[系统运维]《微型计算机原理与接口技术》期末总复习 —— 一篇匆匆忙忙的复习笔记

这篇复习笔记是针对《微型计算机原理与接口技术》后面几章的

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上半学期所有文章链接:

【计算机与UNIX汇编原理①】——计算机基础【原码 补码 反码 移码 BCD码 计算机系统的基本组成等】.

【计算机与UNIX汇编原理②】——存储器系统【RAM ROM 高速缓冲存储器Cache】.

【计算机与UNIX汇编原理③】——80X86微处理器【 通用寄存器、实模式、逻辑地址与物理地址】.

【计算机和UNIX汇编原理④】——指令系统(上)【标志寄存器 立即寻址 寄存器寻址 直接/寄存器/基址/变址寻址 万字总结】.

【计算机与UNIX汇编原理⑤】——指令系统(下)【 2万5千字总结 】.

【计算机和UNIX汇编原理⑥】——UNIX的编程基础【SEGMENT、ASSUME、PROC、ORG、END】.

【计算机与UNIX汇编原理⑦】——DOS/BIOS功能调用【实现两数相加 + Hello World】.

【计算机与UNIX汇编原理⑧】——UNIX编程进阶【分支程序、循环程序、子程序、宏指令】.

【计算机与UNIX汇编原理⑨】——实验报告一【题目：排除语法错误、统计数字】.

【计算机与UNIX汇编原理⑩】——汇编语言程序设计举例【三种进制转换】.

【计算机与UNIX汇编原理?】——实验报告二【用户登录验证程序的实现+支持回退功能】.

【计算机与UNIX汇编原理?】——汇编考前复习【重要知识点 + 基础题 + 易错题 + 难题解析】.

下半学期所有文章链接:

【计算机原理与接口技术(UNIX)?】——总线概述【总线与总线标准、总线结构、ISA、PCI、IDE】.

【计算机原理与接口技术(UNIX)?】——再讲存储器系统【位、字扩展法 + 详细例题】.

【计算机原理与接口技术(UNIX)?】——输入/输出系统【查询方式、中断控制方式、DMA 、8237A】.

【计算机原理与接口技术(UNIX)?】——中断系统 [ 2万5千字总结、8259A ].

【计算机原理与接口技术(UNIX)?】——微型计算机系统的串行通信 [ 8250 + 具体样例 + 上机实验 ].

【计算机原理与接口技术(UNIX)?】——并行 I/O 接口 [ 芯片8255A ].

【计算机原理与接口技术(UNIX)? 完结篇】——可编程计数器 8254 [ 流光发生器、8254工作方式检测程序的设计].

一、输入输出系统

1.1 接口电路的作用

● 接口电路的作用是什么？I/O接口应具备哪些功能？
① 接口电路的作用：是使 CPU 与外设的信息交互能够达到最佳匹配，实现高效、可靠的信息交换。（信息中转站）
② 接口电路的功能：[1]数据缓冲功能。[2]联络功能。[3]寻址功能。[4]数据转换功能。[5]中断管理功能。

1.2 端口的概念、分类

● 端口的概念？端口有几类？
① 能与 CPU 交换信息的寄存器成为 I/O 端口寄存器，简称 “端口”。
② 端口有 3 类：数据端口、状态端口、控制端口

1.3 I/O 端口的编址方式

● I/O 端口有哪两种编址方式？PC 系列机中采用哪种编址方式？
① 端口和存储单元统一编址、I/O端口独立编址。
② 在 PC 系列机中，I/O 端口采用独立编址。

1.4 最常用的 I/O 指令

1.直接寻址 I/O 指令（8位端口地址）
   IN 	AL, n       
   OUT 	n, AL
2. DX 间接寻址 I/O 指令（当端口地址 > 8位）
   IN 	AL, DX       
   OUT 	DX, AL

1.5 微机系统与 I/O 端口的信息交换

● 微型计算机系统和输入输出设备交换信息的方式有几种？各有什么特点？
答一：有 4 种：无条件传送方式、查询方式、中断控制方式、直接存储器存取方式（也称为 DMA 方式）。

① 无条件传送方式的特点：假设外设已准备好，即输入数据已准备好，且输出设备空闲，此时 CPU 可以直接用 IN 或 OUT 指令完成与接口之间的数据传送。

② 查询方式的特点：只有确认外设已具备输入或输出条件后，才能用 IN 或 OUT 指令完成数据传送。

③ 中断控制方式的特点：如果外设未做好数据传送准备，CPU 可执行与传送数据无关的其他指令；当外设做好传送准备后，可向 CPU 发出中断请求，请求为之服务。

④ 直接存储器存取方式的特点：在外设与内存之间用硬件实现的直接进行的数据交换，不需要通过 CPU 间接交换（即不需要 CPU 的参与）。

1.6 直接存储器存取（DMA）方式

● DMA (Direct Memory Access) : 利用硬件完成高速外设与系统RAM之间的信息交换。

● DMAC: DMA 控制器是实现DMA传送的核心芯片。优点: 传送速度快 缺点：硬件电路比较复杂。

● DMA 传送方式和中断方式相比，各有什么特点？ ????
PPT给的答案：①响应时间：CPU接到 “中断请求” 后要等到当前指令执行完毕才响应，而 CPU 接到 DMAC 的 “总线请求” 后，只要当前指令的当前总线周期执行完毕就响应。②数据传送速度：DMAC 传送比中断传送要快。

◆ 笔者给的答案：采用中断方式进行数据传送，可以提高 CPU 的利用率。但是，中断传送是由 CPU 通过程序来实现的，每次执行中断服务子程序需要保护断点，在中断服务子程序中，需要保护现场，为中断源服务，中断服务结束还需要恢复现场，CPU 需要执行若干指令来完成上述工作。而 DMA 传送方式就不需要 CPU 的干预，因此省去了 CPU 取指令、指令译码、存取数据等操作，提高了数据的传送速率，但缺点是硬件电路比较复杂。

1.7 补充简答题

1、外设为什么要通过接口电路和主机系统相连？
答：由于输入输出设备的多样性和接口电路的复杂性， CPU 必须通过接口电路与外设进行信息交换。

2、DMA 系统完成的功能是什么？
答：实现存储器和存储器之间或存储器和 I/O 设备之间直接进行的高速数据传送，(不需要 CPU 的干涉)。

3、8237A 的主要功能是什么？
答：代替 CPU 控制总线，实现 I/O 接口与存储器之间的数据传送。（DMAC: DMA 控制器是实现 DMA 传送的核心芯片。8237A 芯片就是书上的 DMAC，即 “DMA控制器” ）

4、8237A 内部寄存器各有什么作用？【PPT没有，老师没讲】
① 控制寄存器：确定其工作时序、优先级方式、DREQ 和 DACK 的有效电平以及是否允许工作。
② 方式寄存器：确定某一通道的传送方式、数据传送类型。
③ 地址寄存器：存储需要传输数据的地址。
④ 字节寄存器：存储需要传输数据的字节数。
⑤ 状态寄存器：高 4 位表示当前 4 个通道是否有 DMA 请求，低 4 位表示 4 个通道的 DMA 是否传送完。
⑥ 请求寄存器：使某一通道的请求触发器置0/1。
⑦ 屏蔽寄存器：使某一通道的屏蔽触发器置0/1。
⑧ 多通道屏蔽寄存器：一次性能完成对 4 个通道的屏蔽设置。
⑨ 清屏蔽寄存器：用来清除 4 个通道的屏蔽触发器。
⑩ 暂存寄存器：用来暂存中间数据。
…好像还有

5、80286 系统一个存储单元是 24 位物理地址，而 8237A 在寻址内存空间时，只能给出 16 位地址码，这一矛盾如何解决？有哪些硬件和软件措施？【PPT没有，老师没讲】
答：通过程序设置，把 DMA 传送所涉及的存储单元的高 8 位物理地址写入(8237A 里的)相关通道的页面寄存器；把存储单元的低 16 位地址写入(8237A 里的)相关通道的基本地址寄存器；把 DMA 传送的实际字节数减1，写入(8237A 里的)相关通道的基本字节寄存器。从而做好初始化准备。【软件】
另外，页面寄存器采用专用的三态输出存储映像器 74LS612 来实现。【硬件】

6、8237A 提供哪几种传送方式？在微型计算机系统中，不允许使用哪一种传送方式？【PPT没有，老师没讲】
8237A 提供 4 种传送方式：单字节传送方式、数据块传送方式、请求传送方式、级联传送方式。不允许使用级联传送方式吧【这个笔者不太确定】

7、8237A 初始化编程的步骤是什么？【PPT没有，老师没讲】
① 命令字写入控制寄存器。
② 屏蔽字写入屏蔽寄存器。
③ 方式字写入方式寄存器。
④ 先/后触发器置0。
⑤ 写入基地址和基本字节寄存器。
⑥ 解除屏蔽。
⑦ 写入请求寄存器。

8、简述 PC 系列机用 DMA 方式进行单字节读写传送的全过程。【PPT没有，老师没讲】
答：…和上题流程差不多，只不过是针对单字节数据读写传送的。

9、8237A 芯片采用数据块传送方式和单字节传送方式进行 DMA 传输时，其主要区别在哪里？【PPT没有，老师没讲】
答：数据块传送方式：在进入 DMA 操作后，连续传送数据，直到整个数据块全部传送完毕。
单字节传送方式：每次 DMA 操作只传送一字节的数据，然后自动把总线控制权交给 CPU，让 CPU 占用至少一个总线周期。若有新的 DMA 请求，8237A 将向 CPU 发出总线请求，等到获得总线控制权后，再进行下一字节数据的传送。

10、什么是 DMA控制器 的正常时序和压缩时序？【PPT没有，老师没讲】
答：压缩时序就是在正常时序的基础上，少了 S₃(读操作) 的过程。

二、中断系统

2.1 中断概念

● 什么是中断？
答：中断是指 CPU 在执行程序的过程中，由于某种外部或内部事件的作用，使 CPU 停止当前正在执行的过程转而去为该事件服务，待事件服务结束后，又能自动返回到被中止了的程序中继续执行的过程。

2.2 中断指令

● 中断指令要求掌握STI、CLI、INT n、IRET，并知道中断程序设计中何时使用。CPU 执行中断指令后，完成哪些操作？

例：CPU 执行 IRET 指令后，从栈顶弹出_____字节数据，分别赋给________、________和 ________。
答案：6、IP、CS、F

? STI功能 ：使 F 寄存器中I标志置1，CPU 处于开中断状态。
? CTI功能 ：使 F 寄存器中I标志置0，CPU 处于关中断状态。
◆ 注意：STI、CLI只对可屏蔽中断请求有效。

■ 软件中断指令格式：INT n
● 说明：n为中断类型码，是0～255之间有定义的无符号整数。
?功能：无条件转向n型中断服务子程序。

● 中断返回指令 IRET：
?功能：依次从栈顶弹出6个元素 → IP、CS、F。
● 说明：如果栈顶是INT n的断口地址，则执行IRET后，才能返回断点，否则不能。

● 执行INT n指令和执行IRET指令的堆栈操作示意图：

● 简述 CPU 响应软件中断的过程？（或 INT n 指令执行的详细过程？）
答：CPU 获得了中断类型码n后，CPU 响应软件中断，即中断的处理过程如下：
??① F寄存器(状态寄存器) → 堆栈(目的：保存INT n之前的各个标志位状态)
??② 使 F 中的使 I 标志置0、 T 标志置0 (目的：清除 I 标志和 T 标志，屏蔽新的可屏蔽硬件中断和单步中断)
??③ 将主程序断口地址 → 堆栈(目的：保护主程序的断点。细节：先压入断口的段基址 CS，再压入断口的偏移量 IP)
??④ CPU 从4×n~4×n+3单元取出n型服务程序入口地址 → CS:IP(目的：转入n型中断服务程序。细节：4×n~4×n+1 单元的内容 → IP，4×n+2 ~ 4×n+3单元的内容 → CS)
??⑤ CPU 根据新的 CS:IP 的值转向相应的n型中断服务子程序。
??⑥ 当服务子程序执行完毕，执行中断返回指令。中断返回指令的功能是按顺序恢复断点处的 IP 值、CS 值和之前保护的相应中断前的标志寄存器内容 → 标志寄存器。
??⑦ CPU 根据恢复后的 CS:IP 的值返回到断点，继续执行主程序。

2.3 微机系统中断分类

● 中断可以分为哪几类？
答：根据中断源的不同，中断被分为：外部中断和内部中断。（补充：外部中断也称为硬件中断，内部中断可以进一步被分为软件中断和异常）

2.4 中断向量

● 什么是中断向量和中断向量表？中断类型码和中断向量的关系是什么？??????
答：① 中断向量是实模式下，中断服务子程序的入口地址。每个中断号所对应的中断向量占 4 字节，前两字节为中断服务子程序入口的偏移地址，后两字节为中断服务子程序所在的代码段段基址。
② 微机系统中，为了区别不同类型的中断，给每一个中断都分配了一个中断号，又称中断类型码。而对于每一个中断，都有一个中断向量。即一个中断类型码对应一个中断向量。（一一对应关系）

◆ 补充内容：在实模式下，CPU 把 256 种中断向量组成一张表设置在系统的 RAM 最低端的 1K 单元（0 ~ 3FFH)。n 型中断向量存放在内存单元地址 4×n~4×n+3 这四个单元

● 例题：实模式下，从内存地址 0000H:0048H 开始的连续 4 个单元中存放的内容为00H，38H，30H，50H，则该地址所对应的中断类型码为_______，该中断所对应的中断服务子程序的入口地址为______。????

答案：12H，53B00H
解析一：0000H 是段基址，0048H 是偏移地址。
(方法一：右移两位) 48H ÷ 4 = 0100 1000B ÷ 0100B = 0001 0010B = 12H
(方法二：16进制 → 10进制除4 → 16进制) 48H ÷ 4 = 72 ÷ 4 = 18 = 12H
解析二：5030H × 16 + 3800H = 50300H + 3800H = 53B00H（这里易错为 “54100H”，注意是 16 进制）

2.5 中断向量的写入

● 例题：设n型中断服务程序的名字是SERVICE，如何将SERVICE的入口地址写入对应的中断向量表呢？【只用掌握方法一即可】????

方法一: DOS自身内部设计有 2 个子程序，专门用于中断向量的读出、写入，如下两段代码所示：

[ INT 21H 的35H子功能 ]
功能: 读出 n 型中断向量
入口: AL = 中断类型码
出口: ES:BX = n型中断向量

[ INT 21H 的25H子功能 ]   <----这道例题只会用到这个
功能: 写入 n 型中断向量
入口: DS = 中断服务程序所在代码段的段基址
	 DX = 中断服务程序入口的偏移地址
	 AL = 中断类型码
出口: 无 

采用方法一, 对应的程序段如下：
CLI
PUSH 	DS
PUSHA				; 用于“保护现场”
MOV		AX,SEG SERVICE
MOV		DS,AX
MOV		DX,OFFSET SERVICE	; 获取 中断服务程序入口的偏移地址 到 DX
MOV		AH,25H		; INT 21H 的25H子功能
MOV		AL,n		; 写入 n 型中断向量
INT 	21H			; 执行该 n 型中断
POPA				; 用于“恢复现场”
POP 	DS
STI

;-----------------------------------------------------

方法二: 用户自己编写程序填写中断向量
CLI		; I标志清零
PUSH	DS	; 压入段基址(保护)
MOV		AX, 0000H	
MOV		DS, AX	; 基地址是 0000H, 可自行设定
MOV		BX, 4*n	; 偏移地址是 4*n
MOV		AX, OFFSET SERVICE
MOV		[BX], AX	; 将服务程序入口偏移地址写入 4*n ~ 4*n+1 单元
MOV		AX, SEG SERVICE 
MOV		[BX+2], AX	; 将服务程序段基址写入 4*n+2 ~ 4*n+3 单元
POP 	DS	; 弹出段基址(恢复)
STI		

◆ 补充：老师发的复习PPT给的 “中断向量的写入” 的模板如下。

MOV		AX,SEG SERVICE
MOV		DS,AX
MOV		DX,OFFSET SERVICE
MOV		AH,25H
MOV		AL,n
INT 	21H

2.6 对于微机系统可屏蔽硬件中断要求掌握：

● 系统默认分配给主 8259A 和从 8259A 的口地址有哪些？【需要记住，编程要会写】

● 简答题一：CPU 响应可屏蔽中断的条件是什么？??????
答：① INTR 引脚有中断请求，NMI 引脚没有中断请求，系统没有 DMA 请求。
??② CPU 当前指令执行完毕。
??③ CPU 处于开中断状态，即标志寄存器的中断允许标志置1。
补充知识点一：INTR 的全称为 Interrupt，即打扰、中断。NMI 的全称为 Non Maskable Interrupt，即不可屏蔽的中断。
补充知识点一：在中断级别上，DMA 请求 > 非屏蔽中断 > 可屏蔽中断

● 简答题二：CPU响应非屏蔽中断的条件是什么？??????
答：① NMI 引脚有中断请求，且系统没有 DMA 请求。
② CPU 当前指令执行完毕。

2.7 对于要求掌握的可屏蔽中断，有以下3种：

● 用户中断的中断源是什么？中断向量是什么？用户可置换的中断向量是什么？
答：(系统)用户中断的中断源是系统的 ISA 总线 B₄ 端子(IRQ₉)引入的中断请求信号。中断向量是 71H、0AH。用户可置换的中断向量也是 71H、0AH。

● 日时钟中断的中断源是什么？中断向量是什么？用户可置换的中断向量是什么？
答：(系统)日时钟中断的中断源是系统 8254 0# 计数器，每 55ms 有一次中断请求。中断向量是 08H、1CH。用户可置换的中断向量也是 08H、1CH。 【注：重点掌握1CH】

● 键盘中断的中断源是什么？中断向量是什么？怎么使用？(只要掌握原理)
答：键盘中断的中断源是主板键盘接口电路发来的系统键盘中断请求。中断向量是 09H。

◆ 补充：由 9 型服务程序写入键代码，用户用 INT 16H 访问键盘缓冲区，所以键盘缓冲区是 9 型硬件中断和INT 16H软中断之间交换信息的缓冲区。

2.8 硬件中断和软件中断的区别

● 硬件中断和软件中断的相同点？ ??
① 都会引起程序中止。
② CPU 获得中断类型码n后，自动从4×n ~ 4×n＋3单元取出该中断源的中断向量 → IP、CS，从而执行该中断源的中断服务程序。

● 硬件中断和软件中断的不同点？ ??????
(1) 中断的引发方式不同。
硬件中断是由 CPU 以外的设备发出的接到引脚 INTR 和 NMI 上的中断请求信号而引发的。而软件中断是由于 CPU 执行 INT n 指令而引发的。

(2) CPU 获取中断类型码的方式不同。
可屏蔽硬件中断，中断类型码是由中断控制器 8259A 提供；非屏蔽硬件中断类型码自动产生；软件中断，中断类型码是由软件中断指令 INT n本身提供的。

(3) CPU响应的条件不同。
可屏蔽硬件中断是可以被屏蔽的，只有在 CPU 开中断时，才能响应；非屏蔽硬件中断和软件中断不能被屏蔽。

(4) 中断处理程序的结束方式不同。
在硬件可屏蔽中断服务程序中,中断处理结束后，首先需要向 8259A 发出中断结束命令，然后执行 IRET 指令，中断返回。而在软件中断服务程序中，中断处理结束后只需执行IRET指令。

2.9 8259A中断大题

● 题目描述：假设微机系统外扩了如下的一个‘单脉冲发生器’，该‘单脉冲发生器’电路受一个自复开关K的控制，每按一次K，该电路输出一个正脉冲，输入到系统机从8259的IR1作为外部中断请求。要求：每按一次K，屏幕上显示一行字符串“Welcome!”。主机键盘按任意键，程序结束，返回DOS。（要求给出完整的源程序）

（由题意可知，使用的是从8259的IR1中断，即用户中断，中断类型为71H或者0AH）
▼题目分析：
用户定义的中断服务程序有两个设计方法：
① 定义用户中断服务程序为“71H型”
② 定义用户中断服务程序为“0AH型”

用户中断服务程序结束时需注意：
① 若用户中断定义为0AH型，服务程序结束前，只向主8259送结束命令
② 若用户中断定义为71H型，服务程序结束前，需向主、从8259各送一中断结束命令
（注意：①用户中断在开中断前写中断屏蔽字 ②结束中断服务之前要写中断结束命令字 ③避免DOS重入，即服务程序和主程序中不能同时用INT 21H）

以下是参考代码：注释掉的代码可有可无
.486
DATA SEGMENT USE16
OLD0A	DD		?					; 用于保存原来的中断向量, 所以叫作 OLD
MESG	DB		'Welcome!', '$'		; 显示的字符串
DATA	ENDS
CODE SEGMENT USE16
ASSUME CS:CODE, DS:DATA
BEG:	
	MOV		AX, DATA
	MOV		DS, AX
	CLI								; 关中断
	CALL	I8259					; 8259初始化
	CALL	READ0A					; 保存原来的 0AH 中断向量
	CALL	WRITE0A					; 写入 0AH 中断向量
	STI								; 开中断
SCAN:	
	MOV		AH, 01H					; 设置功能号(BOIS 的 1 号功能, 有输入 → z=0; 无输入 → z=1)
	INT		16H						; 有键入?
	JZ		SCAN					; 没有输入就继续循环(z = 1转移)
	CALL	RESET					; 恢复现场
	MOV		AH, 4CH
	INT		21H
;--------------------------------------
SERVICE	PROC
	PUSHA
	PUSH	DS						; 保护现场
	MOV		AX, DATA
	MOV		DS, AX
	MOV		AH, 09H					; 设置功能号
	MOV		DX, OFFSET MESG			; 设置参数
	INT		21H						; 显示字符串
	MOV		AL, 20H
	OUT		20H, AL					; 向 主8259 送中断结束命令字
	OUT		0A0H, AL				; 向 从8259 送中断结束命令字
	POP		DS
	POPA							;恢复现场
	IRET
SERVICE	ENDP
;--------------------------------------
I8259	PROC
		IN		AL, 0A1H
		AND		AL, 11111101B
		OUT		0A1H, AL				;开 从8259IR1 中断(用户中断)
		IN		AL, 21H
		AND		AL, 11111011B
		OUT		21H, AL					;开 主8259IR2 中断
		RET
I8259	ENDP
;--------------------------------------
READ0A	PROC
		MOV		AX, 350AH
		INT		21H
		MOV		WORD PTR OLD0A, BX
		MOV		WORD PTR OLD0A+2, ES	; 保存中断向量
		RET
READ0A	ENDP
;--------------------------------------
WRITE0A	PROC
		PUSH	DS
		MOV		AX, CODE
		MOV		DS, AX
		MOV		DX, OFFSET SERVICE
		MOV		AX, 250AH
		INT		21H						; 写入新的 0AH 中断向量
		POP		DS
		RET
WRITE0A	ENDP
;--------------------------------------
RESET	PROC
		"注释掉的部分可写可不写"
		; IN	AL, 0A1H
		; OR	AL, 00000010B
		; OUT	0A1H, AL			; 关 从8259IR1 中断(用户中断)
		; IN	AL, 21H
		; OR	AL, 00000100B
		; OUT	21H, AL				; 关 主8259IR2 中断
		MOV		DX, WORD PTR OLD0A
		MOV		DS, WORD PTR OLD0A+2
		MOV		AX, 250AH				; 把原来的 0AH 中断向量写回去
		INT		21H
		RET
RESET ENDP
CODE ENDS
END	BEG

2.10 补充简答题

1、系统可屏蔽硬件中断的中断源是哪些？
答：可屏蔽硬件中断的中断类型码包括：08H ~ 0FH。其对应的中断源分别是：日时钟(08H)、键盘(09H)、用户(0AH)、辅串口(0BH)、主串口(0CH)、并行口2(0DH)、软盘(0EH)、并行口1(0FH)。

2、简述 CPU 响应可屏蔽硬件中断的过程。?
答：CPU 在每一条指令的最后一个时钟周期，检测 INTR 引脚，当检测到有可屏蔽中断请求时，在满足 “CPU响应非屏蔽中断的条件” 的前提下，通过总线控制器向系统 8259A 发出中断响应信号(两个负脉冲)。在获得 8259A 送回来的中断类型码后，在实模式下查询中断向量表，从而转向相应中断源的中断服务子程序。

3、8259A 的中断屏蔽寄存器(IMR)和 80x86 的中断允许标志 IF 有什么区别？ ?【简单了解】
答：IF 是 80x86 微处理器内部标志寄存器的一位，若 IF = 0，80x86 就不响应外部可屏蔽中断请求 INTR 引线上的所有请求信号。8259A 有 8 个中断请求输入线，IMR 中的某位为1，就只把对应这位的中断请求 IR 禁止掉，使其无法被 8259A 处理，也无法向 80x86 处理器产生 INTR 请求。

4、在微型计算机系统上开发用户中断程序时应采取哪些措施？
① 把外扩中断源的中断请求(由低电平到高电平的跃变)接入 ISA 总线 B₄ 端子。
② 开放用户中断。
③ 置换中断向量。
④ 用户中断服务子程序结束时，向 8259A 写结束(命令)字。

5、在微型计算机系统上开发日时钟中断程序时应采取哪些措施？
① 开中断，保护现场，40H → DS。
② 对 “日时钟计数器” 进行一次加1计数。
③ 测算软驱电动机的关闭时间。
④ 执行 INT 1CH 指令。
⑤ 向主 8259A 发出常规中断结束命令字。
⑥ 恢复现场，执行 IRET 指令。

6、APIC 中断系统的组成有哪几部分？【PPT没有，老师没讲】
答：APIC 的全称为 Advanced Programmable Interrupt Controller，即高级可编程中断控制器。只做了解…

三、串行通信

3.1 基本概念

● 串行通信方式：串行异步通信、串行同步通信

● 异步串行通信的数据传输方式：单工通信、半双工通信、全双工通信 。

● **单工、半双工、全双工通信方式的特点是什么？**??????
①单工方式只允许数据按照一个固定的方向传送。
②半双工方式要求收发双方均具备接收和发送数据的能力，由于只有一条信道，数据不能在两个方向上同时传送。
③在全双工方式中，收发双发可以同时进行数据传送。

● 异步串行通信一帧数据的格式及通信速率的计算。??????

● 例： 异步通信一帧数据格式中，按照发送的次序，先传送____________，紧接着是数据_______位，数据位后依次为____________，____________。

答案：起始位、低、奇偶校验位、停止位。

● 补充一：为实现通信，收发双方一帧数据的格式和通信速率要保持一致。

● 补充二：RS232信号采用负逻辑。“1”= -3V ~ -15V，“0”= -3V ~ -15V

3.2 8250芯片和8250内部寄存器的功能

● 说明：

① 8250 —— 数据总线缓冲器：接收来自 CPU 的各种控制信息，从而确定操作方式。

② 8250 —— 选择和控制逻辑：他是 8250 和 CPU 之间的数据通道。

③ 8250 —— 发送器：由 “发送保持寄存器”、“发送移位寄存器” 和 “发送同步控制” 这3部分构成。
[1] 发送保持寄存器：装载待发送的数据。
[2] 发送移位寄存器：数据发送时，“发送保持寄存器” 内的内容会自动转到这里面。
[3] 发送同步控制：能将 “发送移位寄存器” 里的内容添加起始位、校验位和停止位，并将数据转换为串行数据，经SOUT引脚发送出去。

④ 8250 —— 接收器：由 “接收移位寄存器”、“接收缓冲寄存器” 和 “接收同步控制” 这3部分构成。
[1] 接收同步控制：能将来自引脚SIN的串行数据逐位存入接收移位寄存器，并在存入的过程中进行自动校验，并去掉起始位、停止位和校验位。
[2] 接收移位寄存器：会自动将其内部的数据内容转到 “接收缓冲寄存器”。
[3] 接收缓冲寄存器：装载接收的数据，等待 CPU 读取。

⑤ 8250 —— 调制解调控制电路：使 8250 可直接与调制解制器相连的控制电路，以完成远程通信任务。

⑥ 8250 —— 通信线控制寄存器：指定串行通信的数据格式。

⑦ 8250 —— 通信线状态寄存器：提供串行数据发送和接收时的状态，供 CPU 读取和处理。

⑧ 8250 —— 波特率发生控制电路：由波特率发送器、存放分频系数低位和高位字节的除数寄存器构成。
● 对 ⑧ 的补充说明：8250 使用的是频率为1.8432MHz的基准时钟输入信号，通过内部分频产生发送器时钟和接收器时钟。发送器时钟和接收器时钟的频率是 “数据传输波特率” 的16倍。

⑨ 中断控制逻辑：由中断允许寄存器、中断识别寄存器和中断控制逻辑3部分组成。它主要对中断优先权、中断申请等进行管理。

3.3 8250的初始化编程和应用编程

◆ 串行通信程序设计包括：硬件连接和软件编程。

● 采用微型计算机系统进行串行通信时，对串口初始化编程有哪些方法？具体的初始化编程步骤是什么？ ????
（如果采用直接对端口操作的方式），8250 的初始化编程步骤如下：
??[1] 设置寻址位：80H → 通信线控制寄存器，使寻址位为1（即使除数寄存器访问位=1）。
??[2] 确定通信速率：根据波特率计算出除数高8位/低8位 → 除数寄存器高8位/低8位。
??[3] 规定一帧的数据格式：将 D₇ = 0 的控制字写入通信线控制寄存器（目的：<1>定义一帧数据格式。<2>使除数寄存器访问位=0，从而使后继的对合用端口的访问只读写非除数寄存器）。
??[4] 设置中断允许寄存器：若采用查询方式，则置0；若采用中断方式，则置1。
??[5] 设置 MODEM 控制寄存器：若采用查询方式，则 D₃ 置0；若采用中断方式，则 D₃ 置1；若采用内环自验：则 D₄ 置1；若为正常通信，则 D₄ 置0；使用联络线时：D₁、D₀ 位置1。

● 8250 查询方式下如何接收和发送程序的编程？ ????
在发送数据前，读通信线状态寄存器(状态口)获取发送保持或移位寄存器(数据口)是否空闲；
在接收数据前，读通信线状态寄存器(状态口)获取接收缓冲寄存器(数据口)是否已经收到1帧数据。

● 利用微型计算机串行口采用中断方式完成字符发送和接收，编程时应采取哪些措施？
① 置 8250 中断允许寄存器的 D₁ 位为1，D₀ 位为1，允许 8250 产生发送和接收中断请求。
② 置 8250 MODEM 控制寄存器的 D₃ 位为1，允许 8250 将中断请求信号送至 8259A。（见教材P309图10-8）
③ 将主 8259A IMR(中断屏蔽字) 的 D₄ 位或 D₃ 位置0（取决于主串口还是辅串口），即开放主 8259A IR₄ 或主 8259A IR₃中断。
④ 写入 0CH 型中断向量（主串口）或 0BH 型中断向量（辅串口）。
⑤ 使用 STI 指令，允许 CPU 响应中断。

◆ 对于上一题，复习 PPT 给的内容：

● 掌握串行通信基本的外部环境：

3.4 8250 大题样例

● 题目描述：A、B两台PC机利用主串口进行点-点单工通信（不用联络线），发送采用查询方式，接收采用中断方式。一帧字符包含7个数据位，1个停止位，1个校验位，通信速率为4800波特（分频系数为0018H）。
（1）下图是 A、B 两机的 RS—232C 接口示意图，根据题意完成连线（不可有多余连线）。【红色线即为答案】

（2）下图是从PC机的RS-232C接口引脚观察到的波形，所传送字符的16进制ASCII码是_______；该帧数据采用的奇偶校验方式是_______校验；传送该帧数据需要的时间是_________。

答案：46H、奇、$\frac{1}{480}s$
解析：
① RS-232C 电平转成TTL电平就可以明显看出一帧数据为 0011000101。按题目要求可知：7个数据位为 0110001，1个校验位为 0。因为数据位从最低位开始传送，所以传送的数据为 1000110B，即46H，为 “$F$”。
② 数据以及校验位中 1 的个数为 3 个，为奇数，所以是奇校验。
③ 一帧位数 = 1位起始位 + 7位数据位 + 1位校验位 + 1位停止位 = 10位。所以 $T=\frac{10bit}{4800bit/s}=\frac{1}{480}s$

（3）用对端口直接编程的方法为接收方编写 8250 初始化程序段。

"注意：题目要求接收采用中断方式"
I8250 PROC
	MOV		DX, 3FBH
	MOV		AL, 80H			; 或写成1(访问除数寄存器)0000000(设置为0), 设置寻址位, 使寻址位为1
	OUT		DX, AL
	
	MOV		DX, 3F9H
	MOV		AL, 00H
	OUT		DX, AL			; 除数高8位 → 除数寄存器高8位(先写分频系数0018H的高8位)
	
	MOV		DX, 3F8H
	MOV		AL, 18H
	OUT		DX, AL			; 除数低8位 → 除数寄存器低8位(再写分频系数0018H的低8位)
	
	MOV		DX, 3FBH
	MOV		AL, 00001010B	; 或0AH, 0(非除数寄存器)0(正常通信)001(奇校验)0(停止位1位)10(数据位7位)
	OUT		DX, AL			; 将控制字写入通信控制寄存器
	
	MOV		DX, 3F9H
	MOV		AL, 00000001B	; 或01H,0000(恒为0)0001(允许"接受中断请求")
	OUT		DX, AL
	
	MOV		DX, 3FCH
	MOV		AL, 00001000B	; 或08H,000(恒为0)0(正常通信)1(允许8250送出中断请求信号)000
	OUT     DX,AL
	RET
I8250 ENDP

3.4 补充简答题

1、异步通信的特点是什么？
答：在每个字符前后需要分别附加起始位、停止位，有约 20% 的附加信号位，传输效率不高。但能有效降低传输错误。

2、同步通信的特点是什么？
答：采用同步字符来完成收发双方同步的，并要求严格的时钟同步。

3、异步通信一个字符的格式是什么？
答：⑴起始位 ⑵数据位 ⑶奇偶校验位 ⑷停止位
考点：①起始位为一位逻辑0，题目一般不给出。②数据位从最低位开始传送。
③奇偶校验看逻辑1的个数是奇是偶。④停止位一定是逻辑1信号。

5、设异步通信一个字符有 8 个数据位，无校验，一个停位，如果波特率为 9600 波特，则每秒能传输多少个字符？
答：一帧字符数 ＝ 1位起始位 ＋ 8位数据位 ＋ 1位停止位 ＝ 10位
则一秒传输的字符数 $N=\frac{9600bit/s}{10bit}=960/s$，（通信速率又称波特率，表示每秒钟传送0、1代码的位数）

6、在 RS-232C 接口标准中，引脚 $TXD、RXD、\overline{RTS}、\overline{CTS}、\overline{DSR}、\overline{DTR}$ 的功能是什么？
答：
① TXD —— ??输出方向??，发送数据。（Transmit Data，X 是 extended specification 的缩写，意思为扩展规范）
② RXD —— 输入方向，接受数据。（Receive Data）
③ $\overline{RTS}$ —— 输出方向，请求发送。（Request to Send）
④ $\overline{CTS}$ —— 输入方向，允许发送。（Clear to Send）
⑤ $\overline{DSR}$ —— 输入方向，数据设备准备好。（Data Set Ready）
⑥ $\overline{DTR}$ —— 输出方向，数据中断准备好。（Data Terminal Ready）

7、分别叙述 TTL 和 RS-232C 的电平标准，通常采用什么器件完成两者之间的电平转换？
答：① TTL 采用正逻辑，规定逻辑 “0” 为 0V 左右，规定逻辑 “1” 为+3V ~ +5V。RS-232C 采用负逻辑，规定逻辑 “1” 为 -3V ~ -15V，规定逻辑 “0” 为 +3V ~ +15V。
② 通常采用 MC1488 和 MC1489 电平转换器。MC1488 可接收 TTL 电平，输出 RS-232C 电平。MC1489 可输入 RS-232C 电平，输出 TTL 电平。

8、8250 芯片通信线控制寄存器中的寻址位有什么作用？在初始化编程时，应如何设置？
① 当该寻址位为1时，访问合用端口地址的除数寄存器。当该寻址位为0时，访问合用端口地址的非除数寄存器。
② 一开始将 80H → 通信线控制寄存器，使寻址位为1。在设置号通信速率后在将 D₇ = 0 的控制字写入通信线控制寄存器，规定一帧数据格式。

9、采用 8250 查询方式发送字符时，在什么情况下可以查询发送保持寄存器是否空闲？在什么情况下必须查询发送移位寄存器是否空闲？【这道题笔者不太确定】
① 在 置中断允许控制字为0，且MODEM 控制寄存器的 D₃ = 0 的情况下可以。② 在通信线状态寄存器的 D₆ = 1 的情况下必须。

10、利用微型计算机系统串行口进行短距离全双工点—点通信时，应具备什么样的外部环境？【这道题笔者不太确定】
第一台微型计算机的 TXD 和 RXD 分别和第二台微型计算机的 RXD 和 TXD 相连接，7号引脚相连接。

四、并行 I/O 接口

4.1 8255A 基础知识

● 8255A的内部结构、端口地址以及与系统总线的连接：
● 8255A 的内部结构如下图所示：【简单看看就行，有兴趣的话，可以数数里面刚好38个引脚，还有两个是电源和接地线】

◆ 对上图的说明：
??① 24根端口数据线 —— 接外设
????[1] PA₇ ~ PA₀ 为 A (端)口数据线
????[2] PB₇ ~ PB₀ 为 B (端)口数据线
????[3] PC₇ ~ PC₀ 为 C (端)口数据线

??② 8根系统数据线 —— 接 CPU 的 D₇ ~ D₀

??③ 6根输入控制线
????[1] RESET：复位信号，RESET = 1 时，8255 内部复位，所有内部寄存器清零，A、B、C 三个端口自动为输入端口
????[2] $\overline{CS}$：片选信号，CS = 0 时，该芯片被选中
????[3] $\overline{RD}$：来自 CPU 的 I/O 读命令
????[4] $\overline{WR}$：来自 CPU 的 I/O 写命令
????[5] A₁、A₀：通常接 CPU 的地址线 A₁、A₀。

??④ 电源线：+5V，地线

??⑤ 端口：8255A 有4个端口寄存器 —— 接口电路中能和 CPU 直接交换信息的寄存器。【即上图中的最右边 4 个方框】

◆ 补充说明：
??① A 数据口地址 = 60H
??② B 数据口地址 = 61H
??③ C 数据口地址 = 62H
??④ 控制口地址 = 63H

● 8255A 三种工作方式（方式0 ~ 方式2 ）的工作特点和 I/O 过程？

● 读/写操作：【A₁、A₀ 是端口选择信号，当 $\overline{CS}$ 有效时，即可根据 A₁、A₀ 的组合来选择 8255A 的端口数据寄存器和控制寄存器。其操作表如下】

◆ 注意：对控制寄存器不能进行读操作

● 在方式 1 中 C 口哪几个引脚作为信号联络线，各信号联络线的含义。
例一：8255的数据口中，______ 口可工作在双向方式。
例二：8255A 的 B 口初始化定义为选通型（方式1）输入，对 8255A 采用查询方式，必须先查询__________；若采用中断方式，必须先置PC___为 “1”，并且利用__________作为中断请求信号线。

答案：A、IBF、2、INTR
解析：例二第一个空，因为是 B 口，且为方式 1 输入， $IB{F}_A$：输入缓冲器满，高电平有效，由 8255A 发往外设。（工作原理：当 $\overline{ST{B}_A}$ 变低位时，触发使得 IBF = 1，这时会通知输入设备，8255A 已经收到数据，暂时不要输入下一个数据进来。CPU 在采用查询方式从 8255A 读取数据之前，会查询 IBF，只有当 IBF = 1时，CPU 才能从 A 口或 B 口读取输入数据。当 CPU 读操作完成时，恢复使得 IBF = 0，表示输入缓冲器为空）

例二第二个空：其中 INTE_B：B 口的中断允许触发器，受 C 口置0/置1命令字控制，当 PC₂ = 1 时，表示 B 口允许中断。INTR：中断请求信号，高电平有效。在中断允许的前提下(INTE_B = 1)，8255A 将会在接收到一个端口数据(IBF = 1)，向 CPU 发出中断请求。看附录那张表也可以找到对于 B 口方式 1 的输入而言的答案（如下图所示）。

4.2 8255初始化编程

● 工作在方式 0 时，只需要：方式选择命令字→控制口

● 工作在方式1、2时，需要走两步：
① 方式选择命令字→控制口
② 允许中断（或禁止中断）的命令字→控制口

● 如果数据口(A、B或C)工作在方式 0，直接采用 IN/OUT 指令对其进行读写。

● 如果数据口(A或B)工作在方式1，分输入和输出两种情况：
① 如果采用查询方式，且 A 或 B 口定义为输入口，先用IN指令读入 C 口的内容，查询其中的 $IBF=1$ 时，表示 CPU 可以继续用 IN 指令从 A 或 B 口读入外设送来的数据。
② 如果采用查询方式，且 A 或 B 口定义为输出口，先用IN指令读入 C 口的内容，查询其中的 $OBF=1$时，表示 CPU 可以用 OUT 指令向 A 或 B 口写数据以送给外设。

4.3 8255A 大题样例

● 题目描述：系统机外扩一片 8255A 及相应电路如下图所示，外扩 8255A 的端口地址为 200H~203H，现利用系统机的日时钟外扩 1CH 型中断，实现每隔 1s 使八个发光二极管同时闪烁一次，主机键盘有按键按下时结束，返回 DOS 操作系统。根据要求完成相关内容。

（1）从图可以分析出，A 口工作在方式______的输______（入/出）

答：0、出。

（2）假设 8255A 的 A 口工作在方式 1 的查询输出方式，编写 8255A 的初始化子程序 $I8255$。

I8255 PROC
	MOV		DX, 203H
	MOV		AL, 10100000B	; 或0A0H,1(方式选择)01(方式1)0(输出)0000
	OUT		DX, AL
	MOV		AL, 00001100B	; 或0CH,0(C口置0/置1)000(3位未用)110(选择PC6置)0(查询方式)
	OUT		DX, AL
	RET
I8255 ENDP

（3）编写子程序 $WRITE$ 完成中断向量的置换。

WRITE PROC			; 写入用户1CH型中断向量
	PUSH	DS
    MOV     AX, CODE 		
	MOV		DS, AX
	MOV		DX, OFFSET SERVICE		; 获取偏移地址
	MOV		AX, 251CH
	INT		21H						; 写入新的 1CH 中断向量
	POP		DS
	RET
WRITE ENDP

4.3 补充简答题

1、并行接口芯片有什么特点？一般应用于什么场合？
并行通信是同时将数据的所有位进行传输，传输速度比串行通信快。但是，因其硬件开销大，系统费用高，不适用于远距离数据传输，适合用于计算机内部，或计算机与近距离外设传输信息的场合。

2、8255A 的 3 个端口在使用时有何区别？
A端口可以工作在方式0、方式1、方式2；
B端口可以工作在方式0和方式1，不能工作在方式2；
C端口可以工作在方式0，不能工作在方式1和方式2。

3、8255A 工作在方式 1 和方式 2 时，哪些引脚是联络线？这些联络信号有效时代表什么物理意义？
① 8255A 工作在方式 1 时，引脚 $\overline{STB}$(PC₄) 和 引脚 $IBF$(PC₅) 为输入联络线，引脚 $\overline{ACK}$(PC₆) 和 引脚$\overline{OBF}$(PC₇) 为输出联络线。
② $\overline{STB}$ 有效时，外设数据写入相应端口的输入缓冲器中。
③ $IBF$ 有效时(会触发 IBF = 1，)通知输入设备，8255A 已经收到数据，暂缓下一个数据。
④ $\overline{ACK}$ 有效时表示外设已接收到数据。
⑤ $\overline{OBF}$ 有效时表示 CPU 已将输出数据写入指定的端口数据寄存器中。

4、当 CPU 用查询方式和 8255A 交换信息时，应查询哪些信号？当 CPU 用中断方式和 8255A 交换信息时，利用哪些端子提中断请求？
① 输入方式查询 $IBF$ 信号，只有 $IBF=1$ 时，CPU 才可从 8255A 输入数据；输出方式查询 $\overline{OBF}$ 信号，只有 $\overline{OBF}=0$ 时，CPU 才可输出数据。
② 中断方式下利用 PC 口的 PC₃ 和 PC₀ 提出中断请求，具体为：A 端口使用 PC₃，B 端口使用 PC₀。

5、8255A 的方式选择控制字和 C 口按位置0/置1 控制字都是写入控制端口的，8255A 是怎样识别的？
答：通过命令字的 D₇ 位识别，D₇ = 1，代表方式选择命令字；D₇ = 0，代表 C 端口置0/置1 命令字。

6、8255A 工作在方式 1 输入时，如果 CPU 用查询方式和 8255A 交换信息，为什么不查询 STB 信号？
因为 STB 脉冲是外设送来，它最小可小到500ns，而在500ns的时间内正好运行 CPU 的查询指令是不可能的。

7、8255A 工作在方式 1 或者方式 2 时，设置中断允许，应采取什么措施？
首先把方式控制字写入控制口，确定所用端口的工作方式为方式 1 或方式 2。然后进一步明确 CPU 和 8255A 之间用中断方式来交换信息，并以此来组织 C 口置 0/置1 控制字，写入 8255A 控制口，使相应的中断允许标志(INTE)置 1。

8、说明打印机 Centronics 并行接口时序。【PPT没有，老师没讲】
…

9、简述采用查询方式对打印机接口编程的工作过程。【PPT没有，老师没讲】
…

五、8254可编程定时器/计时器

5.1 8254的基础知识

● 掌握 8254 定时器/计数器的基本结构（三个16位计数器、控制寄存器）和计数器的外部引脚功能（GATE，CLK，OUT)。
例：8254 计数器电路中，$GATE=1$表示 允许计数 。
例：8254 计数器电路中，$GATE=0$表示 停止计数 。
例：8254 计数器电路中，$GATE的上升沿$表示 启动计数 。

● 8254有6种工作方式（方式0 ~方式5 ）
重点：方式2、方式3（包括计数过程、波形、周期和启动方式）。方式 2、3 具有 “初值自动重装” 功能，其余四种方式没有初值自动重装功能。

● $\overline{CS}$、$\overline{RD}$ 、$\overline{WR}$、A₁、A₀的配合使用表：

● 样例：设 8254 计数器 1 工作于方式 3，输入时钟为 1000Hz，计数初值为 10H，且采用二进制计数方式，则一个周期内计数器 1 输出信号的高电平和低电平分别为 _____ 和 _____ ms 。
答案：8、8
解析：根据 $N=f_{CLK}/f_{OUT}$ 可知，$f_{OUT}=f_{CLK}/N$，故 $T_{OUT}=N/f_{CLK}=16÷1000=0.0016s=16ms$。又工作在方式 3 ，且初值为 10H → 16(偶数)，那么输出 1:1 的方波，即 8、8。

● 掌握8254在微型计算机系统中的应用。（外扩8254和PC机系统中8254）
例：8254 的三个计数器在 PC 系列中是如何应用的？
答案见 “5.4 补充题 3”

5.2 8254的初始化编程

● 8254的初始化编程的步骤分两步：
① 向控制寄存器写入方式选择命令字。目的：选择一个计数器, 并确定其工作方式和计数值（或 计数初值）的读 / 写顺序。
② 向选择的计数器写入计数初值 (计数初值$N=f_{CLK}/f_{OUT}$，或KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '}' at position 22: …{OUT} / T_{CLK}}?)

● 补充：锁存命令 —— D₅D₄ = 00 时，表示该命令为 “锁存命令”，此时后四位无效，如下图所示：

5.3 8254大题样例

● 题目描述：设 PC 系统机外扩了一片8254 及相应的实验电路。

(1) 根据由门电路构成的译码电路，分析出该片 8254 的四个端口地址。其中控制口的地址是_______。

答案：213H
解析：片选信号 $\overline{CS}=0$ 时表示芯片工作。因为 $A_9～A_0=10000100xxB$，那么即端口号为 210H ~ 213H，所以控口地址为 213H。（注：图中未画 $A_1和A_0$，1000010000B ~ 1000010011B → 512+16 ~ 512+16+2+1 → 528 ~ 531 → 201H ~ 213H。或者 1000010000B ~ 1000010011B → 10 0001 0000B ~ 10 0001 0011B → 201H ~ 213H）

◆ 补充：$\overline{CS}和A_1、A_0$ 会配合起来使用。$A_1、A_0$ 用来选中哪一个计数器，$\overline{CS}$ 用来选通 201H ~ 213H 的地址（即使得：从该地址的传来的选通信号能成功 → 该8254）。

(2) 设 CLK0 已接至 8MHz 时钟，为了能从 OUT0 输出 4KHz 的方波，编写了 8254 初始化程序，其中假设 0 号定时计数器工作在二进制方式。

解：
初值 N = 8 MHz / 4KHz = 2000
I8254 PROC
	MOV  AL, 00110110B	; 00(0#计数器)11(高低位写入)011(方式3方波)0(二进制)
	MOV  DX, 213H		; 控口
	OUT  DX, AL			; 写控制字
	MOV  AX, 2000		; 初值
	MOV  DX, 210H		; 0号计数器
	OUT  DX, AL			; 写初值低位
	MOV  AL, AH			; 高位给AL 
	OUT  DX, AL			; 写初值高位
RET
I8254 ENDP

5.3 补充简答题

1、定时器/计数器 8254 的定时与计数方式有什么区别?
① 8254作为计数器使用时，对 CLK 端的输入脉冲进行单纯的减法计数，这时 CLK 端输入的脉冲不作为计时基准。此外，用作计数器时，计数完成后必须重新初始化，只能使用一次。
② 8254 作为定时器使用时，要求 CLK 端输入的脉冲必须作为时钟基准，通过对该基准时钟脉冲的计数来实现精确定时。用作定时器时，计数的过程周而往复，重复进行。

2、定时器/计数器各通道的 CLK，GATE 信号各有什么作用?
CLK端输入计数用的脉冲信号；GATE信号为高电平时，对CLK端输入的脉冲进行计数；GATE信号为低电平时，暂停计数；?GATE信号重新为高电平后，恢复原先的计数。

3、定时器/计数器的 3 个通道在 PC 系列机中是如何应用的?
① 计时器 0 用于定时（约55ms）中断；
② 计时器 1 用于动态存储器刷新定时（每个15μs提出一次请求）；
③ 计数器 2 用于产生900Hz的方波送至扬声器；

4、计数初值 N 与计数脉冲输入信号频率 $f_{CLK}$ ，输出信号频率 $f_{OUT}$ 之间的关系是什么? 设 8254 时钟输入信号频率为 1.91MHz，为产生 25kHz 的方波输出信号，应向计数器装入的计数初值为多少?
$N=f_{CLK}/f_{OUT}$，$N=(1.91\times 10^6)/(25\times 10^3)=76.4\approx 76$

5、说明定时器/计数器 8254 的 GATE 信号在 6 种工作方式下的作用以及与时钟信号 CLK 的关系。
注：考试只要求掌握方式 2 和 3 ，只要知道计数过程中 GATE 信号必须是高电平即可。

6、微型计算机系统定时器/计数器的一个通道定时周期最长是多少?要实现长时间定时，应采取什么措施? 如果采用外扩 8254 定时器/计数器实现长时间定时，应采取哪些措施?
① $T_{MAX}=65536\times T_{CLK}=65536\times \frac{1}{1193182Hz}=54.39\approx 55ms$
② 软件计数 ③ (1)减小输入信号的频率 (2)级联

7、对定时器/计数器 8254 进行初始化编程分哪几步进行?
第一步：向控制字寄存器写入方式控制字，对使用的计数器规定其工作方式。第二步：向使用的寄存器写入初值。

◆ 补充内容，计数方式有：有二进制计数和BCD(十进制)计数。计数范围：二进制计数范围是 “0000 ~ FFFFH”，BCD 计数范围：0000H ~ 9999H。

8、设定时器/计数器 8254 的端口地址为 200H~203H，试编写程序段，读出 2 号计数器的内容，并把读出的数据装入寄存器AX。

"如果题目没说，默认控制器端口地址为最高的那个(书上是这么写的)"
MOV 	AL, 80H		// 计数器 2 号的锁存命令(1000xxxx), 10 → 2号, 00 → 锁存, xxxx → 任意.
OUT 	203H, AL 	// 写入控制寄存器

IN 		AL, 202H 	// 读低 8 位 → AL
MOV 	BL, AL 		// AL → BL

IN 		AL, 202H 	// 读高 8 位 → AL
MOV 	BH, AL 		// AL → BH
MOV 	AX, BX		// BX → AX

六、更新内容

① “2.7 对于要求掌握的可屏蔽中断，有以下3种：” 中的 “(IRQ₃)” 已经更正为 “(IRQ₉)”。 ——2022/1/8 8:30

② “3.1 基本概念” 中例题的第二个空 “5~8” 已更正为 “低”。 ——2022/1/8 8:31

③ “3.4 8250 大题样例” 的代码段已完善。 ——2022/1/8 8:33

④ “2.4 中断向量” 的例题第二个空，把 “54100B” 改为 “53B00H”。 ——2022/1/8 10:32

七、参考附录

[1]《微型计算机原理与接口技术(慕课板)》
清华大学出版社

[2]《微型计算机原理与接口技术实验指导(第2版)》
清华大学出版社

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距离微机(接口)考试约有20小时????
???2022/01/07 22:01???????