《微机原理与接口技术》(第四版)周何琴课后习题答案

每块芯片的地址范围为：

芯片号 1# 2# 3# 4#

1. 静态RAM与动态RAM有何区别？

随机存取存储器RAM用来存放数据或指令。其特点是：在微机系统的工作过程中，可以随机地对其中的各个存储单元进行读／写操作，读写方便，使用灵活；缺点是易失性存储器。

（1）静态RAM（SRAM）是以双稳态元件作为基本的存储单元来保存信息的，因此，其保存的信息在不断电的情况下，是不会被破坏的。其特点是速度快、片容量小、功耗大。用于RAM容量较小或要求存取速度较高的系统中。在计算机中常用于超高速缓存。

（2）动态RAM（DRAM）是靠电容的充、放电原理来存放信息的，必须定时进行刷新。其特点是存储元中管子的数目较少（1个），有利于集成，速度比SRAM慢，片容量大，功耗低，成本比SRAM低 。缺点是每隔一定时间需要刷新一次。适合于构成RAM容量较大或要求低功耗的存储器系统。在计算机中常用于内存。

8. 现有一存储体芯片容量为512×4位，若要用它组成4KB的存储器，需要多少这样的芯片？每块芯片需要多少寻址线？整个存储系统需要多少寻址线？ 解：

（1）组成4KB的存储器需要存储体芯片的数量为： （8/4）×（4×1024/512）=16片 （2）因为512=29

所以每块芯片需要寻址线数目为：9根

（3）因为每块芯片需要寻址线数目为9根，整个存储系统需要8组存储体芯片（每组两片），用138译码器，则至少需要3根地址线。因此整个存储系统需要9+3=12根地址线。

起始地址 18000H 1A000H 1C000H 1E000H 结束地址 19FFFH 1BFFFH 1DFFFH 1FFFFH 17

13. 用8K×8位的EPROM2764，8K×8位的RAM6264和译码器74LS138构成一个16K字ROM，16K字RAM的存储器系统。8086工作在最小模式，系统带有地址锁存器8282，数据收发器8286。画出存储器系统与CPU的连接图，写出各芯片的地址分配。 解：

（1）用8086CPU组成16K字 ROM，16K字 RAM的存储器系统。

需要4片EPROM2764，4片RAM6264。电路原理图如下图所示。

1#、2#2764的地址范围为：00000～03FFFH （1#为偶数地址， 2#为奇数地址）， 3#、4#2764的地址范围为：04000～07FFFH （3#为偶数地址， 4#为奇数地址）， 1#、2#6264的地址范围为：08000～0BFFFH （5#为偶数地址，6#为奇数地址），

3#、4#6264的地址范围为：0C000～0FFFFH （7#为偶数地址，8#为奇数地址）。

（2）用8088CPU组成16KB ROM，16KB RAM的存储器系统。

需要2片EPROM2764，2片RAM6264。电路原理图如下图所示。

1#2764的地址范围为：00000～01FFFH 2#2764的地址范围为：02000～03FFFH 1#6264的地址范围为：04000～05FFFH

2#6264的地址范围为：06000～07FFFH

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第6章作业 P230

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端口寻址时可采用哪两种方法？在8086/8088CPU中一般采用那种编制方法？ 答：

（1）端口：在接口电路中，存放数据、状态和控制信息的寄存器及其控制逻辑统称为I/O端口。 （2）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（控制端口）等。

（3）计算机对I/O端口寻址时可采用I/O 统一编址（存储器映像寻址）和I/O 端口独立编址两种方法。 （4）在8086/8088CPU中对I/O端口寻址采用独立编址方法。

3. CPU与外设间传送数据主要有哪几种方式？

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。

6. 某一个微机系统中，有8块I/O接口芯片，每个接口芯片占8个端口地址，若起始地址为300H，8块接口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。（CPU采用8088）

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解：8088CPU，地址连续分布，则8片I/O接口芯片的地址应为：

300----307 H、308----30FH、310----317 H、318----31FH、320----327 H、328----32FH、330----337 H、

338----33FH。

A11A10A9A8 A7A6A5 A4 A3A2A1A0 十六进制地址

1#： 0011 0000 0000B 300H 0011 0000 0111B 307H

2#： 0011 0000 1000B 308H 0011 0000 1111B 30FH

3#： 0011 0001 0000B 310H 0001 0001 0111B 317H

4#： 0011 0001 1000B 318H 0011 0001 1111B 31FH

5#： 0011 0010 0000B 320H 0011 0010 0111B 327H

6#： 0011 0010 1000B 328H 0011 0010 1111B 32FH

7#： 0011 0011 0000B 330H 0011 0011 0111B 337H

8#： 0011 0011 1000B 338H 0011 0011 1111B 33FH

根据CPU外扩I/O接口的原理，从8片I/O接口的地址范围可以看出：A2～A0为每片I/O接口自己的范围，需要接CPU的低位地址线A2～A0；变化的地址为，用74LS138做译码器，则译码器输入为A5A4A3，A7A6=00（经或门后接74LS138译码器的G2A，本题中把未用的高位地址线或门后接74LS138译码器的，A9A8=11（经与门后接74LS138译码器的G），M/IO接74LS138译码器的G2B。1#～7#I/O接G2A）

口的片选接到74LS138译码器的输出Y0～Y7上。 电路原理图如下图所示。

各芯片地址范围如下： 1#芯片：300----307 H 2#芯片：308----30FH 3#芯片：310----317 H 4#芯片：318----31FH

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