试题 B — 武汉科技大学《接口与通讯技术》

概述

课程：接口与通讯技术（B 卷）
学校：武汉科技大学
题型：填空题、单项选择题、简答题、应用分析题、程序设计题
知识点：8255A、8254、8259A、8237A DMA、8251A、RS-232C

[!tip] 学习建议本卷侧重 DMA 传输方式与 8237A 控制器分析，以及 8254 方波产生程序设计。建议重点掌握 8255A 方式 1 联络信号时序和 BCD/二进制计数初值的换算。

正文

一、填空题（每空1分，共20分）

CPU的数据总线为系统总线中的 [AB] 与微处理器相连的接口芯片可分为通用接口芯片与 [专用接口芯片] 两种。
在CPU的数据总线与系统总线之间必须配有 [数据缓冲器（或数据总线驱动器）]。8286/8287的作用是 [数据缓冲/驱动]。
一个8254通道占用 [2] 个地址端口。
当Intel 8086访问1MB的存储器空间时，低8位芯片数据总线 [D7~D0] 与偶地址存储单元连接，高8位芯片数据总线 [D15~D8] 与奇地址存储单元连接。因此8086访问1MB存储器空间时需要区分 [奇偶地址（奇偶字节）]。
8255A的内部结构包括数据总线缓冲器、 [读/写控制逻辑]、 [A组控制] 和 [B组控制]。
8259A有 [4] 个初始化命令字， [3] 个操作命令字。
8251A用作异步通信时，通过编程可选择 [波特率]、 [字符长度]、 [停止位] 和 [奇偶校验方式] 等。
8251A的工作方式控制字的 [D7D6] 位决定了芯片的工作方式，其中D7D6=00时为同步方式，D7D6=01时为异步方式。
RS-232C采用负逻辑，逻辑"1"对应 [-3V~-15V]，逻辑"0"对应 [+3V~+15V]。
8255A的A口工作在方式1输入时，其应答联络信号为 [STB（选通信号）] 和 [IBF（输入缓冲器满信号）]。

二、单项选择题（每题2分，共20分）

8086/8088响应中断时，会自动压入堆栈的标志位是 [B]。
- A. INTR
- B. IF和TF
- C. DF和IF
- D. IF和CF
在8086/8088系统中，某存储单元物理地址为22456H，若段基地址为2000H，则段内偏移地址为 [A]。
- A. 2456H
- B. 12456H
- C. 02456H
- D. 32456H
在DMA传送方式中，每传送一个数据块需要占用 [B] 个总线周期。
- A. 1个
- B. 2个
- C. 3个
- D. 4个
在8255A的C口位定义/复位命令字中，若要使PC3=1，则命令字为 [A]。
- A. 07H
- B. 0FH
- C. 87H
- D. 8FH
在8255A工作在方式1输入时，用于数据输入的信号是 [B]。
- A. INTR、IBF、STB
- B. STB、IBF、RD
- C. IBF、INTR、RD
- D. INTR、OBF、ACK
若对8259A进行ICW1写入操作，即对A0=0的端口写入ICW1后，8259A将 [A]。
- A. 预置A0=0后写入
- B. 自动判断下一个写入的是ICW2还是ICW3
- C. 需要用OCW来控制
- D. 写入OCW1设置中断屏蔽字
在DMA方式下，内存与外设之间的数据传输特点是 [D]。
- A. 仅由CPU控制
- B. 仅由DMA控制器控制
- C. 由CPU和DMA控制器共同控制
- D. 数据传输不经过CPU，直接在内存和外设之间进行
8251A工作在异步方式时，波特率系数可通过 [B] 来设定。
- A. 工作方式寄存器
- B. 命令寄存器
- C. 状态寄存器
- D. 方式选择寄存器
下列关于DMA，描述错误的是 [C]。
- A. DMA传输时，数据在内存和I/O设备之间直接传送
- B. DMA传输前CPU要初始化DMA控制器
- C. DMA传输完成后CPU要处理中断
- D. DMA传输时CPU不能做其他工作
RS-232C中，控制数据流方向的信号是 [B]。
- A. RTS
- B. CTS
- C. DTR
- D. DSR

三、简答题（每题5分，共15分）

简述8255A的A口在方式1输入时的工作过程，包括相关联络信号的含义。

答： 8255A的A口工作在方式1输入时，利用C口的某些引脚作为联络信号：
- STB（选通信号）：由外设发出，低电平有效，将外设数据锁存到A口的输入锁存器中。
- IBF（输入缓冲器满信号）：由8255A发出，高电平有效，表示A口已接收到数据，通知外设数据已被锁存。
- INTR（中断请求信号）：当STB上升沿且IBF为高电平时，INTR变高，向CPU发出中断请求，请求CPU读取数据。
- INTE（中断允许）：可通过C口置位/复位命令控制，允许或禁止A口的中断请求。
工作过程：外设将数据放到数据线上，然后发STB信号将数据锁存，8255A发IBF通知外设数据已收到，同时在满足条件时发INTR请求CPU读取数据。CPU响应中断后读取数据，IBF变低，准备接收下一个数据。
简述DMA控制器8237A的主要功能和工作模式。

答： 8237A是Intel公司生产的可编程DMA控制器，主要功能包括：
- 在外设和存储器之间提供高速数据传输通道
- 支持4个独立的DMA通道
- 每个通道可独立编程，支持不同的传输参数
- 支持单字节传输、块传输、请求传输和级联传输等模式
- 支持存储器到存储器的传输
- 具有地址自动增减功能
- 具有优先级仲裁逻辑
在微型计算机系统中，通常采用哪几种I/O端口编址方式？各有何特点？

答：微型计算机系统中通常采用两种I/O端口编址方式：
- 统一编址（存储器映射I/O）：将I/O端口地址和存储器地址统一编排在同一地址空间中。优点是可以使用全部存储器指令访问I/O端口，寻址方式灵活；缺点是I/O端口占用存储器地址空间。
- 独立编址（I/O隔离编址）：I/O端口和存储器分别使用独立的地址空间，通过专门的I/O指令（如IN/OUT）访问I/O端口。优点是不占用存储器地址空间，I/O地址译码简单；缺点是I/O指令较少，功能不如存储器指令丰富。

四、应用分析题（共25分）

[!question] 解题思路应用分析题需要理解芯片的工作原理和时序，建议先分析控制字各位的含义，再逐步推导初始化程序。

（本题10分） 在微型计算机系统中，8237A的地址线A3~~A0与CPU的地址总线A3~~A0连接，地址允许信号AEN由译码器输出控制。当前CPU的地址线A9A8A7A6A5=11011，译码器输出为低电平。试回答：
- (1) 8237A各通道DMA请求优先权排列顺序如何？
- (2) 若要禁止所有通道的DMA请求，应如何写入命令字？
- (3) 通道0地址计数器初值为2000H，传送字节数为1000，传送完成后地址计数器值为多少？
答：
- (1) 8237A各通道的DMA请求优先权从高到低排列为：通道0 > 通道1 > 通道2 > 通道3。可用编程方式改变为循环优先权方式。
- (2) 若要禁止所有通道的DMA请求，应向命令寄存器写入控制字，将所有通道的使能位清零（即写入04H~05H禁止通道），同时设置禁止DMA控制位。
- (3) 通道0地址计数器初值为2000H，每传送一个字节地址自动加1，传送1000个字节后：2000H + 1000 = 2000H + 3E8H = 23E8H。传送完成后地址计数器值为23E8H。
（本题15分） 通过地址译码器将8254定时/计数器0通道的CLK0接至1.193182MHz时钟源，要求CLK0分频后产生约100Hz频率的方波。
- (1) 写出控制字，并写出向0通道装入的时间常数（二进制）。
- (2) 设8254口地址为40H~43H，编写初始化程序段。
- (3) 若采用BCD计数方式，时间常数如何装入？写出相应的初始化程序段。
答：
- (1) 分频系数 = 1193182 / 100 ≈ 11932 = 2EA4H
  
  控制字：选用方式3（方波发生器），二进制计数，先读写低字节再读写高字节，通道0。控制字 = 00110110B = 36H
  
  时间常数 = 2EA4H = 11932
- (2) 初始化程序段（二进制方式）：
```
MOV AL, 36H       ; 控制字：通道0，方式3，二进制计数
OUT 43H, AL       ; 写入控制寄存器
MOV AX, 2EA4H     ; 时间常数
OUT 40H, AL       ; 先写低字节
MOV AL, AH
OUT 40H, AL       ; 再写高字节
```
- (3) 若采用BCD计数方式：
  
  分频系数 = 11932 = 1×10000 + 1×1000 + 9×100 + 3×10 + 2 = 0192BCD（注意BCD码最大65536）
  
  实际上 11932 的BCD表示为：0119 32BCD = 011932H → 需要用4位BCD码表示。
  
  控制字 = 00110111B = 37H（方式3，BCD计数）
  
  时间常数：低字节 = 32H（低2位BCD），高字节 = 11H（高2位BCD），即11932 = 1132BCD
  
  初始化程序段：
```
MOV AL, 37H       ; 控制字：通道0，方式3，BCD计数
OUT 43H, AL       ; 写入控制寄存器
MOV AL, 32H       ; 低2位BCD（32）
OUT 40H, AL       ; 先写低字节
MOV AL, 11H       ; 高2位BCD（11）
OUT 40H, AL       ; 再写高字节
```

五、程序设计题（共20分）

（本题10分） 用8255A的A口控制LED显示器循环显示8个花样灯显示方式，要求：

已知8255A控制字口地址为8006H，各口地址分别为：8000H（A口）、8002H（B口）、8004H（C口）、8006H（控制口）。

编写程序段实现8255A初始化及LED花样显示控制。

答：

DATA SEGMENT
    PATTERN DB 80H, 40H, 20H, 10H, 08H, 04H, 02H, 01H  ; 8个花样灯模式
DATA ENDS

CODE SEGMENT
    ASSUME CS:CODE, DS:DATA

START:
    MOV AX, DATA
    MOV DS, AX

    ; 8255A初始化：A口方式0输出，B口方式0输出
    MOV DX, 8006H       ; 控制口地址
    MOV AL, 80H         ; 控制字：A口方式0输出
    OUT DX, AL

DISPLAY:
    MOV CX, 8           ; 8个花样模式
    LEA SI, PATTERN

NEXT:
    MOV DX, 8000H       ; A口地址
    MOV AL, [SI]        ; 取花样灯模式
    OUT DX, AL          ; 输出到A口控制LED

    ; 延时
    PUSH CX
    MOV CX, 0FFFFH
DELAY:
    NOP
    LOOP DELAY
    POP CX

    INC SI              ; 指向下一个模式
    LOOP NEXT           ; 循环显示8个模式

    JMP DISPLAY         ; 无限循环
CODE ENDS
    END START

（本题10分） 编写利用8253/8254产生方波的程序段。要求：
- 系统时钟频率为1MHz
- 通过8253/8254通道0产生1kHz的方波
- 8253/8254控制口地址为4006H，通道0地址为4000H
答：

时钟频率1MHz，要产生1kHz方波，需要分频系数 = 1000000 / 1000 = 1000

选用方式3（方波发生器），二进制计数，先读写低字节再读写高字节。

控制字 = 00110110B = 36H

时间常数 = 1000 = 03E8H
```
NEXT:
    MOV DX, 4006H       ; 控制口地址
    MOV AL, 36H         ; 控制字：通道0，方式3，二进制计数
    OUT DX, AL

    MOV DX, 4000H       ; 通道0地址
    MOV AX, 03E8H       ; 时间常数1000
    OUT DX, AL           ; 先写低字节
    MOV AL, AH
    OUT DX, AL           ; 再写高字节
```

11 KiB Raw Blame History Unescape Escape

试题 B — 武汉科技大学《接口与通讯技术》

概述

正文

一、填空题（每空1分，共20分）

二、单项选择题（每题2分，共20分）

三、简答题（每题5分，共15分）

四、应用分析题（共25分）

五、程序设计题（共20分）

关联笔记

11 KiB

Raw Blame History