IO接口与外围设备主教材习题解析
7.1 主教材习题解析
7 1 CPU同外设交换的信息有三种类型：数据信息、状态信息和操纵信息，请讲明CPU是如何通过其三总线（地址总线、数据总线和操纵总线）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要紧实体，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“操纵信息”是CPU用OUT指令通过“数据总线”写入接口中的“操纵端口”向外设输出的信息，用来操纵外设的启动和停止，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第一读取外设的当前状态 ，检查外设是否已预备好进行数据传送。如果外设尚未预备就绪，通常由状态信息“BUSY(忙)有效或“READY”(就绪)无效表示，则CPU连续查询外设状态；如果外设已预备就绪，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：采纳中断方式传送数据，在硬件方面，外设与CPU之前必须有一个具有中断操纵逻辑的接口电路，用来实现数据传送的操纵，也能够是一
样的接口电路(无中断操纵逻辑)加上一个专用的中断操纵器(例如8259A可编程中断操纵器PIC)。在软件方面，必须编制一段“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连续执行主程序。现在，外设同时预备数据传送的预备工作，当外设完成数据传送的预备时，通过中断操纵逻辑向CPU发出中断要求，在CPU能够响应中断的条件下(CPU已开中断——IF=1，同时在完成当前指令后)，现行主程序被“中断”，通过中断操纵逻辑提供的“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的主程序，从断点处连续执行，并等待外设的下一次中断要求。
7. 4 简述三种DMA传送方式的区不。 解：（1） 单字节传送方式
每次DMA传送只传送一个字节的数据，传送后开释总线由CPU操纵总线至少一个完整的总线周期。以后又是测试DMA要求线DREQ，若有效，再进入DMA周期。在这种方式中要注意：○1在DMA响应信号DACK有效前，DREQ必须保持有效；○2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开释总线。
（2）成组传送方式
一个DMA要求能够传送一组信息，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一直不舍弃总线操纵权，直到整个数组传送完。
（3）要求传送方式
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，连续DMA传送，直到（1）一组信息传送终止；（2）外加信号强制DMAC中止操作。
7. 5 简述DMA操纵器同一样接口芯片的区不。
解：①能发出地址信息，对储备器寻址，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、写操纵信号，包括储备器访咨询信号和I/O访咨询信号。
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，对储备器寻址，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、写操纵信号，包括储备器访咨询信号和I/O访咨询信号。
7. 7 什么是运算机的输入/输出系统？
解：运算机的输入/输出系统是实现运算机系统与人（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，软件系统要紧是接口操纵程序，两者配合实现数据的正确传输。
7 8 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秒的程序，并讲明该接口属于何种输入输出操纵方式？什么缘故？l
习图7.-2 解：
操纵程序为：
MOV AL，7FH LOP： OUT 20H，AL
CALL DELAY2S ；调用延时2秒子程序 ROR AL，1 JMP 内部 LOP
该接口属无条件传送方式，CPU同LED之间无联络信号，且无中断操纵逻辑。LED总是已预备好，能够接收来自CPU的信息。
7 .9 习图7.-3是一个具有中断功能的输入接口电路，当外设数据预备就绪时，发一个READY的正脉冲，向CPU发中断要求，请分析该电路的工作过程。
习图7.-3
解：该电路工作过程如下：当外设预备好数据后，把数据送入数据寄存器U1，同时发出一个READY正脉冲送到中断要求触发器U3，U3的Q为高电平，送与门3。U2为中断承诺触发器，在传送数据前，由CPU对U2初始化，即用MOV AL，01H；OUT Y2，AL使U2的D =“1”，则U3的Q端生成的中断要求信号通过与门3向CPU发出中断要求INTR，CPU若满足中断响应条件，转入中断服务程序，在中断服务程序中用IN AL，Y1指令产生负脉冲，使U1（输入数据寄存器）的OE有效，读入外设送入的数据。
7 10 具有中断屏蔽的接口电路中的“屏蔽”同“屏蔽中断”中的“屏蔽”是否一回事，若不是，有何区不？
解：具有中断屏蔽的接口电路中的“屏蔽”是指是否承诺接口电路产生可屏蔽中断要求信号；而“屏蔽中断”中的“屏蔽”是指有了可屏蔽中断要求信号后，CPU是否能响应。两者是不一样的。
7.11. 什么是Ｉ/Ｏ接口？Ｉ/Ｏ接口有哪些特点和功能？
实现运算机主机同输入/输出设备咨询能正确地传送信息的操纵电路，称为接口。
接口的差不多功能为：
(1) 实现数据缓冲，使主机与外围设备在工作速度上达到匹配。
(2) 实现数据格式转换。接口线路在完成数据传送的同时，实现处理器与外围设备之间数据格式的转换。
(3) 提供外围设备和接口的状态，为处理器更好地操纵和调整各种外围设备提供有效的关心。
(4) 实现主机与外围设备之间的通信联络操纵。包括设备的选择，操作时序的操纵与和谐，主机命令与外围设备状态的交换与传递等。
7.12 Ｉ/Ｏ数据传送能够采纳哪些方式？它们各有什么特点？ 解：运算机系统中数据传送的操纵方式有如下几种： 无条件传送方式：接口中既无联络信号也无中断操纵逻辑 程序查询方式：接口中必须有状态端口 程序中断方式：接口中必须有中断操纵逻辑
4.. 直截了当储备器存取方式（DMA）：一种不需要CPU干预也不需要软件介入的高速数据传送方式。由于CPU只启动而不干预这一传送过程，同时整个传送过程只由硬件完成而不需软件介入，因此其数据传送速率能够达到专门高。在DMA传送方式中，由硬件---- DMA操纵器（DMAC）操纵数据传送。
通道方式: 通道是一个具有输入输出处理器操纵的输入输出部件。通道操纵器有自己的指令，即通道指令。能够按照程序操纵多个外部设备并提供了DMA共享的功能，
外围处理机方式: 外围处理机（Peripheral Processing Unit，PPU）差不多上是独立于主机工作的，它有自己的指令系统，完成算术/逻辑运算、读/写主储备器，与外设交换信息等
7.13. 简要讲明8259A中断操纵器中的IRR、ISR和IMR三个寄存器的功能。
(删除此题)
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