4.11 ROM、PROM、EPROM分别用在什么场合？

答：① ROM用在一个计算机系统完成开发以后，容纳不再修改的程序和数据。且批量产量要大的场合。

② PROM用于非批量的场合。

③ EPROM用于软件或系统的开发阶段及批量很小的场合。

第五章 微型计算机和外设的数据传输

5.1 外部设备为什么要通过接口电路和主机系统相连？存储器需要

接口电路和总线相连吗？为什么？

答：1.因为外设的功能多种多样，对于模拟量信息的外设必须要进行A/D和D/A转换，而对于串行信息的外设则必须转换为并行的信息，对于并行信息的外设还要选通。而且外设的速度比CPU慢的多，必须增加缓冲功能。只有这样计算机才能使用这些外设。而所有这些信息转换和缓冲功能均由接口电路才能完成。 2.存储器不需要接口电路和总线相连。

3.因为存储器功能单一，且速度与CPU相当。因此可直接挂在CPU总线上。

5.2 是不是只有串行数据形式的外设需要接口电路和主机系统连

接？为什么？

答：1.不是。并行数据形式的外设也需要接口电路和主机系统连接。

2.因为，CPU每次只能访问一个外设，因此并行信息的外设需增加选通功能，才能满足CPU的访问要求，必须用接口电路。

5.3 接口电路的作用是什么？按功能可分为几类？

答：1.接口电路的作用就是在外设和CPU之间起信息变换和缓冲功能。 2.按功能可分为两类：

① 一种是使微处理器正常工作所需要的辅助电路。 ② 另一种是输入/输出接口电路。

5.4 数据信息有哪几类？举例说明它们各自的含义。

答：1.数据信息有四类：数字量、模拟量、开关量、脉冲量。

2.如键盘、磁带机等就是数字量信息；温度、湿度、压力等转换的电信号就是模拟量；电机的起停、发光设备的亮灭等都是开关量；计数脉冲、定时脉冲等都是脉冲量。

5.5 CPU和输入/输出设备之间传送的信息有哪几类？

答：有数据信息、控制信息、状态信息三类。

5.6 什么叫端口？通常有哪几类端口？计算机对I/O端口编址时通

常采用哪两种方法？在8086/8088系统中，用哪种方法对I/O端口进行编址？

答：1.CPU和外设进行数据传输时，各类信息在接口中进入不同的寄存器，一般称这些寄存器为I/O端口。

2.有数据端口、控制端口、状态端口三类。

3.在微型计算机中通常用两种I/O端口编址方式：存储器映象寻址和I/O端口单独寻址。

4.在8086/8088系统中，用I/O端口单独寻址方式编址。

5.7 为什么有时候可以使两个端口对应一个地址？

答：因为这两个端口一个是只读端口，一个是只写端口。而CPU对一个I/O端口地址可进行读/写两种访问。如果将这两个只读和只写端口编为一个地址，则

CPU对该端口地址读操作对应的是只读端口；CPU对该端口地址写操作则对应的是只写端口，互不影响。因此可以使两个单向的只读和只写端口对应一个端口地址。

5.8 CPU和外设之间的数据传送方式有哪几种？实际选择某种传输

方式时，主要依据是什么？

答：1.CPU和外设之间的数据传送方式有三种：程序方式、中断方式、DMA方式。

2.主要依据是外设的情况(外设的速度和外设提供信息的方式)。

5.9 无条件传送方式用在哪些场合？画出无条件传送方式的工作原

理图并说明。

答：1.无条件传送方式只用在对一些简单外设进行操作的场合。如开关、LED显示等。

2.无条件传送方式的工作原理图：(见书203页图5.2所示)

① 在无条件输入时：CPU执行一条输入指令，使RD和M/IO信号为有效低电平，并对应送出该端口地址，因此选中输入缓冲器，打开其三态门，使输入缓冲器的数据经数据总线送到CPU的累加器中。

② 在无条件输出时：CPU执行一条输出指令，使WR和M/IO信号为有效低电平，并对应送出该端口地址，因此选中输出锁存器，将由累加器送到数据总线上的数据打入输出锁存器中供外设使用。 5.10 条件传送方式的工作原理是怎样的？主要用在什么场合？画出

条件传送(查询)方式输出过程的流程图。

答：1.条件传送方式的工作原理是：外设给CPU提供一个状态信息，当CPU要访问外设时，必须先检测该状态信息是否合乎要求，不停检测直至合乎要求时才进行CPU对外设的访问。

2.查询方式主要用在外设较少，数据交换不频繁的非实时系统的场合。 3.查询式输出过程的流程图如右： 开始 5.11 设一个接口的输入端口地址为

0100H，而它的状态端口地址为0104H，状态口中第5位为1表示输初始化 入缓冲区中有一个字节准备好，可输 入。设计具体程序实现查询式输入。

答：DATA SEGMENT 外设空BUFFER DB 20 DUP(?) ;接收数据缓N Y 冲区

CPU从内存取数DATA ENDS

CODE SEGMENT 由累加器输出给外ASSUME DS:DATA，CS:CODE 设 STAT: MOV AX，DATA ;对DS初始化 N 外设空MOV DS，AX

MOV DI，OFFSET BUFFER

Y MOV DX，0104H

后续处理 STATIN: IN AL，DX

TEST JZ MOV IN MOV CODE END

AL，20H ;测试第5位 STATIN ;第5位为0继续测试 DX，0100H AL，DX ;输入数据 [DI]，AL ENDS STAT

5.12 查询式传送方式有什么缺点？中断方式为什么能弥补查询方式

的缺点？

答：1.查询式传送方式缺点是：花费CPU的时间作等待循环，大大降低了CPU的运行效率。

5.13 2.中断方式是在外设准备就绪时向CPU申请中断，再进行传送，

因而CPU无需花费时间作等待循环，弥补了查询方式的缺点。叙述可屏蔽中断的响应和执行过程。

答：① 接口发中断请求信号。

② CPU的IF=1时，当前指令执行完后，CPU进行中断回答，发两个INTA负脉冲。

③ 接口将中断类型号n送CPU。

④ 当前的PSW、CS和IP推入堆栈，并清除IF和TF。 ⑤ (4×n)作为IP，(4×n+2)作为CS，即取中断向量。 ⑥ 执行中断子程序，并开中断。

⑦ 中断返回IRET指令使IP、CS和PSW弹出堆栈。 ⑧ 返回被中断的程序。

5.14 通常解决中断优先级的方法有哪几种？各有什么优缺点？

答：1.有软件查询方式、简单硬件方式——菊花链法、专用硬件方式三种。 2.软件查询方式的优点是节省硬件，缺点是中断响应时间长；简单硬件方式的优点是中断响应时间短，硬件较简单，缺点是优先级固定，变动起来很麻烦；专用硬件方式优点是对优先级可编程修改，中断管理非常方便，缺点是硬件复杂的多，好在有专用的中断控制器。

5.15 画一个用中断方式进行输出传输的接口电路。

答：中断方式输出的接口电路如下：

数据DB

锁存 选通信号 端口译AB 器 码 ACK

R M/IO

+5V WR

BUSY 中断请求

中断屏蔽INTR (中断请求) 触发器

5.16 和DMA比较，中断传输方式有什么不足之处？

答：CPU执行一次传送要花费许多与传送操作无关的指令执行等时间，另外中断传送方式不能进行数据块传送，而是按字节或字传送。

5.16 叙述用DMA方式传送单个数据的全过程。

答：① 接口准备就绪，发DMA请求信号给DMA控制器。 ② DMA控制器向CPU转发总线请求信号HOLD。

③ CPU向DMA控制器发总线请求允许信号HLDA，DMA控制器得到总线控制权。

④ DMA控制器把地址送地址总线。

⑤ DMA控制器向接口发DMA请求确认信号。 ⑥ 内存和接口通过数据总线传送数据。 ⑦ DMA控制器撤销总线请求信号HOLD。 ⑧ 8086 CPU收回总线控制权。

5.17 DMA控制器的地址线为什么是双向的？什么时候往DMA控制

器传输地址？什么时候DMA控制器往地址总线传输地址？

答：1.因为DMA控制器要接受CPU的控制，接收CPU发来的初始化等信息，这要求地址线来寻址各端口，地址线为输入线。又因为DMA控制器可控制总线，这要求地址线为输出。所以地址线必须为双向才行。

2.CPU要对DMA控制器发初始化信息时，必须往DMA控制器传输地址。 3.DMA控制器得到总线控制权后，向地址总线传输地址。

5.18 在设计DMA传输程序时，要有哪些必要的模块？设计一个启

动数据块输出的程序段。

答：1.要有DMA的初始化模块：对字节计数器、地址寄存器和控制寄存器置初值。还要有对接口部件设置控制字的模块：指出数据传输方向，并启动I/O操作。 2.启动数据块输出的程序段如下： IDLO: IN AL，INTSTAT ;接口状态寄存器的状态位(2)是否忙 TEST AL，04 JNZ IDLO ;忙，则等待 MOV AX，COUNT ;不忙，则设置计数初值 OUT BYTE_REG，AX ;对字节计数器BYTE_REG初始化 LEA AX，BUFFER ;设置地址初值 OUT ADD_REG，AX ;对DMA地址寄存器ADD_REG初始化 MOV AL，DMAC ;取原DMA控制字 OR AL，08H ;设置方向为输出 OUT DMACON，AL ;置DMA控制字 MOV AL，INTC ;取原接口控制字 OR AL，04H ;设置传输方向为输出及允许 OUT INTCON，AL ;置接口控制字 ┆

后续处理

5.19 在查询方式、中断方式和DMA方式中，分别用什么方法启动

数据传输过程？

答：① 查询方式：通过程序来检测接口中状态寄存器中的“准备好”位，以确