(全网最全)微型计算机原理与接口技术第六版课后习题答案-周荷琴，冯焕清-第6章I/O接口和并行接口芯片8255A-中国科学技术大学出版社
含有“AI:”开头的题目的答案是问chat的，看个乐就行，不一定正确
第六章
1。CPU与外设交换数据时，为什么要通过I/O接口进行？I/O接口电路有哪些主要 功能？
答:CPU 和外设之间的信息交换存在以下一些问题:速度不匹配;信号电平不匹配;信号格式不匹配;时序不匹配。
I/O接口电路是专门为解决CPU与外设之间的不匹配、不能协调工作而设置的，处于总线和外设之间，一般应具有以下基本功能:
(1)设置数据缓冲以解决两者速度差异所带来的不协调问题:
(2)设置信号电平转换电路，来实现电平转换
(3)设置信息转换逻辑，如模拟量必须经A/D变换成数字量后，才能送到计算机去处理，而计算机送出的数字信号也必须经D/A变成模拟信号后，才能驱动某些外设工作。
(4)设置时序控制电路;
(5)提供地址译码电路。
2。什么叫I/O端口？一般的接口电路中可以设置哪些端口？计算机对I/O端口编址时 采用哪两种方法？在8086/8088CPU中一般采用哪种编址方法？
答:在CPU与外设通信时，传送的信息主要包括数据信息、状态信息和控制信息。在接口电路中，这些信息分别进入不同的寄存器，通常将这些寄存器和它们的控制逻辑统称为I/O端口。
一般的接口电路中可以设置数据端口、状态端口和命令端口。
计算机对I/O端口编址时采用两种方法:存储器映像寻址方式、I/O单独编址方式。
在8086/8088CPU中一般采用I/O单独编址方式。
3。CPU与外设间传送数据主要有哪几种方式？
答案一：
CPU与外设之间传输数据的控制方式通常有三种:程序控制方式、中断方式和DMA方式。
(1)程序控制方式：指用输入/输出指令来控制信息传输的方式,是一种软件控制方式,根据程序控制的方法不同，又可以分为无条件传送方式和条件传送方式。
无条件传送方式:CPU认为接口始终是处于“准备好”状态，能随时接收或发送数据,适用于那些能随时读写的设备。特点是接口简单,要求输入有缓冲，输出有锁存。应用的局限性较大,一般只适用于诸如开关控制、七段数码管的显示控制等场合。
条件传送方式:通过程序查询相应设备的状态，若状态不符合，则CPU不能进行输入／输出操作,需要等待;只有当状态信号符合要求时,CＰＵ才能进行相应的输入/输出操作。特点是接口电路简单，CPU利用率低（程序循环等待），接口需向CPＵ提供查询状态。适用于CPU不太忙,传送速度要求不高的场合。要求各种外设不能同时工作，外设处于被动状态。
（２)中断传送方式：当外设准备好时，由外设通过接口电路向CＰＵ发出中断请求信号,CPU在允许的情况下,暂停执行当前正在执行的程序,响应外设中断，转入执行相应的中断服务子程序，与外设进行一次数据传送，数据传送结束后，CPＵ返回继续执行原来被中断的程序。特点是CPＵ的利用率高，外设具有申请CＰU中断的主动权,CPU和外设之间处于并行工作状态。但中断服务需要保护断点和恢复断点（占用存储空间,降低速度)，CPU和外设之间需要中断控制器。适用于CＰU的任务较忙、传送速度要求不高的场合,尤其适合实时控制中的紧急事件处理。
（3)ＤMA方式:外设利用专用的接口( DMA 控制器）直接与存储器、外设进行高速数据传送，并不经过CPＵ( CＰＵ不参与数据传送工作），总线控制权不在ＣＰU处,而由DMA 控制器控制。特点是接口电路复杂，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、高速数据传送的场合。
ＤＭＡ传送的基本过程:
① 外设准备就绪时,向ＤMＡ控制器（DMAC)发DMA请求，DＭAC接到此信号后，向CPＵ发DMA请求，CＰU的HOＬD有效 。
② CPU接到HOLD请求后,如果条件允许(一个总线操作结束）,则发出ＨＬDA信号作为响应，同时，释放对总线的控制权
③ DMＡC取得总线控制权后,DMAC成为主设备,DＭAC控制存储器与外设端口之间的数据传送（往地址总线发送地址信号,每传送1个字节，就会自动修改地址寄存器的内容,以指向下一个要传送的字节；每传送一个字节，字节计数器的值减1,当减到0时，DＭＡ过程结束)
④ 传送结束,DMAC向CPU发结束信号,将总线控制权交回CPU。
⑤ ＤMAＣ又回到从设备的状态。
答案二：
CPU与外设间的数据传送方式主要有：程序控制方式、中断方式、DMA方式。
程序控制传送方式：CPU与外设之间的数据传送是在程序控制下完成的。
⑴无条件传送方式：也称为同步传送方式，主要用于对简单外设进行操作，或者外设的定时是固定的或已知的场合。
⑵条件传送：也称为查询式传送方式，在开始传送前，必须先查询外设已处于准备传送数据的状态，才能进行传送。
采用中断方式：CPU平时可以执行主程序，只有当输入设备将数据准备好了，或者输出端口的数据缓冲器已空时，才向CPU发中断请求。CPU响应中断后，暂停执行当前的程序，转去执行管理外设的中断服务程序。在中断服务程序中，用输入或输出指令在CPU和外设之间进行一次数据交换。等输入或输出操作完成之后，CPU又回去执行原来的程序。
DMA方式：也要利用系统的数据总线、地址总线和控制总线来传送数据。原先，这些总线是由CPU管理的，但当外设需要利用DMA方式进行数据传送时，接口电路可以向CPU提出请求，要求CPU让出对总线的控制权，用DMA控制器来取代CPU，临时接管总线，控制外设和存储器之间直接进行高速的数据传送。这种控制器能给出访问内存所需要的地址信息，并能自动修改地址指针，也能设定和修改传送的字节数，还能向存储器和外设发出相应的读/写控制信号。在DMA传送结束后，它能释放总线，把对总线的控制权又交还给CPU
4。说明查询式输入和输出接口电路的工作原理。（参考图6.3和图6.5。)
5。某一个微机系统中，有8块I/0接口芯片，每个芯片占有8个端口地址，若起始地址 为300H，8块芯片的地址连续分布，用74LS138作译码器，试画出端口译码电路，并说明每 块芯片的端口地址范围。（参考图6.7。300H=1100000000B,A9~A6=1100,将它们接 到138译码器的控制端，A5~A3接C、B、A。每块接口芯片占8个口地址，A2~A0=000~ 111，它们只能用作接口芯片片内寻址，不能接到译码器上。)
解；
6。8255A的3个端口在功能上各有什么不同的特点？8255A内部的A组和B组控制 部件各管理哪些端口?
解；
端口A 包含一个8 位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8 位的数据输入锁存器，因此A口作输入或输出时数据均能锁存。
端口B 包含一个8 位的数据输入/输出锁存器/缓冲器，一个8 位的数据输入缓冲器。
端口C 包含一个8 位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8 位的数据输入缓冲器，无输入锁存功能，当它被分成两个4 位端口时，每个端口有一个4 位的输出锁存器。
端口A 和端口C 的上半部分（PC7～PC4）由A 组控制逻辑管理。
端口B 和端口C 的下半部分（PC3～PC0）由B 组控制逻辑管理。
7。8255A有哪几种工作方式？各用于什么场合？端口A、端口B和端口C各可以工作 于哪几种工作方式？
解；
方式0:基本输入输出方式,适用于与简单外设传送数据(如开关/发光二极管等)和查询方式的接口电路(一般PA或PB数据口, 而PC做成状态口)。
方式1:选通输入输出方式,其不宜适用于与单向传送数据的外设(如键盘/打印机等), 适用于查询和中断方式的接口电路。
方式2:双向选通传送方式,适用于与双向传送数据的外设(如硬盘/软盘/光盘等),适用于查询和中断方式的接口电路。
端口A可工作于方式0,方式1,方式2;
端口B可工作于方式0,方式1;
端口C只可工作于方式0。
端口A、B、C的特点:
A口:具有一个8位数据输人锁存器和一个8位数据输出锁存/缓冲器，可工作于方式0、方式1或方式2。它总是作为数据输人入/输出端口。
B口:具有一个8位数据输人缓冲器和一个8位数据输出锁存/缓冲器，可工作于方式0或方式1。它总是作为数据输人/输出端口。
C口:具有一个8位数据输人缓冲器(不锁存)和一个8位数据输出锁存/缓冲器，C口可作为基本的数据输入/输出端口，有时也作为控制信号和状态信号的输入输出端。
8。8255A的方式选择字和置位复位字都写入什么端口？用什么方式区分它们?
解；
8255A 的方式选择字和置位复位控制字都被写入控制字寄存器端口中，但通过控制字的D₇ 位进行区分，方式控制字的D₇=1，置位复位控制字的D₇=0。
9。若8255A的系统基地址为0F8H，且各端口都是偶地址，则8255A的3个输入输出端口地址和控制寄存器的地址各是多少？已知CPU的系统总线为A7~A0，D7~D0，M/IO,RD,WR,RESET,试画出8255A的地址译码电路及它与CPU的系统总线相连的连线图。（参考图6.18的译码电路。A7～A5=111，加门电路后与138译码器的控制端相连，A4、A3、A0分别与译码器的C、B、A相连。连接数据线时注意是偶地址端口。）
解：
端口A地址:0F8H
端口B地址:0FAH
端口C地址:0FCH
控制字地址:0FEH
10。设8255A的A口、B口、C口和控制字寄存器的端口地址分别为80H、82H、84H和86H。要求A口工作于方式0输出，B口工作于方式0输入，C口高4位输入，低4位输出。试编写8255A的初始化程序。
解：
11。8255A的端口地址同第10题，要求PC4输出高电平，PC5输出低电平，PC6输出一个 正脉冲，试写出完成这些功能的指令序列。
解：
MOV AL, 10001010B
OUT 86H, AL ;设置8255的工作方式
MOV AL,00001001B ;PC4 输出高电平
OUT 86H,AL
MOV AL,00001010B ;PC5 输出低电平
OUT 86H,AL
MOV AL,00001100B ;PC6 先输出低电平
OUT 86H,AL
MOV AL,00001101B ;PC6 再输出高电平
OUT 86H,AL
MOV AL,00001100B ;PC6 再输出低电平,形成一个正脉冲
OUT 86H,AL12。8255A的端口地址同第10题，若A口工作于方式0输入，B口工作于方式1输出，C口各位的作用是什么？控制字是什么？若B口工作于方式0输出，A口工作于方式1输入，C口各位作用是什么？控制字是什么？
解：
A 口工作在方式0，不需要C 口做应答信号，B 口工作在方式1 输入，需要C 口做联络信号，PC1 连接OBF ，输出缓冲器满信号，PC2 连接ACK，外设的应答信号信号，PC0连接INTR，向CPU 发出的中断请求信号。控制字为1001X10XB。
B 口工作在方式0 输出，A 口工作方式1 输入，需要C 口做联络信号，PC4 连接STB，由外设输入的选通信号，PC5 连接IBF，输入缓冲器满信号，PC3 连接INTR，向CPU 发出的中断请求信号。控制字为1011X00XB。
13。8255A的口地址为80H～83H,A口接8个开关K7～K0,B口接8个指示灯LED7~LED0，用来显示开关的状态，当开关合上时相应的指示灯点亮，断开时灯灭。试画出硬件 连线图（含具体的译码电路），并编写实现这种功能的程序段。要求每隔20秒钟读一次，延 时20秒的子程序名为DELAY_20S。（参考图6.18及相关程序，但不用考虑奇偶地址。）
解：
硬件电路如下图所示。
8255A 的４个端的地址分别为80Ｈ、8１ H、８2H和83 H，对应于8255A的PA口、PＢ口、ＰＣ口和控制字寄存器。
主频率为5MHz
时钟周期=主频率的倒数=1/(5×10⁻⁶)=0.2µｓ
延时20s需要的时钟周期数＝ 2０ｓ／０.2µs=１00000000=N₁×N₂
假设Ｎ₁=10０00=2７１0H
[(（１00０0-1)×17+５）＋４+３+3+16]×N₂+2×10+２ ×8+20＝100000000
Ｎ₂=588=24CH
程序如下:
MOV AL, 10010000B ; 控制字
OUT 83H, AL ; 写入控制字
TEST_IT:
IN AL, 80H ; 从A口读取开关状态
NOT AL ; A口开关状态取反
OUT 81H, AL ; B口控制LED，指示开关状态
CALL DELAY_20S
JMP TEST_IT ; 循环检测
DELAY_20S:
PUSH BX
PUSH CX
MOV BX, 24CH ; 延时20s，改变BX和CX中的值即可改变延时时间。
DEL1:
MOV CX, 2710H
DEL2:
LOOP DEL2
NOP
DEC BX
JNZ DEL1
POP CX
POP BX
RET延时子程序的时钟周期数：((１０0０0－1)×１7+5)+4+3+３+１6] ×588+2 ×1０+2 ×８+2０ =
延时子程序的延时时间:９99682８8×（１/（５ ×１０６ ))=19．99365７6s
不加NOP指令的计算：延时子程序的时钟周期数:（(１0000－1)×17+5)+4+３＋１6] ×５８8+2×10+2 ×８+20 =
延时子程序的延时时间:99968２88×(１/（5 ×１06))=19.9９33048s
14。设8255A的口地址为60H～63H，A口接4个开关K3～K0，B口接一个七段LED显示器，用来显示4个开关所拨通的十六进制数字0~F,开关都合上时，显示0,都断开时显示F,每隔20秒钟检测一次，七段LED显示器采用共阳极接法。试画出硬件连线图（不用画具体的译码电路),并编写相关的程序。(提示：参考图6.19及相关程序。但七段LED显示器的阴极要接到74LS04的各输出端，阳极则连在一起，经一个电阻接+5V。七段代码的编码要重新设置。）
解：搜不到
其他私货：
1。
2。
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