东北大学微机原理总复习

本课主要讲述微型机的组成部分CPU、系统总线、I/O接口、存储器的工作原理和连接。

组成：算数逻辑部件、累加器和寄存器组、控制器

三、总线

片总线、内总线、外总线

并行总线、串行总线

并行总线：DB、AB、CB

并行总线扩展：

地址锁存，分离地址总线和数据总线

译码电路：对存储器或接口电路器件操作选择。对地址总线上的编码数据进行译码。

74LS138、139、GAL等

四、存储器与I/O接口

1 接口部件准备好

系统如何知道接口部件已经准备好数据等待CPU提取，或准备接受CPU送来的数据

查询方式：检测接口状态寄存器中“准备好”位或管脚，准备好则传输数据

无条件传送：确定外设接口已经准备就绪，直接传输信息。

条件传送方式（查询方式）：

Step 1：读取状态字（或状态引脚）

Step 2：检测（相应位）是否满足“就绪”条件，不满足回到Step 1.

Step 3：传送数据

中断方式：接口发中断请求

响应中断，中断服务程序实现数据传输

DMA方式：接口向DMA控制器发送请求，

DMA控制器向CPU发送总线控制权请求

DMA接管总线，传输数据

2 优先级

硬件确定：速度快，硬件开销大

软件确定：简单、灵活、速度慢

二者结合：

3 要考虑的问题

速度匹配问题

总线的负载能力

片选信号的产生机制

4 接口接入总线要求

输入缓冲：三态缓冲器，以便于数据总线相连。

输出锁存：将CPU写出的数据锁存，解决CPU与外设匹配的问题。

5 寻址

各类信息在接口中进入不同的寄存器，通常称为I/O端口（port），每个端口有一个唯一的地址。

数据端口：对来自CPU和内存的数据或者发送到CPU和内存的数据起缓冲作用

状态端口：存放外部设备或者接口部件本身的状态

控制端口（命令端口）：存放CPU发出的命令，以便控制接口或设备的动作。

数据输入端口、状态端口：只读

数据输出端口、控制端口：只写

通常：数据输入端口和数据输出端口的地址一致，通过读写指令区分。

状态端口和命令端口地址一致。

有了端口地址，CPU与外设的IO操作归结为接口芯片各端口的读写操作。体现出I/O与存储器类似。

6 数据缓冲

缓冲区：由于系统速度与接口速度不匹配，用于暂时存储传输数据的内存空间(存储器)。

输入缓冲区：系统从外设提取一系列数据放到输入缓冲区，全部提取后再处理使用这些数据。

输出缓冲区：系统先把数据放到输出缓冲区，然后再输出到外设。

数据结构：队列(循环队列)

计算机系统中有多个缓冲区（队列）：键盘缓冲区、打印缓冲区等

7 片选信号：线选法、全译码、部分译码、混合译码

复习题

1.什么是微处理器、微型计算机、微型计算机系统？

2.计算机内存和外存有何不同。

3.8086、8051 CPU的各引脚的功能与作用。8086和8051系统的复位状态。

4.8086和8051CPU标志寄存器各有多少位？分几类？各标志位的含义是什么？

5.8086/8088微处理器由哪些主要部件组成？其主要功能是什么？

6.总线结构及其作用，总线的种类；总线驱动器的作用？不同总线的驱动有何不同。

7.简述8086微处理器的总线接口部件和执行部件的组成及动作过程。

8.一个基本的总线周期由几个时钟周期组成？各时钟周期所进行的操作是什么？8086和8051CPU的时钟周期，基本的总线周期、机器周期有何不同。

9.8086和8051是如何实现地址数据复用的？

10.8086的数据传输特性是什么样的？为什么常用AD0作低八位数据选通信号？

11.8086在最小模式下至少需要几片8位锁存器？除AD0-AD15需要锁存外，还有那几根信号需要锁存？

12.较详细地对8086的256个中断进行分类（要列举0-4号中断）并对中断优先级排队。

13.8086的终端系统可以处理多少种中断？其中断类型如何确定？

14.8051与8086中断管理的异同点，简述8086和8051的中断处理过程？

15.什么是中断类型、中断向量、中断向量表？简述非屏蔽中断NMI和可屏蔽中断INTR的异同点。硬件中断和软件中断的主要区别是什么？

16.8086最小模式下的读、写操作时序图。

17.无条件传送方式、条件传送方式、中断方式、DMA方式的特点．

18.8086系统中，I/O端口的寻址方式有几种？其特点是什么？

19.8051 I/O寻址方式；输入输出口的操作方法。

20.8086和8051CPU各用多少根地址线对I/O端口寻址？可以对多少个端口寻址？

21.8051与8086的寻址方式有何异同。8051内部存储器分为哪几个空间、如何区分不同空间的寻址。8051外部存储器的分哪几个空间。

22.串行通讯中全双工、半双工、单工的含义；异步通讯、同步通讯。各种工作方式下的数据格式。

23.译码及片选信号产生的方法。

24.简述RAM 和ROM的分类、区别和用途。用8位芯片扩展存储器, 确定各芯片的连线、地址空间。8086分段模式存储器管理的特点。CPU与外部存储器以及IO设备连接时需要考虑哪些问题

25.矩阵键盘的接口、按键识别方法和程序。

26.8255和8253的各种工作模式、与总线接口。

27.A/D、D/A转换器输入与输出之间的关系、分辨率、量化误差的含义。

28.ADC0809、ADC0832的工作原理、接口。采用D/A器件实现波形生成器的硬件连线、程序。