微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用課后習(xí)題答案(劉樂善)

習(xí)題一

1. 什么是接口？

接口就是微處理器 CPU 與外部世界的連接部件，是 CPU 與外界進(jìn)行信息

交換的中轉(zhuǎn)站。

2. 為什么要在CPU 與外設(shè)之間設(shè)置接口？

在CPU 與外設(shè)之間設(shè)置接口主要有4 個(gè)原因：

(1) CPU 與外設(shè)二者的信號(hào)不兼容，包括信號(hào)線的功能定義、邏輯定義

和時(shí)序關(guān)系

(2 ) CPU 與外設(shè)的速度不匹配，CPU 的速度快，外設(shè)的速度慢

(3 ) 若不通過接口，而由 CPU 直接對(duì)外設(shè)的操作實(shí)施控制，會(huì)使 CPU

處于窮于應(yīng)付與外設(shè)打交道之中，大大降低CPU 的效率

(4 ) 若外設(shè)直接由 CPU 控制，會(huì)使外設(shè)的硬件結(jié)構(gòu)依賴于 CPU，對(duì)外

設(shè)本身的發(fā)展不利。

3. 微型計(jì)算機(jī)的接口一般應(yīng)具備那些功能？

微機(jī)的接口一般有如下的幾個(gè)功能：

(1) 執(zhí)行 CPU 命令的功能：CPU 將對(duì)外設(shè)的控制命令發(fā)到接口電路中

的命令寄存器(命令口)中，在經(jīng)分析去控制外設(shè)

(2 ) 返回外設(shè)狀態(tài)的功能：通過狀態(tài)寄存器(狀態(tài)口)完成，包括正常

工作狀態(tài)和故障狀態(tài)

(3 ) 數(shù)據(jù)緩沖的功能：接口電路中的數(shù)據(jù)寄存器(數(shù)據(jù)口)對(duì)CPU 于外

設(shè)間傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行中轉(zhuǎn)

(4 ) 設(shè)備尋址的功能：CPU 某個(gè)時(shí)刻只能和一臺(tái)外設(shè)交換數(shù)據(jù)，CPU 發(fā)

出的地址信號(hào)經(jīng)過接口電路中的地址譯碼電路來選中I/O 設(shè)備

(5 ) 信號(hào)轉(zhuǎn)換的功能：當(dāng)CPU 與外設(shè)的信號(hào)功能定義、邏輯關(guān)系、電平

高低及工作時(shí)序不兼容時(shí)接口電路要完成信號(hào)的轉(zhuǎn)換功能

(6 ) 數(shù)據(jù)寬度與數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的功能：由于 CPU 處理的數(shù)據(jù)都是并行

的，當(dāng)外設(shè)采用串行傳送方式時(shí)，接口電路就要完成串、并之間的轉(zhuǎn)換，

并進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。

4. 接口技術(shù)在微機(jī)應(yīng)用中起的作用？

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛。然而，在微機(jī)系

統(tǒng)中，微處理器的強(qiáng)大功能必須通過外部設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)，而外設(shè)與微處理器之

間的信息交換和通信又是靠接口來實(shí)現(xiàn)的，所以，接口技術(shù)成為了一門關(guān)鍵技

術(shù)，它直接影響微機(jī)系統(tǒng)的功能和微機(jī)的推廣應(yīng)用。

5. 接口電路的硬件一般由哪幾部分組成？

接口電路的硬件一般由以下幾部分組成：

(1) 基本邏輯電路：包括命令寄存器、狀態(tài)寄存器和數(shù)據(jù)緩沖寄存器，

是接口電路中的核心

(2 ) 端口地址譯碼電路：實(shí)現(xiàn)設(shè)備的選擇功能

(3 ) 供選電路：根據(jù)不同任務(wù)和功能要求而添加的功能模塊電路。

6. 接口電路的軟件控制程序一般包括哪幾部分？

接口電路的軟件控制程序一般包括以下的程序段，各部分程序是相互滲透、

融為一體的：

(1) 初始化程序段：對(duì)可編程接口芯片進(jìn)行初始化編程

(2 ) 傳送方式處理程序段：不同的傳送方式(查詢、中斷、DMA 方式)

程序段不同

(3 ) 主控程序段：完成接口任務(wù)的程序段

(4 ) 程序終止與退出程序段：程序退出前對(duì)接口電路中硬件進(jìn)行保護(hù)的

程序段

(5 ) 輔助程序段：人－機(jī)對(duì)話、菜單等

7. 接口電路的結(jié)構(gòu)有哪幾種形式？

接口電路的結(jié)構(gòu)主要有四種：

(1) 固定式結(jié)構(gòu)：不可編程的接口電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能單一、固定

(2 ) 半固定式結(jié)構(gòu)：由PAL 或GAL 器件構(gòu)成的接口電路，功能和工作

方式可以通過改寫內(nèi)部的邏輯表達(dá)式來改變，但邏輯表達(dá)式一旦燒入芯

片，其功能和工作方式就固定下來了

(3 ) 可編程結(jié)構(gòu)：其功能和工作方式可由編程指定，使用靈活、適應(yīng)面

廣，且種類繁多

(4 ) 智能型結(jié)構(gòu)：芯片本身就是一個(gè)微處理器，外設(shè)的全部管理都由智

能接口完成，如I/O 處理器I0809 或通用單片機(jī)

8. CPU 與接口之間有哪幾種傳送數(shù)據(jù)的方式？它們各應(yīng)用在什么場(chǎng)合？

CPU 與接口之間的數(shù)據(jù)傳送方式主要有查詢方式、中斷方式和DMA 方式：

(1) 查詢方式：主要用于CPU 不太忙且傳送速度不高的情況下。無條件

總結(jié)

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