第7章IO接口与外围设备.doc

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1、第7章I/O接口与外围设备7.1主教材习题解析71CPU同外设交换的信息有三种类型：数据信息、状态信息和控制信息，请说明CPU是如何通过其三总线（地址总线、数据总线和控制总线）同外设交换这三类信息的？i解：外设接口同外设之间传送的数据信息是CPU同外设进行输入输出的主要实体，CPU用OUT指令通过“数据总线”由接口中的“数据端口”向外设输出“数据信息”，CPU用IN指令通过“数据总线”读入从外设经接口中的“数据端口”送来的“数据信息”。外设接口同外设之间传送的“控制信息”是CPU用OUT指令通过“数据总线”写入接口中的

2、“控制端口”向外设输出的信息，用来控制外设的启动和停止，以及把数据信息打入外设数据缓冲器的选通信号。外设接口同外设之间传送的“状态信息”是CPU用IN指令通过“数据总线”读入从外设经接口中的“状态端口”输入的信息，该信息反应了外设当前所处的工作状态，用来实现CPU与外设之间信息传输的“同步”。7.2.简述查询式数据传送方式的工作过程。解：查询式数据传送又称为“异步传送方式”或“条件传送方式”，其工作过程如下：在实现数据传送前必须首先读取外设的当前状态，检查外设是否已准备好进行数据传送。如果外设尚未准备就绪，通常由状态信

3、息“BUSY(忙)有效或“READY”(就绪)无效表示，则CPU继续查询外设状态；如果外设已准备就绪，通常由状态信息“BUSY”(忙)无效，或“READY”(就绪)有效表示，则CPU可通过数据端口进行输入或输出操作，以实现同外设的数据传送。7.3.简述中断传送方式的工作过程。解：采用中断方式传送数据，在硬件方面，外设与CPU之前必须有一个具有中断控制逻辑的接口电路，用来实现数据传送的控制，也可以是一般的接口电路(无中断控制逻辑)加上一个专用的中断控制器(例如8259A可编程中断控制器PIC)。在软件方面，必须编制一段“

4、中断服务程序”以完成CPU与外设之间的一次数据传送。在中断传送方式中，通常在一个主程序中安排好在某一时刻启动某一外设后，CPU继续执行主程序。此时，外设同时准备数据传送的准备工作，当外设完成数据传送的准备时，通过中断控制逻辑向CPU发出中断请求，在CPU可以响应中断的条件下(CPU已开中断——IF=1，并且在完成当前指令后)，现行主程序被“中断”，通过中断控制逻辑提供的“中断类型码”，从“中断向量表”中读入“中断向量”转去执行“中断服务程序”，在“中断服务程序”中完成一次CPU与外设之间的数据传送。传送完成后返回被中断

5、的主程序，从断点处继续执行，并等待外设的下一次中断请求。7.4简述三种DMA传送方式的区别。解：（1）单字节传送方式每次DMA传送只传送一个字节的数据，传送后释放总线由CPU控制总线至少一个完整的总线周期。以后又是测试DMA请求线DREQ，若有效，再进入DMA周期。在这种方式中要注意：在DMA响应信号DACK有效前，DREQ必须保持有效；即使DREQ在传送过程中一直保持有效，在两次传送之间也必需释放总线。（2）成组传送方式一个DMA请求可以传送一组信息，这一组信息的字节数由编程决定（在DMAC初始化时），只要在DACK

6、有效之前DREQ保持有效即可。一旦DACK有效，不管DREQ是否有效，DMAC一直不放弃总线控制权，直到整个数组传送完。（3）请求传送方式又称查询传送方式。该方式的传送类似于成组传送方式，但每传送一个字节后，DMAC就检测DREQ，若无效，则挂起；若有效，继续DMA传送，直到（1）一组信息传送结束；（2）外加信号强制DMAC中止操作。7.5简述DMA控制器同一般接口芯片的区别。解：①能发出地址信息，对存储器寻址，并修改地址指针。DMAC内部必须有能自动加1/减1的地址寄存器；②能发出读、写控制信号，包括存储器访问信号和

7、I/O访问信号。7.6画出查询传送方式输出数据的流程图解：①能发出地址信息，对存储器寻址，并修改地址指针。DMAC内部必须有能自动加1/减1的地址寄存器；②能发出读、写控制信号，包括存储器访问信号和I/O访问信号。7.7什么是计算机的输入/输出系统？解：计算机的输入/输出系统是实现计算机系统与人（或其它系统）之间进行数据交换的系统，包括硬件系统和软件系统，硬件系统由外围设备和接口电路组成，软件系统主要是接口控制程序，两者配合实现数据的正确传输。78习图7.2为一个LED接口电路，写出使8个LED管自上而下依次发亮2秒的

8、程序，并说明该接口属于何种输入输出控制方式？为什么？l习图7.-2解：控制程序为：MOVAL，7FHLOP：OUT20H，ALCALLDELAY2S；调用延时2秒子程序RORAL，1JMP内部LOP该接口属无条件传送方式，CPU同LED之间无联络信号，且无中断控制逻辑。LED总是已准备好，可以接收来自CPU的信息。7.9习图7.-