计算机原理习题答案07.doc

第七章 输入和输出 习题与答案 1、请说明为什么输入接口的数据缓冲寄存器必须有三态输出功能而输出接口却不需要的原因。 解：输入接口的数据缓冲寄存器的输出端是直接接在数据总线上的，如果数据寄存器没有三态输出功能，则无论数据寄存器被寻址选中或未被选中，其数据都会被送上数据总线，若此时总线上真正要传送的数据与该输入缓存器的内容不一致时，就会发生总线冲突。所以，输入接口的数据缓冲器必须有三态输出功能，以便当接口未被寻址选中时，其输出端处于高阻态，从而与总线隔离。 对于输出接口来说，是输入端与数据总线相连，而输出端是与外设相连，因此其输出不影响总线状态；另外，一个外设一般只与一个输出数据缓存起相连，因此输出接口的数据缓存器无须有三态输出功能。 2、8086/8088CPU中哪些寄存器可以用于I/O寻址？若I/O端口地址分别是10H和100H，分别写出向这两个端口写入73H的程序段。 解：8086/8088CPU内可以用于I/O寻址的寄存器为AL、AX和DX。 向端口10H写入73H的程序段为： MOV AL，73H OUT 10H，AL 向端口10H写入73H的程序段为： MOV AL，73H MOV DX，100H OUT DX，AL 3、图为7段显示器接口，显示器采用共阳极接法，试编写程序段，使AL中的一位十六进制数显示于显示器上。输出锁存器地址为40H。 解： TABLE DB 3FH，06H，5BH，4FH DB 66H，6DH，7DH，07H DB 7FH，67H，77H，7CH， DB 39H，5EH，79H，71H LEA BX，TABLE XLAT OUT 40H，AL 4、PC/XT机有哪些输入输出方式？各自的特点如何？DMA控制器应具备哪些功能？ 解：无条件方式：需要外设处于就绪状态，硬件简单； 查询方式：CPU需要不断地查询外设是否就绪，浪费CPU时间，硬件较简单； 中断方式：外设准备好后，向CPU发中断请求，请求CPU完成数据传输，外设与CPU并行；硬件又比前两者复杂。 DMA方式：CPU对DMAC初始化后，由DMAC控制总线完成数据传送；CPU与I/O并行。速度快，用于大量数据传输。DMAC占用总线时，CPU不能用。硬件更复杂。 5、与程序控制I/O方式相比较，中断控制方式有哪些优点。 解：用查询方式使CPU与外设交换数据时，CPU要不断读取状态位，检查输入设备是否已经准备好数据，输出设备是否忙碌或输出缓冲器是否已空。若外设没有准备就绪，CPU就必须反复查询，进入等待循环状态。由于许多外设的速度很低，这种等待过程会占用CPU的大部分时间，但是真正用于传输数据的时间却很少，使CPU的利用率变得很低。 为了提高CPU执行有效程序的工作效率和提高系统中多台外设的工作效率，可以让外设处于能主动申请中断的工作方式，这在有多个外设及速度不匹配时，尤其重要。 采用中断方式后，CPU平时可以执行主程序，只有当输入设备将数据准备好了以后，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子程序。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以后，CPU又会去执行原来的程序。这样，外设在处理数据期间，CPU就不必浪费大量的时间去查询它们的状态，因此中断传送方式的好处就是能大大提高CPU的工作效率。 6、请用74LS138译码器及其他门电路设计一个端口地址译码器，使CPU可以对一下地址范围寻址： （1）740H～747H； （2）750H～757H； （3）758H～75FH； （4）768H～76FH。 解：各地址范围地址线的逻辑电平： A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 （1） 1 1 1 0 1 0 0 0 × × × （2） 1 1 1 0 1 0 1 0 × × × （3） 1 1 1 0 1 0 1 1 × × × （4） 1 1 1 0 1 1 0 1 × × × 7、图为开关量检测与指示电路接口。显示器采用7段LED显示器，它由BCD-7段译码、驱动器所驱动，并采用共阴极接法（只有阴极为低电平，显示器才会发亮），试编写一段程序来统计开关闭合的个数，并显示在LED显示器上。输入缓冲器和输出数据锁存器地址为20H。 解： IN AL，20H MOV BL，AL MOV AL MOV CX，8 AGAIN：SHR BL，1 JNC NEXT INC AL NEXT： LOOP AGAIN OUT 20H，AL 8、什么是DMA？DMA操作可以分几个主要步骤？ 解： 1 DMA方式：即直接内存访问方式，完