CH06 输入输出控制习题与思考题1．CPU与外设之间的数据传输控制方式有哪几种？何谓程序控制方式？它有哪两种基本方式？请分别用流程图的形式描述其处理过程。
解答：CPU与外设之间的数据传输控制方式有三种：程序控制方式、中断方式、DMA方式。
程序控制方式：程序方式就是指用程序来控制进行输入输出数据传输的方式。
程序控制方式的两种基本方式：无条件程序控制方式，条件程序控制方式；流程图：2．采用用查询方式将数据区DATA开始的100个字节数据在FCH端口输出，设状态端口地址为FFH，状态字的D0位为1时表示外设处于“忙”状态。
试编写查询程序。
解答：DA TA SEGMENTBUFF DB 100 DUP(?)DA TA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS：CODE，DS：DATASTART：MOV AX，DATAMOV DS，AXMOV BX，OFFSET BUFF；送缓冲区指针MOV CX，100；送计数初值WAIT1：IN AL，0FFH；查询状态，若为1，则等待TEST AL，01HJNZ WAIT1MOV AL, [BX]OUT 0FCH, AL ；输出一个数据INC BXLOOP WAIT1MOV AH，4CHINT 21HCODE ENDSEND START3．何谓中断优先级，它对于实时控制有什么意义？有哪几种控制中断优先级的方式？解答：当系统中有多台设备(即多个中断源)同时提出中断请求时，就有先响应谁的问题，也就是如何确定优先级的问题。
一般来讲，CPU总是先响应具有较高优先级的设备。
解决优先级问题的方法一般有三种：软件查询法、简单硬件方式和专用硬件方式。
4．什么叫DMA传送方式? 其主要步骤是什么？试比较DMA传输、查询式传输及中断方式传输之间的优缺点和适用场合?解答：在DMA方式下，外部设备利用专门的接口电路直接和存储器进行高速数据传送，而不需经过CPU，数据传输的速度基本上取决于外设和存储器的速度，传输效率大大提高。
DMA主要步骤：一般来说，完成一次DMA传输的主要步骤为：(1)当外设准备就绪时，它向DMA控制器发DMA请求，DMA控制器接到此信号后，经过优先级排队(如需要的话)，向CPU发DMA请求(送至CPU的HOLD引脚)。
(2)CPU在完成当前总线周期后会立即对DMA请求做出响应。
CPU的响应包括两个方面：一方面将控制总线、数据总线和地址总线置高阻，另一方面将有效的HLDA信号加到DMA控制器上，以此来通知DMA控制器，CPU已经放弃了对总线的控制权。
(3)DMA控制器收到HLDA信号后，即取得了总线控制权。
这时，它往地址总线上发送地址信号(指出本次数据传输的位置)，同时，发出相应的读/写信号(决定是进行输入还是输出操作)。
(4)每传送一个字节，DMA控制器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。
同时，修改字节计数器的内容，判别本次传输是否结束。
(5)当字节计数器的值达到计数终点时，DMA过程结束。
DMA控制器通过使HOLD 信号失效，撤消对CPU的DMA请求。
CPU收到此信号，一方面使HLDA无效，另一方面又重新开始控制总线，实现正常的运行。
程序方式的特点：使用方便，系统开销不大，但速度较慢。
适用于设备不多且实时响应要求不高的小系统。
中断方式：CPU与外设之间可以并行工作，因此大提高CPU的工作效率，但一系列的保护(恢复)现场的工作，仍要花费不少CPU的时间。
适用于设备较多且实时响应要求较高的系统。
DMA方式：需要增加DMA控制器，适用于大量高速的数据传送。
5．什么是中断向量？中断向量表的功能是什么？已知中断源的中断类型码分别是84H和FAH，它们所对应的中断向量分别为：2000H:1000H, 3000H:4000H, 这些中断向量应放在中断向量表的什么位置？如何存放？编程完成中断向量的设置。
解答：中断向量----中断服务程序的入口地址；中断向量表----存放中断向量的表，中断向量与中断类型码有对应关系。
84H的位置：210H~213H；FAH的位置：3E8H~3EBH0000：210H 00 10 00 200000：3E8H 00 40 00 30PUSH DSMOV DX,2000HMOV DS,DXMOV DX,1000HMOV AL,84HMOV AH,25HINT 21H；MOV DX,3000HMOV DS,DXMOV DX,4000HMOV AL,0FAHMOV AH,25HINT 21HPOP DS6．试结合8086/8088CPU可屏蔽中断的响应过程，说明向量式中断的基本处理步骤。
解答：⑴接口发中断请求信号（中断请求），若有中断优先级判别，进行判优；⑵当前指令执行完后，CPU进行中断回答（中断响应）；⑶中断类型号N送CPU；⑷当前的PSW、CS、IP推入堆栈；⑸清除IF和TF；⑹（4*N）作为IP，（4*N+2）作为CS；⑺中断子程序执行（中断服务）；⑻开中断；⑼IRET指令使IP、CS和PSW弹出堆栈；⑽返回被中断的程序（中断返回）。
7．在中断响应总线周期中，第一个INTA脉冲向外部电路说明什么？第二个INTA脉冲呢？解答：第一个INTA脉冲----·使IRR的锁存功能失效。
(目的是防止此时再来中断导致中断响应的错误)，到第二个INTA时恢复有效。
·使ISR的相应位置位，表示已为该中断请求服务。
·使IRR相应位清0。
第二个INTA脉冲----·送中断类型码，中断类型码由用户编程和中断请求引脚的编码共同决定，详见编程部分。
·如果8259A工作在中断自动结束方式，则此时清除ISR的相应位。
8．中断处理的主要步骤有哪些？试说明每一步的主要动作。
9．如果8259A按如下配置：不需要ICW4，单片，中断请求边沿触发，则ICW1的值为多少？。
如要求产生的中断类型码在70H~77H之间，则ICW2的值是多少？解答：ICW1=×××1 0×10B；ICW2=0111 0×××B10．在上题中，假设8259A的端口地址为00H和01H，采用中断自动结束，固定优先级，完成对该8259A的初始化。
解答：初始化程序如下。
MOV AL,×××1 0×10B；OUT 00H,AL；ICW1MOV AL,0111 0×××B；OUT 01H,AL；ICW2(MOV AL,0000 0×11B;ICW4OUT 01H,AL;前提ICW1=×××1 0×11B）MOV AL,00HOUT 00H,AL；OCW211．如果8259A用在80386DX系统中，采用一般的EOI，缓冲模式，主片，特殊全嵌套方式，则ICW4的值是什么？解答：ICW4=0001 1101B12．如果OCW2等于67H，则允许何种优先级策略？为什么？解答：67H=0110 0111B，固定优先级。
13．某系统中CPU为8088，外接一片8259A作为中断控制器，五个中断源分别从IR0~IR4以脉冲方式引入系统，中断类型码分别为48H~4CH，中断服务子程序入口的偏移地址分别为2500H，4080H，4C05H，5540H和6FFFH，段地址均是2000H，允许它们以非中断自动结束方式，固定优先级工作，请完成：①画出硬件连接图，写出此时8259A的端口地址；中断源A7A6A5A4A3A2A1②编写8259A的初始化程序，（包括对中断向量表的设置）。
解答：①②；中断向量表的设置PUSH DSMOV DX,2000HMOV DS,DXMOV DX,2500HMOV AX,2548HINT 21HMOV DX,4080HMOV AX,2549HINT 21HMOV DX,4C05HMOV AX,254AHINT 21HMOV DX,5540HMOV AX,254BHINT 21HMOV DX,6FFFHMOV AX,254CHINT 21HPOP DS；8259的初始化MOV AL，×××1 0×11B（13H）；送ICW1，所有×的位全取0OUT 20H，ALMOV AL，48H ；送ICW2，即中断类型码的高5位OUT 21H，ALMOV AL，000×××01B(01H) ；送ICW4，所有×的位全取0OUT 21H，ALMOV AL,1110 0000B（E0H）；送OCW1OUT 21H,AL14．某系统中设置两片8259A级联使用，从片接至主片的IR2，同时，两片芯片的IR3上还分别连接了一个中断源，要求电平触发，普通EOI结束。
编写全部的初始化程序。
（端口地址可用自定）解答：主片从片；8259的初始化（主片）MOV AL ，×××1 1×01B （19H ） ；送ICW 1，所有×的位全取0 OUT 20H ，ALMOV AL ，40H ； 送ICW 2，即中断类型码的高5位 OUT 21H ，ALMOV AL ，0000 0100B ； 送ICW 3 OUT 21H ，ALMOV AL ，0001 ××01B ；送ICW 4，所有×的位全取0OUT 21H ，ALMOV AL,1111 0011B （F3H ）；送OCW1 OUT 21H,AL；8259的初始化（从片）MOV AL ，×××1 1×01B （19H ） ；送ICW 1，所有×的位全取0 OUT 20H ，ALMOV AL ，48H ； 送ICW 2，即中断类型码的高5位 OUT 21H ，ALMOV AL ，×××× ×010B （02H ） ； 送ICW 3 OUT 21H ，ALMOV AL ，0000 ××01B ；送ICW 4，所有×的位全取0OUT 21H ，ALMOV AL,1111 0111B （F7H ）；送OCW1 OUT 21H,AL15．设8253的通道2工作在计数方式，外部事件从CLK 2引入，通道2计满500个脉冲向CPU 发出中断请求，CPU 响应这一中断后重新写入计数值，开始计数，以后保持每2秒钟向CPU发出一个中断请求。
假设条件如下：①外部计数事件频率为1kHz；②中断类型码为54H；试完成硬件连接图并编写完成该任务的全部程序（包括芯片的初始化，中断向量的设置，中断服务子程序）。