作业评讲第四次
责任教师 孙康明
说明：本次评讲的作业在形成性考核册的基础上，适当加了些练习题，都给出了标准答案。
第6章 常用可编程外围接口芯片
1. 设8253三个计数器的端口地址为201H、202H、203H，控制寄存器端口地址200H。试编写程序片段，读出计数器2的内容，并把读出的数据装入寄存器AX。
答:
MOV AL，80H
OUT 200H，AL
IN AL，203H
MOV BL，AL
IN AL，203H，
MOV BH，AL
MOV AX，BX
2. 设8253三个计数器的端口地址为201H、202H、203H，控制寄存器端口地址200H。输入时钟为2MHz，让1号通道周期性的发出脉冲，其脉冲周期为1ms，试编写初化程序段。
答: 要输出脉冲周期为1ms，输出脉冲的频率是
当输入时钟频率为2MHz时，计数器初值是
使用计数器1，先读低8位，后读高8位，设为方式3，二进制计数，控制字是76H。设控制口的地址是200H，计数器0的地址是202H。程序段如下：
MOV DX,200H
MOV AL,76H
OUT DX,,AL
MOV DX,202H
MOV AX，2000
OUT DX，AL
MOV AL，AH
OUT DX，AL
3. 设8253计数器的时钟输入频率为1.91MHz，为产生25KHz的方波输出信号，应向计数器装入的计数初值为多少？
答: 1.91MHz/25KHZ=76.4
应向计数器装入的初值是76。
4. 8255A的3个端口在使用上有什么不同？
答: 8255A的A端口，作为数据的输入、输出端口使用时都具有锁存功能。
B端口和C端口当作为数据的输出端口使用时具有锁存功能，而作为输入端口使用时不带有锁存功能。
5. 当数据从8255A的C端口读到CPU时，8255A的控制信号 、 、 、A1、AO分别是什么电平？
答:当数据从8255A的C 端口读入CPU时，8255A的片选信号 应为低电平，才能选中芯片。A1，A0为10，即A1接高电平，A0接低电平，才能选中C端口。 应为低电平（负脉冲），数据读入CPU， 为高电平。
6. 如果串行传输速率是2400波特，数据位的时钟周期是多少秒？
答:数据位的时钟周期是 1/2400 = 4.17×10-4 秒
7. 在远距离数据传输时，为什么要使用调制解调器？
答:在远距离传输时，通常使用电话线进行传输，电话线的频带比较窄，一般只有几KHz，因此传送音频的电话线不适于传输数字信号，高频分量会衰减的很厉害，从而使信号严重失真，以致产生错码。使用调制解调器，在发送端把将要传送的数字信号调制转换成适合在电话线上传输的音频模拟信号；在接收端通过解调，把模拟信号还原成数字信号。
8. 全双工和半双工通信的区别是什么？在二线制电路上能否进行全双工通信？为什么？
答:全双工和半双工通信，双方都既是发送器又是接收器。两者的区别在于全双工可以同时发送和接收。半双工不能同时双向传输，只能分时进行。在二线制电路上是不能进行全双工通信的，只能单端发送或接收。因为一根信号线，一根地线，同一时刻只能单向传输。
9. 同步传输方式和异步传输方式的特点各是什么？
答:同步传输方式中发送方和接收方的时钟是统一的、字符与字符间的传输是同步无间隔的。异步传输方式并不要求发送方和接收方的时钟完全一样，字符与字符间的传输是异步的。
第7章 微机的基本接口技术
1．简述用反转法实现键的识别的基本方法。(将题目中的键改为闭合键。)
答:用反转法识别闭合键，需要用可编程的并行接口。行线和列线分别接在PA和PB 2个并行口上，首先让行线上的PA口工作在输出方式，列线上的PB口工作在输入方式，通过编程使PA口都输出低电平，然后读取PB口的列线值，如果某一列线上的值为0，则判定改列有某一键按下。为了确定是哪一行要对PA和PB进行反转，即对PA口重新进行初始化工作在输入方式，列线上的PB口工作在输出方式，并将刚读取的列线值从列线所接的PB口输出，再读取行线所接的PA口，取得行线上的输入值，在闭合键所在的行线上的值必定为0。这样，当一个键被按下时，必定可读得一对唯一的行值和列值。根据这一对行值和列值就可判断是哪一行哪一列的键被按下。
2.略
3．试绘图说明LED数码管显示器的动态显示原理。
答: 使用书上的图7.8
在图中LED数码管是共阴极的，总共可带动8位这样的LED数码管。动态驱动显示接口与静态驱动显示接口的一个明显特点是：动态驱动法将多位LED同名段的选择线都并联在一起，即8位中的所有同名段a接在一起，所有b段都接在一起......，这样只要一个8位的锁存器来控制段码a,b,c,d,e,f,g就够了。另外用一个锁存器来控制点亮的位。因此需要2个8位的I/O端口。
由于所有位的位选择码是用一个I/O端口控制，所有段的段选择码也是用一个I/O端口控制，因此在每个瞬间，8位LED只可能显示相同的字符。要想每位显示不同的字符，必须要采用扫描的显示方式。即在每一瞬间只能使某一位显示相应的字符，在此瞬间，由位选择控制的I/O端口在要显示的位上送入选通电平（共阴极接法送入低电平，共阳极接法送入高电平），以保证让该位显示字符；再由段选择控制的I/O端口输出相应字符的段选择码。如此循环下去，使每一位都显示该位应显示的字符，并保持延时一段时间，然后再选中下一位，利用发光显示器的余辉及人眼的视觉暂留特点，给人一种显示器同时被点亮的效果。段选择码，位选择码在每送入一次后一般需要延时1~5ms时间。
4．A/D和D/A转换在微机应用中分别起什么作用？
答:在微机应用中A/D转换器完成输入模拟量到数字量的转换，供微机采集数据。D/A转换器完成微机输出数字量到模拟量的转换，实现微机控制。
5．D/A转换器和微机接口中的关键问题是什么？对不同的D/A芯片应采用何种方法连接？
答:D/A转换器和微机接口时主要注意两点：第一要了解所选用的D/A转换器本身是否带有数据锁存器，如果芯片内部带有锁存器可以直接和ＣＰＵ的数据总线相连接；如果芯片内部不带有锁存器，在接口电路中需要通过数据锁存器来连接ＣＰＵ的数据总线和D/A转换器的数据线。第二是要注意D/A转换器的位数和所要连接的微机数据总线的位数是否一致。以便决定在需要加数据锁存器时，加几级锁存器，如果CPU的数据总线是8位，使用的是大于8位的D/A转换器，通常采用两级缓冲结构和CPU数据总线相连。
6．若一个D/A转换器的满量程（对应于数字量255）为10V。若是输出信号不希望从0增长到最大，而是有一个下限2.0V，增长到上限8.0V。分别确定上下限所对应的数。
答: 因为满量程为10V，则每一步的电压变化量为 10V/256步 = 0.039V/步
于是，
下限是 2.0V/（0.039V/步）= 51.3步 取51，即33H。
上限是 8.0V/（0.039V/步）= 205.1步 取205，即CDH。
7．DAC与8位总线的微机接口相连接时，如果采用带两级缓冲器的DAC芯片，为什么有时要用三条输出指令才能完成10位或12位的数据转换？
答:因为在使用内部不带数据寄存器的DAC时，常常需要在DAC前面增加数据缓冲器，用来锁存CPU通过数据总线发出的数字。如果总线为8位，而DAC超过8位（例如10位或12位）时，CPU必须分2次才能把控制数字送入数据缓冲器，例如先送数据的低8位，然后送剩下的高位，因此需要执行2条输出指令。另外，为了避免DAC在得到局部输入时，其输出端输出并不是最后结果的模拟量，通常采用2级数据缓存结构，相应地CPU也需要再增加执行一次输出指令，使在第一级缓冲器中锁存的数据经第二级缓冲器后能一次加到DAC输入端。第三条输出指令仅仅是使第二级缓冲器得到一个选通信号。
8．已知某DAC的输入为12位二进制数，满刻度输出电压Vom=10V，试求最小分辨率电压VLSB和分辨率。
答:12位D/A的分辨率=1/（212-1）= 1/4095 = 0.0244%
最小分辨率电压VLSB= [（1/（212-1）] × Vom = 0.00244V
9．已知某DAC的最小分辨电压VLSB=5mV，满刻度输出电压Vom=10V，试求该电路输入二进制数字量的位数n应是多少？
答:
10. A/D转换器和微机接口中的关键问题有哪些？
答: A/D转换器和微机接口时的关键问题主要有6个。
① A/D转换器输出和CPU的接口方式，主要有2种连接方式：
一种是A/D芯片输出端直接和系统总线相连；另一种是A/D芯片输出端通过接口电路和总线相连。
② A/D转换器的分辨率和微机数据总线的位数匹配：当10位以上的A/D转换器和8位数据总线连接时，由于数据要按字节分时读出，因此从8位数据线上需分2次来读取转换的数据。设计接口时，数据寄存器要增加读写控制逻辑。
③ A/D转换的时间和CPU的时间配合问题：要注意A/D转换的启动方式，通常启动信号分为电平控制启动和脉冲启动两种。其中又有不同的极性要求。还要注意转换后信号的处理。
④A/D的控制和状态信号。因为A/D转换器的控制和状态信号的类型与特征对接口有很大影响，在设计时必须要注意分析控制和状态信号的使用条件。
⑤ 输入模拟电压的连接，特别是多路模拟电压的切换控制。
⑥ 接地问题，为了减轻数字信号脉冲对模拟信号的干扰，数字地和模拟地要正确连接。
第8章 微计算机总线
1． 采用一种总线标准进行微型计算机的硬件结构设计具有什么优点？
答：为适应用户不断变化的要求，微机系统设计必须采用模块化设计，不同的模块组合形成一定的功能。模块之间的连接关系采用标准的总线结构可使不同功能的模块便于互连，兼容性好、生命周期长。模块采用标准化总线结构设计可使模块的生产供应规模化、多元化、价格低、有利于用户。
2． 一个总线的技术规范应包括哪些部分？
答：总线技术规范应包括：(1)机械结构规范：模块尺寸、总线插头插座形式与结点数以及模块与插头插座的机械定位。(2)功能规范：总线信号名称、功能以及相互作用的协议。(3)电气规范：总线中每个信号工作时的有效电平、动态转换时间、负载能力以及电气性能的额定值与最大值。
3． 总线的定义是什么？简述总线的发展过程。
答：总线就是两个以上模块(或子系统)间传送信息的公共通道，通过它模块间可进行数据、地址码及命令的传输。
最早的标准化总线是S-100总线(1975)，80年代初IBM PC/XT个人计算机采用8位ISA总线，之后又在IBM PC/AT机上推出16位ISA总线。随着外设接口对总线性能要求的不断提高，出现了EISA总线及PCI总线。PCI总线目前已被个人计算机广泛采用，成为新的工业标准。
4． 微型计算机系统总线由哪三部分组成？它们各自的功能是什么？
答：由地址总线、数据总线和控制总线三部分组成。地址总线用于指出数据的来源或去向；数据总线提供了模块间数据传输的路径；控制总线用来传送各种控制信号以便控制数据、地址总线的操作及使用。
5． 扩充总线的作用是什么？它与系统总线的关系是什么？
答：扩充总线是将许多I/O接口连接在一起，集中起来经桥接电路与系统总线相连，减轻系统总线的负载，提高系统性能。系统总线与扩充总线的之间有专门的连接电路，它们各自工作在不同的频宽下，可适应不同工作速度的模块的需要。
第9章 先进微处理器介绍
1．提高微处理器性能的途径有哪些？
答：(1)提高芯片内部时钟的工作频率；
(2)增加芯片数据总线的宽度，提高微处理器与片外传送数据或指令代码的速率，同时片内的数据路径也必然加宽，内部的数据处理速度会加快。
(3)采用能够并行执行指令的微体系结构及其它相关技术。
2．奔腾微处理器采用什么技术来提高指令执行的效率？
答：第一代奔腾微处理器采用了超标量结构来提高指令执行的效率。它内部设有两条流水线，一个时钟周期内可发射两条整数指令给两条流水线去执行，另外还有一个浮点部件可执行浮点指令。这种多重功能部件的结构就是一种超标量的结构。
3．高能奔腾微处理器与第一代奔腾微处理器相比，采取了哪几种主要的技术措施来进一步提高性能？
答：(1)采用了RISC的设计概念。高能奔腾把X86指令转换成多个较小且易执行的指令，这些转换后的指令是三操作数格式，内部设置大量物理寄存器，这是RISC结构的特点，可以提高指令执行的效率。
(2)采用超级流水线与超标量技术，处理器具有较高的吞吐率，处理器工作频率尽可能提高，增加了指令执行的并行度，性能有明显的改善。
(3)采用动态执行技术，处理器对指令的执行进行调度，打破原有指令顺序，对以后指令执行的顺序进行预测，形成最佳执行顺序来达到最高的指令执行并行度，避免因分支或数据相关等因素对指令执行的并行性所产生的影响。
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