微机接口期末复习

接口技术期末复习

第一章 微型计算机接口

• 8086内部结构：

  • BIU（总线接口单元）：预取指令，读写数据，与M和i/o的数据交换
  • EU（执行单元）：解释和执行所有指令，管理CPU内部寄存器

• 8086的标志寄存器属于EU，共9个标志位，分为两类：状态标志和控制标志

  • 状态标志：表示运算结果
  • 控制标志：用来控制CPU的操作

• CPU引脚

  • 引脚采用分时复用的地址/数据总线

  • 最小模式：系统只有8086一个处理器

    最大模式：系统有多个处理器，协处理器

  • 引脚功能分为四部分：地址总线、数据总线、控制总线、其他（时钟与电源）信号线

  • 复用引脚分为按时序复用、按模式复用

• RESET信号

  • 对处理器里面的寄存器进行清零操作
  • 特例：将CS设置为FFFFH

• HOLD请求<------>HLDA响应

  INTR可屏蔽信号请求<------>INTA响应

• 偶地址：最低地址位是0

  奇地址：最低地址位是1

• 由^BEH和A0来判断CPU是读取高八位还是低八位，同时有效就可以读取一个字

第二章 微型计算机接口技术基础

• 接口：CPU与外设之间连接的电路，通过接口完成CPU与外设传输信息

• 接口信息：数据信息（数字量、模拟量、开关量）、控制信息、状态信息

• 接口中必须有数据寄存器、地址译码器、控制逻辑

• 端口（端口寄存器）：接口中能够用IN/OUT指令进行读写操作的寄存器称为端口寄存器，即CPU能够直接访问的寄存器

  • 端口分类：数据端口（必须有）、状态端口、控制端口

• I/O端口编址方式：

  • 采用存储器映像方式（统一编址）：将存储空间划一部分给io端口，对io操作与对存储器单元操作完全相同。

    将寻址范围其中一部分给io

  • I/O映像方式（独立编址）（PC机中使用）：io端口地址不占存储空间，所有的io端口地址单独构成一个io空间，访问io使用专用io指令（IN/OUT）

    引入M/IO引脚

• I/O端口地址译码器：

  • 片选：外译码器电路实现，确定接口芯片内部端口地址的范围（即找到芯片）
  • 字选：芯片内部译码电路实现，确定接口芯片内部的端口的具体地址

• 端口地址译码方法：

  • 固定地址译码（常用）：接口中用到的端口地址不能更改
  • 可选地址译码

• 在独立编址中，CPU对外设的操作通过专门的端口读写指令来完成（以CPU为中心）

  ​ IN：读端口

  ​ OUT：写端口

• CPU对I/O的指令：直接寻址（端口地址在一个字节范围内）、间接寻址（利用DX）

• CPU与外设之间的数据传送方式：

  • 程序控制方式：用输入输出指令来控制信息传送，是软件的控制方式，根据程序控制的方式可分为：

    • 无条件传输（同步传送）：无须查询外设工作状态（简单用）
    • 条件传输（查询传送方式）：循环等待查询外设（最常用）

  • 中断传送方式：通过接口向CPU提出中断请求（随机数据传输、多外设并发传输）

  • DMA传送方式（存储器直接存取方式）：没有CPU参加（适合高速的大批量传输）

• 接口分类：

  • 按通用性分：专用接口（如DMA控制器）、通用接口
  • 按数据传方式：串行接口（8251A)、并行接口（8255A）
  • 按工作对象：面向CPU的外围接口、面向外设的io接口
  • 按是否可编程：可编程接口、不可编程接口

第四章 并行输入输出接口（8255A）

• 并行接口：采用并行传输方式传输数据的接口标准
• 8255的三种工作方式：A口0、1、2方式都可选，2为独有；B口0、1方式
  • 0方式
  • 1方式
  • 2方式
• 8255有方式字、控制字这两条丰富的命令
• 8255是24位并行输入输出接口
• 8255控制字：
  • 工作方式控制字（放在程序开始的部分）
  • C口按位控制字（放在初始化程序以后的任意位置）
• 8255内部结构：数据总线缓冲器、读写控制逻辑、A/B组控制、3个端口

第五章 串行输入输出接口（8251A）

• 串行通信：指外设和计算机间使用一根数据信号线一位一位的传输数据，每一位数据都占一个固定的时间长度
• 异步串行和同步串行的比较：
  • 从硬件上来看：同步设备复杂，要求接收方和发送方时钟一样；异步设备简单，对收发方时钟要求不高，只要同一频率即可
  • 从传输效率来看：同步效率高于异步
• 串行通信数据传输方式：单工通信、半双工通信、双工通信

第六章 定时-计数器(8253A)

• 定时/计数器：定时的实质就是计数
• 8253计数通道的计数范围：0-65535（二进制计数）、0-9999（BCD码，10* 10 *10 *10）
• 六种工作方式的特点：
• 系统定时/计数可分为软件定时、硬件定时
• 8253有4和端口，其中一个是控制字寄存器，另外三个是计数器端口
• 计数端口中的计数初值寄存器是16位的
• 启动计数方式：
  • 软启动：初始化程序写入即开始计数（程序一写完就开始计数）
  • 硬启动：GATE信号跳变触发计数器开始计数
• 8253初始化编程：
  1. 写入控制字
  2. 写计数初值
• 8253内部结构：数据总线缓冲器、读写逻辑控制电路、控制字寄存器、3个计数器
• 计数器输出方波是：
  • 当计数初值是偶数的时候，输出的是对称方波
  • 当计数初值是奇数的时候，输出的是非对称方波

第七章 中断技术(8259A)

• 中断：CPU在正常运行程序时，由于内部或外部事件或由预先安排好的程序使CPU暂停工作，转而去执行引起中断的服务和程序，执行完成后返回原程序继续运行

• 断点地址：CPU正在执行的程序被中断的下一条指令的地址

• 现场：CPU执行程序过程中所处的状态

• 中断源：发起中断请求的内部事件或外部设备

• 中断请求：获取CPU而提交的申请

• 中断屏蔽

• 中断服务程序：为完成中断源想要完成的功能而编写的程序

• 中断向量：中断服务程序的入口地址

• 中断类型号：中断源的编码

• 中断向量表：在存储器中集中存放中断向量的区域

• 中断类型：

  • 内中断（软件中断）：INT N、溢出、除法出错、单步调试
  • 外中断（硬件中断）：INTR、NMI

• 中断响应过程：

  1. 中断服务程序入口
  2. CPU响应中断后自动关闭中断
  3. 保护现场
  4. 开中断
  5. 中断服务程序
  6. 关中断
  7. 恢复现场
  8. 开中断
  9. 中断返回

• pc响应中断的条件：

  1. CPU完成现行指令
  2. 开中断
  3. 中断允许
  4. 中断源发出中断请求

第八章 DMA控制器

• DMA:用硬件实现计算机内存储器与外设之间直接进行数据传送，而不再通过CPU，CPU不干预