编程简单。缺点：降低了CPU的效率，只适于短时间延时；而且随主机频率不同而发生变化，定时程序通用性差。硬件定时优点：不占用CPU时间，定时时间可长可短，使用灵活。定时准确。不受CPU工作频率影响，定时程序具有通用性。缺点：占用硬件资源。