微机原理第八章
第八章作业
8.1 根据接口电路的功能，简要说明I/O接口电路应包括哪些电路单元？
解：I/O接口电路包括的电路单元：
输入/输出锁存器与缓冲器
命令寄存器和状态寄存器
地址译码电路
读/写控制逻辑
中断控制逻辑
8.2 说明8255A工作于方式0和方式1的区别。
解：8255A工作于方式0：8255A是分成相互独立的8位A 口、B口及4位上C口、4位下C口，C口4位为一组，每组只能同时设定为输入输出，输入不锁存，输出锁存。不能采用中断的方法与CPU交换信息，但可用应答查询方式来进行数据传送。通常以A口和B口做数据口，而用C口的某些位作为查询方式的控制与状态信号线使用。C口中哪些引线充当何种应答功能，可以由用户来指定。
工作于方式1：A，B口做应答式输入/输出端口，输入/输出均锁存，高4位C口做应答式A口的应答线，低4位C口做应答式B口的应答线。
8.3 说明8255A在方式1输入时的工作过程。
解：当外设有数据需要输入时，将数据送到8255A接口上，STB变为有效，数据锁存入8255A，同时IBF变有效。当STB由低变高时，若8255A片内中断允许信号INTE 高电平有效，则8255A的PC3（或PC0）位INTR变高电平有效，向CPU发出中断请求.CPU响应中断后，在中断服务程序中CPU执行到从8255A端口读取数据指令时，产生RD有效信号。一方面将8255A锁存的数据读入到CPU中并延迟一段时间，撤销向CPU申请中断的信号INTR，使其无效，另一方面利用RD信号的上升沿使IBF复位。
8.4 说明8255A在方式1输出时的工作过程。
解：进入中断服务程序后，CPU向指定接口写数据，IOW 将数据所存在接口之中。当数据背锁存并由端口信号线输出时，8255A就清楚INTR信号并使OBF有效。有效的OBF通知外设接收数据。一旦外设将数据接受，就送出一个有效的ACK脉冲，该脉冲使OBF无效，同时产生一个新的中断请求，请求CPU向外设输出下一个数据。
8.5 8255A的三个端口在使用时有什么差别？
解：端口A或B作为输入输出的数据端口(端口A还可以作为双向数据端口),而端口C作为控制或状态信号的端口,它
在方式字的控制下，可以分成高4位C口和低4位C口。2个端口各包含一个4位锁存器。高4位C口与端口A，低4位C口与B配合使用,可用以作为控制信号输出,或作为状态信号输入。
8.6 说明8253的方式2与方式3的工作特点
方式2工作特点：写入计数值开始计数，周期性计数。
计数过程中GATE=0，暂停计数，
GATE=1重新计数。
计数过程中改变计数值，下一周期按新的计数值计数。
方式3工作特点：写入计数值开始计数，周期性计数。
N=偶数，正负半周=N/2；N=奇数，正半周=（N＋1）/2，负半周=（N－1）/2。
计数过程中GATE=0，暂停计数；
GATE=1，重新计数。
计数过程中改变计数值，下一周期按新的计数值计数。
方式2与方式3性能完全相同，均为软件启动，重复周期输出，但OUT输出波形不同。方式2的OUT只输出1个负脉冲，而方式3为方波，输出的高低电平宽度相同（初
值为偶数正负半周相同，初值为奇数时正半周比负半周多一个脉冲周期）；
8.7 说明8253的方式1与方式5的工作特点
方式1工作特点：一次写入计数值多次计数。
GATE=1启动计数，重复启动重复计数。
计数过程中改变计数值，下次启动按新的计数值计数
计数值为N，计数N次
方式5工作特点：一次写入计数值多次计数。
GATE上升沿启动计数，重复启动重新计数。
计数过程中改变计数值，下次启动按新的计数值重新计数。
计数值为N，计数N+1次。
方式1与方式5性能完全相同，均为硬件GATE门控信号可重复触发，但OUT输出波形不同。方式1的OUT输出N个负脉冲，而方式5仅1个；
8.8 8253在写入计数初值时，二进制计数和十进制计数有什么区别？
如计数值为70,
十进制计数为：70H （BCD 码）
二进制计数为：46H （十六进制）
8.17 8255A 用作查询式打印机接口的电路连接和信号时序如图，8255A 的端口地址为90H~93H ，工作于方式0.试编写程序段，将数据区中变量DATA 的8位数据送打印机打印。
MOV AL,1000 1011B
OUT 93H,AL PC 6 PA 7~PA 0 PC 2 STB DATA 7~DATA 0 BUSY 8255A 打印机 DATA BUSY STB
MOV AL,DATA
OUT 90H,AL
IN AL,92H
LOP:TEST AL,0000 0100B
JNE LOP
MOV AL,00001101B
OUT 93H,AL
MOV AL,00001100B
OUT 93H,AL
HLT
8.21 8253通道0按方式3（方波发生器）工作，时钟CLK0的频率为1MHz，要求输出方波的频率为50kHz，此时写入计数初值应为什么？输出方波的“1”和“0”各占多少时间？
解：计数初值=1M/50K=20；
方波周期为20μs
由于周期为偶数20，因此计到20/2时，OUT由高变低
因此输出方波‘1’和‘0’各占10μs
8.22 8253某通道的时钟频率为1MHz，按BCD方式计数，若写入的计数初值为0080H，则该通道的定时时间是多少？
解：对于BCD码计数则0080H表示计数值80H
通道输出频率：1M/80=12500HZ
定时时间：1/12500=8*10^(-5)S=80μs
8.24 8253的计数通道0连接如图，图略，试回答：
（1）计数通道0工作于何种方式，并写出工作方式名称；
解：由于出现一个时钟周期宽度的负脉冲的方式由2和5方式，但是由于GATE0时钟为1，因此由此可知计数通道0工作于方式2。工作方式名称为频率发生器
（2）写出计数通道0的计数初值（要列出计算式）。
解：由于一个CLK周期宽度为400ns，OUT端周期为
1ms，
因此计数初值为：1ms/400ns=2500
8.25 若用8253计数器对设备的转轴的旋转速度进行测试，接口电路图略，若与轴相连的转盘上均匀地钻有每圈
50个孔，当轴旋转时，通过光电转换，每通过一个小孔，产生一个正脉冲，当轴旋转一圈，就会有50个脉冲通过CLK输入8253计数器进行计数。假设此转轴的转速范围为50~1000转/秒，并设8253的端口地址为64H
~67H。
（1）给出一个算法，将测量转轴的转速转换为计量脉冲的个数。
由题得，最高转速为1000转/秒，因此，每秒最高脉冲数为：
1000*50=50000个=C350H
因此计数器必须用16位计数，而且需要用二进制数
假设定时为0.01s
则计量脉冲个数=转速*0.01s*50个
（2）若用计数器0对脉冲计数，用计数器1作为定时器。设CLK1频率为200kHz,用定时100ms来计数。请详细说明计数器0、1的工作方式控制字和计数初值，并写出8253的初始化程序。
计数器0的工作方式控制字：00 11 000 0B
计数初值：0000H
计数器1的工作方式控制字：01 11 000 0B
计数初值：100ms/(1/200kHz)=20000D=4E20H