微机原理第二章习题答案

由天下分享时间：2024/11/24 0:18:17 加入收藏我要投稿点赞

2.23在三线菊花链总线判决系统中，假如总线时钟周期为l00 ns，每个主控模块的平均传输延时为30 ns，试问总线上最多能连几个主控模块？

总线上最多能连4个主控模块。因为在一个总线时钟周期100ns内，可以通过3个模块到达第4个模块：(n?1)?30?100,即n?4

2.24如果习题2.23中的总线系统实际连了12个平均传输延时为25 ns的主控模块，那么总线操作频率最高能允许为多少？

总线最高频率f ≤ 1/(11*25ns)= 1/275ns = 36KHz。

2.25 总线握手的作用是什么？常见的握手协定有哪几种？它们各有什么优缺点？

总线握手技术主要是作用是在主模块取得总线占有权后，控制总线周期中数据传送的开始和结束，以实现主从模块间的协调和配合，确保数据传送的可靠性。常见的总线握手协定有同步总线协定、异步总线协定、半同步总线协定等。

（1）同步总线协定指系统采用一个统一的时钟信号来协调发送和接收双方的传送定时关系。同步总线协定是最简单易行的一种握手技术，因为没有多余的动作，比较适合于高速运行的系统；但若系统中设备工作速度差异大，为照顾慢速设备，系统的总体效率将会降低。

（2）异步总线协定指系统靠传送双方互相制约的握手信号来实现定时控制。异步总线协定下设备之间采用一问一答的方式进行联络和协调工作，能够保证两个工作速度相差很大的部件或设备间可靠地进行信息交换；但设备间不断的问/答联络将导致信息传送的速度变慢，信号的互锁也将增加硬件的复杂性。

（3）半同步总线协定综合了同步总线协定和异步总线协定的特点。系统在收发双方速度基本匹配的情况下由时钟信号进行同步；当收发双方速度差异较大的情况下，系统可使用握手联络信号。采用半同步协定的总线对快速外设就来说相当于同步总线，对慢速外设又相当于异步总线，因此兼有同步总线的速度和异步总线的适应性。

2.26总线握手协定与微处理器的读写特点有无联系和区别？两者是否必须一致？试举例说明。

总线握手协定可能会针对多种微处理器或者同一系统中的多个微处理器，因此一般会更通用和完善；而微处理器的读写规则一般可根据性能自行订制。

两者可以不一致，这时就需要接口电路进行隔离和转换。

2.27接口电路的输入需要用缓冲器，而输出要用锁存器。为什么？

当总线上挂接的器件超过负载限额时，会引起脉冲沿变坏，产生传输错误。为最

大程度减轻总线负载和减小总线冲突，接口通常使用驱动器(输出端)和缓冲器(输入端)来实现设备与总线的隔离：在输出端增强驱动能力，在输入端减轻负载。

驱动器和缓冲器实际上是同类器件，其主要特点是有较高的噪声容限、扇出能力大，并且引入延时可忽略。

2.28 CPU与I/O设备之间的数据传送有哪几种方式？每种工作方式的特点是什么？各适用于什么场合？

①无条件控制（同步控制）：特点：方式简单，CPU随时可无条件读/写数据，无法保证数据总是有效，适用面窄。适用于外设数据变化缓慢，操作时间固定，可以被认为始终处于就绪状态。

②条件控制（查询控制）：特点：CPU主动，外设被动，执行I/O操作时CPU总要县查询外设状态；若传输条件不满足时，CPU等待直到条件满足。解决了CPU与外设间的同步问题，可靠性高，但CPU利用率低，低优先级外设可能无法及时得到响应。适用于CPU不太忙，传送速度不高的场合。

③中断方式：特点：CPU在执行现行程序时为处理一些紧急发出的情况，暂时停止当前程序，转而对该紧急事件进行处理，并在处理完后返回正常程序。CPU利用率高，外设具有申请CPU中断的主动权，可以实现实时故障处理，实时响应外设的处理，但中断服务需要保护断点（占用存储空间，降低速度）。适用于CPU的任务较忙，传送速度要求不高的场合，尤其适用实时控制中紧急事件的处理。

④DMA控制：特点：数据不通过CPU，而由DMAC直接完成存储单元或I/O端口之间的数据传送。接口电路复杂，硬件开销大，大批量数据传送速度极快。适用于存储器与存储器之间，存储器与外设之间的大批量数据传送的场合。

2.29在微机与外设的几种输入/输出方式中，便于CPU处理随机事件和提高工作效率的I/O方式是哪一种？数据传输速率最快的是哪一种？

便于CPU处理随机事件和提高工作效率的是中断方式，数据传输速率最快的是DMA控制方式。

2.30设在一个异步串行通信中，传送的8 bit数据为14H，另外包括1位起始位，1位偶校验位，2位停止位，波特率为2400。试画出该异步串行通信的波形示意图，并标注出各控制位、数据位。

停

1 止位

偶校验 0

D7 0

D6 0

D5 0

D4 1 1/2400s

起