西安电子科技大学

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1、西电计算机接口与通信技术平时作业分数：100分一、填空题（每空 2 分，合计 40 分） 1计算机系统由（ 硬件 ）子系统和（ 软件 ）子系统组成。 2由于各种外设的工作原理、工作速度、信息格式、驱动方式差异很大，无法与CPU直接匹配，需要有一个（接口 ）电路来充当它们和CPU间的 桥梁。这部分电路被称为（I/O接口电路）。I/O接口是位于（CPU ） 和（ I/O 设备 ）之间。3I/O 端口的编制方法有（独立编址）和（存储器统一编址）两种方法。 4输入/输出的传输方式有（程序直接控制的传输方式）、（直接存储器存取 DMA 传输方式）和 I/O 处理机（器）传输方式。5. 可屏蔽中断是指（这

2、种中断请求可以在CPU的内部被屏蔽掉，即CPU可 以控制这种中断被响应和部被响应）。6. 中断向量是指（中断服务程序的入口地址）。7. 一般来说，计算机总线分为（系统总线）、外部总线和（内部总线）三部 分。8. RS-232 接口是一种（串行 ）外部总线接口。9. 8255A可编程并行接口芯片有（3 ）个8位并行输入/输出端口。10. 在串行异步通信中，在一个字符发送之前，先发送一个（起始位） 位。11. 所谓波特率是指 （每秒钟所发送的二进制位数）。12. 串行接口芯片8251A的Tf引脚的功能是（串行数据发送引脚）。13. UART中的三种错误标志有奇偶错、溢出错和（帧错）。二、简答题（每

3、题 5分，合计40分）1. 利用8255A为接口芯片（设8255A的端口地址为8000H8003H）,将A组 置为方式1且A 口作为输入口，PC6和PC7作为输出口，B组置为方式1且 B 口作为输入口。编写初始化程序。MOV DX,8003HMOV AL,10110110BOUT DX,AL2. 有哪几种输入/输出的传送方式，并分别叙述每种方式的特点。答：主要有以下四种：1、循环测试I/O方式；2、中断处理方式；3、直接 内存存取（DMA）方式；4、通道方式 程序方式: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

4、。 无条件传送方式接口简单，适用于那些能随时读写的设备。条件传送方式（查 询方式）的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。中断方式: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。其特点是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。

5、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。存储器直接存取方式（DMA）:外设利用专用的接口 （DMA控制器）直接与存储 器进行高速数据传送，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。其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 之间的大批量数据传送的场合。3简述串行通信的协议及异步串行通信的帧格式。答：串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字

6、节。尽管比 按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时 用另一根线接收数据。步串行通信的数据格式 异步通信数据帧的第一位是开始位，在通信线上 没有数据传送时处于逻辑“1”状态。当发送设备要发送一个字符数据时， 首先发出一个逻辑“0”信号，这个逻辑低电平就是起始位。起始位通过通 信线传向接收设备，当接收设备检测到这个逻辑低电平后，就开始准备接收 数据位信号。因此，起始位所起的作用就是表示字符传送开始。4. 简述UART中的三种错误标志及意义。答： UART 中的三种错误标志有奇偶错、溢出错和 帧错误。UART是一种通用串行数据总线，用于异步通信。该总线双向通信，可以实

7、 现全双工传输和接收。在嵌入式设计中，UART用来与PC进行通信，包括与 监控调试器和其它器件，如EEPROM通信。UART通信UART首先将接收到的 并行数据转换成串行数据来传输。消息帧从一个低位起始位开始，后面是7 个或 8 个数据位，一个可用的奇偶位和一个或几个高位停止位。接收器发现 开始位时它就知道数据准备发送，并尝试与发送器时钟频率同步。如果选择 了奇偶， UART 就在数据位后面加上奇偶位。奇偶位可用来帮助错误校验。在 接收过程中， UART 从消息帧中去掉起始位和结束位，对进来的字节进行奇 偶校验，并将数据字节从串行转换成并行。 UART 也产生额外的信号来指示 发送和接收的状态

8、。例如，如果产生一个奇偶错误，UART就置位奇偶标志。 数据方向和通信速度 数据传输可以首先从最低有效位(LSB)开始。然而，有 些UART允许灵活选择先发送最低有效位或最高有效位(MSB)。微控制器中 的UART传送数据的速度范围为每秒几百位到1.5Mb。例如，嵌入在ElanSC520 微控制器中的高速UART通信的速度可以高达1.1152Mbps。UART波特率还受 发送和接收线对距离(线长度)的影响。 目前，市场上有只支持异步通信和 同时支持异步与同步通信的两种硬件可用于UART。前者就是UART名字本身 的含义，在摩托罗拉微控制器中被称为串行通信接口 (SCI); Microchip微

9、 控制器中的通用同步异步收发器(USART)和在富士通微控制器中的UART是 后者的两个典型例子。5. 简述UART发送器与接收器的工作原理。答：UART首先将接收到的并行数据转换成串行数据来传输。消息帧从一个 低位起始位开始，后面是58个数据位，一个可用的奇偶位和一个或几个高 位停止位。接收器发现开始位时它就知道数据准备发送，并尝试与发送器时 钟频率同步。如果选择了奇偶，UART就在数据位后面加上奇偶位。奇偶位 可用来帮助错误校验。在接收过程中，UART从消息帧中去掉起始位和结束位，对进来的字节进行奇偶校验，并将数据字节从串行转换成并行oUART 也产生额外的信号来指示发送和接收的状态。例如

10、，如果产生一个奇偶错误， UART 就置位奇偶标志。数据传输可以首先从最低有效位(LSB)开始。然而，有些UART允许灵活选择 先发送最低有效位或最高有效位(MSB) o微控制器中的UART传送数据的速度范围为每秒几百位到1.5Mb。例如，嵌入在ElanSC520微控制器中的 高速UART通信的速度可以高达1.1152Mbpso UART波特率还受发送和接收线 对距离(线长度) 的影响。6. 说明异步通信的字符格式。画出在1200波特率下，发送字符数据01010101 的波形图，注出时间关系。假定采用奇校验，使用一位停止位。答：异步通信的字符格式为：1位起始位；58位数据位；1位奇偶校验位；1

11、2位停止位;在 1200 波特率下，发送字符数据 01010101 的波形图及时间关系：9.17k7. 简述I/O接口、 I/O端口、 I/O接口技术的概念。CPU 与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现，前 者被称为 I/O 接口，而后者则被称为存储器接口。存储器通常在 CPU 的同步控制下工作，接口电路比较简单；而 I/O 设备品种繁多，其相应 的接口电路也各不相同，因此，习惯上说到接口只是指 I/O 接口。接口一般是指硬件连接的接口，如USB接口，COM接口，串口等。 端口一般是指软件端口，是给信息通讯所划分的通道口，是相对于软件来说 的，如HTTP的80端口等。I/

12、O 接口是一电子电路（以 IC 芯片或接口板形式出现 ）， 其内有若干专用寄 存器和相应的控制逻辑电路构成.它是CPU和I/O设备之间交换信息的 媒介和桥梁.CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接 口设备来实现，前者被称为I/O接口，而后者则被称为存储器接口。存 储器通常在CPU的同步控制下工作，接口电路比较简单；而I/O设备品 种繁多，其相应的接口电路也各不相同，因此，习惯上说到接口只是指 I/O 接口。8. 假定在串行通信时设定的数据传输率为1200bit/s，8位数据位，无校 验，一个停止位，则传送完4KB的文件，需要多长时间？答：因为一帧包含8位数据位，1个停止位，加上起

13、始位共10位， 波特率为1200bit/s，所以，传送完4KB的文件，所需时间为：1/1200 X4X 1024 X1034ms三、.设计题（每题 5分，合计20分）1 . 若在 PC/XT 系统总线上扩充设计一个输出端口，分配给该输出端口的地址为288H,输出锁存器选用74LS273，试画出该输出端口与系统总线的接口电路图。OECPQi0上升柑Q00上升电1 100/1X保持1XX为高阴Ci- 0 - 7)igQQQQQQQQ01234567 -E p ddddddddoc4 7 6013141718一 IT2.利用8255A为接口芯片（设8255A的端口地址为280H283H）,将PA 口

14、设置为方式 0 输入， PB 口设置为方式 1 输入， PC 口设置为方式 0 输出，试写出初始化程序。解：MOV DX,283HMOV AL,92HOUT DX,AL8. INTI50： MOV DX ,02FBHMOV AL,80HOUT DX,AL;将通信控制寄存器 D7=1MOV DX,2F8HMOV AL,0CHOUT DX,AL;锁存除数低8位INCDXMOVAL,0OUTDX,ALMOVDX,2FBHMOVAL,0AHOUTDX,ALMOVDX,2FCHMOVAL,03HOUTDX,ALMOVDX,2F9HMOVAL,03HOUTDX,AL;锁存除数高8位;初始化通信线控制寄存器

15、;数据为7 位，停止位为1位，奇校验;初始化MODEM控制器;使DTR和RTS均为低电平; 写中断允许寄存器从上面的初始化程序可以看到，首先写除数锁存器。为了写除数，首先写通信线控制寄存器，使DLAB=I，然后写入16位的除数OOOCH,即十 进制数12。由于加在XTAL1上的时钟频率为1. 8432MHZ,故波特率为 96OO 波特。分频系数二基准时钟一（16z波特率）3. 试编写使8251A可以发送数据的一段程序。将8251A设定为异步传送方 式，波特率系数为64,采用偶校验，1位停止位，8位数据位。8251A与外 设有握手信号，采用查询方式发送数据。假设8251A的数据端口地址为04AO

16、H，控制口地址为04A2H。（12分）MOV DX,2F3H MOV AL,8OH;8255A 初始化MOVDX,2F0HMOVAL,3FHOUTDX,ALOUT DX,AL;向PA 口输出0字符代码但在 8251A 初始化之前应用软件方法使 8251A 复位。4. 某一 A/D变换器的电原理图及主要工作时序如下图所示。:START 8位11!A/DVA:EOC*变模拟信11- 换号输入1 !1器11111电原理图1 !EOCSTART动变换开始变换时间工作时序变换结束 若分配给8255A的端口地址为2F0H2F3H，试将此A/D变换器 通过 8255A 与 PC/XT 系统总线连接起来。 编

17、写包括8255A初始化在内的对模拟输入信号采集变换一次的 程序，并将变化后的数据存入DL。答： A/D 变换器通过 8255A 与 PC/XT 系统总线的连接：Tor丽A1A4A9FESETPESET 编写包括 8255A 初始化在内的对模拟输入信号采集变换一次的程序，并将变化后的 数据存入 DL。MOVDX,2F3HMOVAL,10010001BOUTDX,AL;8255A 初始化MOVDX,2F1HMOVAL,00HOUTDX,AL;PB0=STRAT=0MOVAL,01HOUTDX,AL;PB0=STRAT=1NOPMOVAL,00HOUTDX,AL;PB0=STRAT=0MOVDX,2F2HWAIT1: IN AL,DX;读 EOC 状态TESTAL,00000001BJZWAIT1;查询 A/D 转换结束？MOVDX,2F0HINAL,DX；读 A/D 转换结果MOVDL,AL ；存结果