微机原理-第5版(周荷琴)-第九章 (2)
精品课件-微机原理与接口技术-第9章
第9章 D/A、A/D转换接口 图9.2 D/A转换的基本原理
第9章 D/A、A/D转换接口
DAC的输出形式有电压、电流两大类型。电压输出型的DAC 相当于一个电压源，内阻较小，选用这种芯片时，与它匹配的 负载电阻应较大；电流输出型的DAC相当于电流源，内阻较大， 选用这种芯片时，负载电阻不可太大。
第9章 D/A、A/D转换接口
在实际应用中，有时仅要求输出是单方向的，即单极性输 出，其电压通常为0～+5 V或0～+10 V；有时则要求输出是双 方向的，即双极性输出，如电压为±5 V、±10 V。单极性和 双极性输出电路分别如图9.4(a)和(b)所示。在图9.4(b)中， 通过运算放大器A1将单极性输出转变为双极性输出，由UREF为A2 提供一个偏移电流，该电流方向应与A1输出电流方向相反。
第9章 D/A、A/D转换接口
能够将数字量转换成模拟量的器件称为数字/模拟转换器， 简称DAC或D/A转换器。
计算机通过ADC或DAC与外界使用模拟量的设备相连接的技 术就是模拟接口技术，它是计算机应用于自动控制领域的基础。 一个典型的计算机测控系统如图9.1所示。
第9章 D/A、A/D转换接口 图9.1 典型的计算机检测、控制系统框图
第9章 D/A、A/D转换接口
二—十进制的转换公式： B=bn-1bn-2… b1b0=bn-1×2n-1+bn-2×2n-2+…+ b1×21+b0×20
式中，B表示转换后的十进制数；bn-1为二进制数的最高位， b0为二进制数的最低位。
为了把一个数字量变为模拟量，必须把每一位的数码按照 权来转换为对应的模拟量，再把各模拟量相加。这样，得到的 总模拟量便对应于给定的数据。DAC的主要部件是电阻开关网 络，它通常是由输入的二进制数的各位控制一些开关，通过电 阻网络，在运算放大器的输入端产生与二进制数各位的权成比 例的电流，经过运算放大器相加和转换而成为与二进制数成比 例的模拟电压。最简单的DAC电路如图9.2(a)所示。
微机原理第9章习题与答案
习题一、选择题1.对8255A的C口执行按位置位/复位操作时,写入的端口地址是______。
A. 端口AB.端口BC. 端口CD. 控制口答案：D2.要将8255A的3个8位的I/O端口全部设定为方式0的输入，其设置的方式控制字为____。
答案：D3.当8255A的A口工作在方式1，B口工作在方式1时，C口仍然可按基本的输入输出方式工作的端口线有_________条。
答案：B4.当8255A端口PA、PB分别工作在方式2、方式1时，其PC端口引脚为_______。
答案：C5.如果8255A的端口A工作在双向方式,这时还有_____根I/O线可作其他用。
答案：A～PC7全部为输出线时，表明8255A的A端口工作方式是______。
4答案：A7.8255A中既可以作为数据输入、输出端口，又可以提供控制信息、状态信息的端口是____。
A. 端口AB.端口BC. 端口CD. 控制口答案：C8. 8255A的端口A和端口B工作在方式1输出时，与外部设备的联络信号将使用____信号。
A. INTRB.ACKC. INTED. IBF答案：B二、填空题1. 当8255A的A口工作于方式1输入，B口工作于方式0时，C口的_____位可以作为输入输出口使用。
答案：5位2.若要求8255A的A、B口工作在方式1，作为输入，C口作为输出，则输入8255A控制口的控制字为______。
答案：B6H3.若8255A的端口B工作在方式1，并为输出口，置位PC2的作用为______。
答案：允许端口B输出中断4.当数据从8255A的端口C往数据总线上读出时，8255的几个控制信号CS、A1、A0、RD、WR分别是__________________。
答案：0 1 0 0 15. 8255A在方式0工作时，端口A、B和C的输入输出可以有_______种组合。
答案：16三、问答题8255A和外设之间有几个数据端口？在结构上有什么区别？答案：3个数据端口这3个端口与外设的数据接口都是8位，但功能不完全相同。
微机原理与应用第九章
；定义ICW2 ；定义ICW3 ；定义ICW4 ；定义OCW1
IR3上接有从 8259A
采用特殊完全嵌套方式、非 自动EOI结束方式、非缓冲方式
；定义OCW2
中断屏蔽字11010110
从8259A的初始化程序段
ICW1标志
MOV MOV OUT MOV MOV OUT MOV OUT MOV OUT MOV OUT MOV MOV OUT
中断请求的优先级别以循环方式类推。
例：假设当前正在处理IR2和IR6引入的中断请求，
中断源 ISR 内容 优先级 ISR 内容 优先级 ISR 内容 优先级 IR7 ISR7 0 7 0 4 0 0 IR6 ISR6 1 6 1 3 0 7 R5 ISR5 0 5 0 2 0 6 IR4 ISR4 0 4 0 1 0 5 IR3 ISR3 0 3 0 0 0 4 IR2 ISR2 1 2 0 7 0 3 IR1 ISR1 0 1 0 6 0 2 IR0 ISR0 0 0 0 5 0 1
ICW2
由当前的中断请求 IR7—IR0确定
ICW2的标志
A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0
A0 1
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 0 0 ID2ID1ID0
从8259A的识别地址
1：表示IR端接有从8259A 0：表示IR端未接从8259A
2 1 ADI SNGL IC4
0
1：需要设置ICW4
0：不需要设置ICW4
标 志 位
1：单级使用 0：级联使用 1：调用地址间隔为4 0：调用地址间隔为8
ICW1的标志
1：电平触发 0：边缘触发
第九章微机原理
3. 中断源
在计算机系统中，发出中断请求的来源称为中断源。 常见的中断源有：
(1) 一般的输入、输出设备。如键盘、鼠标、打印机等； (2) 数据通道中断源，如磁盘等；
(3) 实时时钟。如PC机的计时时钟； (4) 系统故障。如电源故障、计算溢出等；
(5) 断点。通常为调试程序而人为设置的中断点。
4. 中断的类型
中断输入1 F/F1 中断输入2 F/F2 中断输入3 F/F3 中断输入4 F/F4
中断响应 （来自CPU) 中断输出1 中断输出2 中断输出3 中断输出4
雏菊花环电路优先权排队电路
6. 中断向量与中断向量表(中断描述符表)
当中断请求被响应时，CPU将停止当 前运行的程序，转入中断服务程序，而每 个中断服务程序都有一个程序的入口地址， 这个入口地址就是中断向量。 内存中存放一组中断向量的区域被称为 中断向量表。当中断被响应后，CPU根据 中断的类型号，计算出中断向量在中断向 量表中的位置，然后从表中取出中断向量 （中断服务程序的入口地址），并进入中 断服务程序。
CAS0 CAS1 CAS2 SP/EN
读/写 逻辑
优先
用于多片8259A ISR 进行级连
IR0 IR1
IRR IR7
权电 路
8位寄存器。用于存放来 自外设的中断请求信号， IMR 比较器 当某引脚有中断请求信号 时，相应的位被置1。 8位寄存器。用于存放正在处 理的中断请求信号，8259A 8位寄存器。用于存放对中请求 0 1 0 1 1 0 IRR 0 0 内部数据总线 在接收到CPU的响应信号 的屏蔽信息。当某位被编程设 （INTA）后，使相应位置1。 置为1 时，则相应的中断请求 信号被屏蔽，不会被送到CPU. ISR 0 0 0 1 0 10 0
微机原理与接口技术周荷琴第5版课件
内容结构
课件特点：介绍课件的特色 和亮点
适用对象：说明课件适用于 哪些学生或人群
课件概述：介绍课件的基本 内容和结构
学习目标：明确通过学习该课 件，学生能来自达到的学习目标和能力提升
微机原理部分
微机基本结构
微处理器：计 算机的“大
脑”，负责执 行指令
存储器：存储 程序和数据， 分为内存和外
存
输入/输出接口： 实现微机与外 部设备之间的
指令系统与汇编语言的优缺点：指令系统效率高，但可读性差；汇编语言可读性强，但效率低
接口技术部分
I/O接口基本概念
I/O接口定义： 输入/输出接口是 计算机与外部设 备之间的连接器， 实现数据传输和 控制信号的传递。
I/O接口功能： 缓冲、转换、隔 离和编址等功能， 确保计算机与外 部设备之间的正
实验操作规范：按照实验指导书的要求进行操作，确保实验结果的准确性和可靠性
实验后整理：清理实验现场，关闭实验设备，整理实验数据和报告
实验报告撰写要求
实验目的和要求： 明确实验目的和 要求，确保实验 内容与课程目标
一致。
实验原理和步骤： 详细阐述实验原 理和步骤，包括 实验设备、操作
流程等。
实验数据记录和 分析：记录实验 数据，并对数据 进行整理、分析 和解释，以得出
实验结论。
实验结果讨论和 总结：对实验结 果进行讨论和总 结，指出实验的 优缺点，并提出
改进意见。
实验报告格式和规 范：遵循实验报告 的格式和规范，包 括标题、摘要、目 录、正文等部分， 确保报告清晰、整
洁、易于理解。
习题与答案解析
习题集锦
习题1：微机原理 与接口技术基础题
习题2：微机原理 与接口技术应用题
微机原理 周荷琴版 课件
例：将(1000110.01)B转换为八进制数和十六进制数。
1 000 110 . 01 001 000 110 . 010 (1 0 6 . 2 )O
二进制数到十六进制数的转换：
（1000110.01）B = 100 0110 . 01
0100 0110 . 0100 (4 6 . 4)H
（2）、八进制、十六进制数到二进制数的转换 方法：采用“一位化三位（四位）”的方法。按顺序 写出每位八进制（十六进制）数对应的二进制数，所 得结果即为相应的二进制数。 例：将(352.6)o转换为二进制数。
>300
>3000
三、微型计算机的组成
CPU
运算器 控制器
AB 地址总线 DB 数据总线 CB 控制总线
内存 RAM ROM
I/O接口
8255、8250（8251） 8253、8259
I/O设备
键盘、打印机 显示器、软硬盘 A/D、D/A等
1、微处理器
微处理器（CPU）是大规模集成电路技术做成的芯片，芯 片内集成有控制器、运算器和寄存器等相关部件，完成对计算 机系统内各部件进行统一协调和控制。
（1）、I/O设备：微机配备的输入/输出设备（外设）。
标准输入/输出设备（控制台）：键盘和显示器（CRT）。 键盘 输入设备 I/O设备 鼠标 扫描仪、数码相机
显示器
输出设备 打印机
绘图仪
（2）、I/O接口：连接外设备和系统总线，完成信号 转换、数据缓冲、与CPU进行信号联络等工作。
显示器卡：完成显示器与总线的连接。 声卡：完成声音的输入/输出。 网卡：完成网络数据的转换。 扫描卡：连接扫描仪到计算机。
常数变量或变量间接寻址寄存器间接寻址movaxbxbxbpsidi之一寄存器相对寻址movaxbx20movaxbxb字bxbpsidi之一位移量基址变址寻址movaxbxsibxbp之一sidi之一基址变址相对寻址movaxbxsi20movaxbxsib字bxbp之一sidi之一位移量端口操作数直接寻址inal20h指令中有端口号00ffh间接寻址inaldxdx中有端口号00ffffh操作数的寻址方式32指令的机器码表示方法略338080指令系统80868088的指令系统可以分为6组
微机原理及接口第九章作业答案
“微机系统原理与接口技术”第九章习题解答（部分）1. 什么是并行接口和串行接口？它们各有什么作用？答：并行接口是指接口与外设之间按字长传送数据的接口，即4位、8位或16位二进制位同时传送；而串行接口是指接口与外设之间依时间先后逐位传送数据的接口，即一个时刻只传送一个二进制位。
并行接口传送速度较快，但在远距离传送数据时成本高，损耗大，且平行数据线之间干扰大，所以并行接口一般适用于近距离的高速传送，而串行接口则适用于远距离传送。
2. 试画出8255A与8086CPU连接图，并说明8255A的A0、A1地址线与8086CPU的A1、A2地址线连接的原因。
答：8255A与8086CPU的连线图如下图所示：题9-2图8086系统有16根数据线，而8255只有8根数据线，为了软件读写方便，一般将8255的8条数据线与8086的低8位数据线相连。
8086在进行数据传送时总是将总线低8位对应偶地址端口，因此8086CPU要求8255的4个端口地址必须为偶地址，即8086在寻址8255时A0脚必须为低。
实际使用时，我们总是将8255的A0、A1脚分别接8086的A1、A2脚，而将8086的A0脚空出不接，并使8086访问8255时总是使用偶地址。
4. 简述8255A工作在方式1时，A组端口和B组端口工作在不同状态（输入或输出）时，C端口各位的作用。
答：8255A 的A、B口工作在方式1时，C端口各位的使用情况如下表所示：注：带*的各中断允许信号由C口内部置位／复位操作设置，非引脚电平。
5. 用8255A控制12位A/D转换器，电路连接如下图所示。
设B口工作于方式1输入，C 口上半部输入，A口工作于方式0输入。
试编写8255A的初始化程序段和中断服务程序（注：CPU采用中断方式从8255A中读取转换后的数据）。
题9-5图答：设8255的A、B、C及控制端口的地址分别为PORTA、POA TB、PORTC和PCON，则一种可能的程序段实现如下：主程序：; 初始化8255A……MOV AL, 10011110B ; 设置8255A的工作方式控制字OUT PCON, ALMOV AL, 00000101B ; 设置C口置位/复位控制字，使INTEA（PC2）为OUT PCON, AL ; 高电平，允许B口中断MOV AL, 00000010B ; 设置C口置位/复位控制字，使PC1（IBF B）输出OUT PCON, AL ; 低电平，启动第一次A/D转换……中断服务程序：; 取数，并自动启动下一次A/D转换……MOV AL, 00000011B ; PC1（IBF B）输出高电平，停止A/D转换OUT PCON, ALIN AL, PORTC ; 先取高4位转换值MOV AH, ALMOV CL, 4SHR AH, CL ; 将高4位转换值放到AH的低端IN AL, PORTB ; 取低8位转换值放到AL中MOV AL, 00000010B ; PC1（IBF B）输出低电平，再次启动A/D转换OUT PCON, AL……IRET6. 用8255A作为CPU与打印机接口，8255的A口工作于方式0，输出；C口工作于方式0。
[信息与通信]微机原理第九章.ppt
D7～ D0
数据总线 缓冲器
INTA
INT
控制电路
内部总线
RD WR
A0 CS
CAS0 CAS1 CAS2
SP/EN
读 /写 控制逻辑
级 联 缓 冲 /比 较 器
中断服务 寄存器
(ISR)
优先权 判别器
(PR)
中断请求 寄存器
IR0 IR1
… …
(IRR)
IR7
中断屏蔽寄存器 (IMR)
三、8259A芯片的工作方式
IR4
4) ICW4
ICW4用于设置8259A的工作方式，写入A0=1的端口，格 式如图所示。ICW1的IC4位为1时，才写入ICW4。
A0
D7 D6 D5
D4
D3
D2
D1
D0
1
0 0 0 SFNM BUF M/S AEOI PM Nhomakorabea1
0
— —
特
一
殊
般
嵌
嵌
套
套
非缓冲方式 0
X
缓 冲 /从 片 1
0
4、连接系统总线的方式
1）缓冲方式：8259A通过总线驱动器和数据总线相连。 2）非缓冲方式： 8259A直接与数据总线相连。
四、8259A芯片的级联使用
五、8259A芯片的控制字
1、初始化命令字——ICWi：在初始化程序中设定， 且在整个工作过程中保持不变。
2、操作命令字——OCWi：在应用程序中设置，且可 设置多次。
第九章 中断控制器、计数/定时控制器及DMA控制器
本章学习目标： 1、了解中断控制器8259A的工作原理与应用 2、掌握计数/定时控制器8253的工作原理与使用 3、了解DMA控制器8237A的工作原理与应用
微机原理及应用09章资料
1. 完全嵌套方式 完全嵌套方式是8259A被初始化后自动进入的基本工 作方式，在这种方式下，由各个IRi端引入的中断 请求具有固定的中断级别。IR0具有最高优先级， IR7具有最低优先级，其他级顺序类推。 采用完全嵌套方式时，ISR寄存器中某位置“1”，表 示CPU当前正在处理这一级中断请求，8259A将允 许比它级别高的中断请求进入，打断当前的中断服 务程序而被优先处理，但禁止与它同级或比它级别 低的其他中断请求进入。采用这种完全嵌套方式， 中断嵌套的深度取决于整个中断系统所具有的中断 级数，在一个具有8级中断的系统中，最大的中断 嵌套深度为8，如图9.4所示。
采用这种电平触发方式还有一个问题必须注意，即如 果通过一个IRi端引入多个中断请求，它们由软件进 行排队；那么当这个IRi端上一个中断请求的有效期 间，另一个中断请求又产生时，将有可能丢失第2个 中断请求信号，从这个意义上讲是不允许发生中断 请求的电平信号持续时间太长，但也不能太短，这 在使用中必须注意。 当8259A被定义为边沿触发方式时，不会产生上述的 丢失中断请求的现象，这时当IRi端上出现由低电平 到高电平的正跳变时，表示中断请求信号有效，最 好用负脉冲的后沿来实现。采用这种边沿触发方式 不会出现重复中断现象，但是也要求在响应某中断 请求的第1个INTA信号有效前不要出现下一个中断 请求，否则有可能丢失前面一个中断请求。
(1) 普通EOI循环方式： 当任何一级中断被处理完后，CPU 给8259A回送普通EOI命令，8259A接收到这一命令后将 ISR寄存器中优先级最高的置“1”位清“0”，并赋给它最 低优先级，而将最高优先级赋给原来比它低一级的中断 请求，其他中断请求的优先级别以循环方式类推。例如， 某系统中原来定义的是IR0为最高级，IR7为最低级，当 前正在处理IR2和IR6引入的中断请求，因此，ISR寄存器 中第2位和第6位置“1”，待第2级中断处理完，CPU向 8259A回送普通EOI命令，8259A将ISR寄存器中级别高 的第2位清“0”，并将其优先级由原定义的第2级改变为 最低级(第7级)，而将最高级(第0级)赋给原来的第3级 (ISR3)，其他级的优先权按循环方式依次改变为新的级别。 待原来的6级中断处理完后，同样在普通EOI命令控制下， 将ISR中的第6位清“0”，并将其优先级由第3级改变为最 低级，而将最高级赋给由ISR7所对应的中断请求。
微机原理与接口技术周荷琴课后习题答案
微机原理与接口技术习题参考答案第一章（p20）1、参考答案：冯•诺伊曼计算机的设计思想（EDVAC方案：存储程序通用电子计算机方案）：①计算机分为计算器、控制器、存储器、输入和输出装置五个部分；②计算机内采用二进制；③将程序存储在计算机内，简称“程序存储”。
其中第三点是冯•诺依曼计算机设计的精华，所以人们又把冯•诺依曼原理叫做程序存储原理，即程序由指令组成并和数据一起存放在存储器中，机器则按程序指定的逻辑顺序把指令从存储器中读出来并逐条执行，从而自动完成程序描述的处理工作。
冯•诺伊曼计算机主要以运算器和控制器为中心，结构框图如下图所示。
2、参考答案：微处理器就是中央处理器CPU，是计算机的核心，单独的CPU不能构成计算机系统；微型计算机由微处理器、主存储器、I/O接口（注意：不是I/O设备）组成；而微型计算机系统除了包括微型计算机外，还有系统软件（即操作系统）、应用软件、外存储器和I/O设备等。
微型计算机系统结构如下图所示。
3、答案略，见p6～74、答案略，见图2，或教材图1-35、答案略，见p12~136、参考答案：由于8086微处理器的地址总线的宽度为20位，所以它可寻址220＝1M字节的存储空间；而PentiumII微处理器的地址总线的宽度为36位，所以它可寻址236=64G字节的存储空间。
7、参考答案：①PCI(Peripheral Component Interconnect:外围设备互联)，是Intel公司1992年发布486微处理器时推出的32/64位标准总线，数据传输速率位132MB/s，适用于Pentium微型计算机。
PCI总线是同步且独立于微处理器的具有即插即用(PNP:Plug and play，所谓即插即用，是指当板卡插入系统时，系统会自动对板卡所需资源进行分配，如基地址、中断号等，并自动寻找相应的驱动程序）的特性.PCI总线允许任何微处理器通过桥接口连接到PCI 总线上。