微机课后习题原理答案

发布 2022-09-04 23:05:28 阅读 8958

1. 什么是dma传输? dma传输有什么优点?为什么?

所谓直接存储器传送(dma)是指将外设的数据不经过cpu直接送入内存储器,或者,从内存储器不经过cpu直接送往外部设备。

使用dma传输之后,每个数据的传输过程不需要cpu参与,在dma控制器的控制下,在一个dma总线周期里完成数据在外部接口和存储单元之间的直接传输。所以使用dma传输既可以减轻cpu的负担,又可以缩短系统对外部设备的响应时间,提高数据传输速率。

2. 叙述一次数据块dma传输和一个数据dma传输的全过程。

一次数据块dma传输的全过程:

程序对dma控制器进行初始化,写入存储器数据块首地址,传输字节数,传输方向等信息。同时启动外部设备(例如,启动输出设备进行第一次输出);

外部设备每完成一次输入/输出,它的完成信号通过dma控制器启动一次dma数据传输;

全部预设的数据传输完成,dma控制器发出“传输完成”信号,向cpu申请中断。cpu在中断服务程序中设置完成标志,或者对dma控制器进行下一次初始化。

一个数据dma传输的全过程。

外设准备就绪,需要进行dma操作时,向dma控制器发出“dma请求信号”。dma控制器接到此信号后,向cpu发“总线请求信号”。

cpu接到总线请求信号,在当前总线周期结束后,发出“dma响应信号”。

dmac向外部设备发出“外设读”或“外设写”控制信号,向存储器发出“存储器写”或“存储器读” 控制信号,同时发出存储单元地址。在这二个信号的作用下,一字节的数据从外设接口通过数据总线送往存储单元,或者从存储单元送往外设接口。

传送1个字节之后,dmac自动修改内部地址寄存器和字节计数器的内容。

dma控制器撤销“总线请求信号”,cpu也撤销 “总线应答”信号。

3. 什么叫dma通道?它如何组成?

dma通道是控制一个外设接口和存储器进行dma传输的相关电路的总和。每个通道包括地址寄存器、字节计数器、方式寄存器、dma请求触发器、屏蔽触发器、状态寄存器以及所需的其他控制电路。

4. dma控制器8237a的成组传送方式和单字节传送方式各有什么特点?它们的适用范围各是什么?

成组传送方式下,dma控制器获得总线控制权后,可以连续进入多个dma周期,进行多个字节的传输。这种方式可以获得最高的数据传输速度。在数据传输期间,cpu不能访问总线。

如果一次传输的数据较多,这种方式会对系统工作产生一定的影响。成组传送方式适用于外部设备要求很高的传输速率,系统其他负担较轻,连续占用总线不会产生严重后果的情形。

在单字节传输方式下,8237a完成1个字节传输后都释放系统总线,一次dma传输结束,cpu可以在每个dma周期结束后控制总线。这种方式适用于外部设备的传输速率要求不太高,或者系统不允许有较长时间停顿的情况。

5. 怎样用指令启动一次dma传输?怎样用指令允许/关闭一个通道的dma传输?

用指令将dma请求寄存器中相关位置位,可以启动一次dma传输。

用指令将dma屏蔽寄存器中相关位复位,可以允许一个通道的dma传输。将dma屏蔽寄存器中相关位置位,可以关闭一个通道的dma传输。

6. dma控制器8237a能不能用中断方式工作?请说明。

dma控制器8237a可以用中断方式工作。将8237a的信号反相后连接到中断控制器的中断请求输入端,则一次数据块传输结束后,可以向cpu申请中断,由专门的中断服务程序进行结束处理。

7. 如何判断某通道的dma传输是否结束?有几种方法可供使用?

判断某通道的dma传输是否结束有二种方法。其一是读出dma控制器的状态寄存器内容,测试其中代表该通道的状态位,可以得知该通道的dma传输是否结束。其二是读出该通道的字节计数器内容,如果值为0(对8237a而言为-1),表示该通道的dma传输已经结束。

此外,可以用8237a的信号向cpu申请中断。一旦进入这个中断服务程序,表明该通道的dma传输已经结束。

8. 叙述一次dma控制器8237a编程使用的主要步骤。

dma控制器8237a初始化编程的主要步骤为:

发复位命令;

写命令字,设置8237a的工作方式;

写方式字,设置需使用的通道的工作方式;

清除先/后触发器;

写入内存储器起始地址;

写入传送的字节数-1;

清除该通道的屏蔽位;

启动外部设备,如果是内存到输出设备,用指令设置第一次dma请求。

9. 使用dma控制器8237a传输一个字节需要多少时间?受那些因素影响?请作具体分析。

使用dma控制器8237a传输1字节数据需要4个dma控制器使用的时钟周期,对于速度稍慢的外设/存储器,也可以插入一个或多个等待周期。

影响dma周期时间长短的因素有:

dma控制器使用的时钟频率:频率越高,dma周期越短;

存储器和外部设备的工作速度:如果速度跟不上dma时钟的要求,则需要插入等待周期,从而延长整个dma周期;

使用压缩时序可以缩短dma周期;

如果存储器数据块首地址低8位为“0”,前256个字节内存地址的高8位相同,它们传送时只需要发送一次高8位地址,后面255个数据的dma周期达到最小;

如果进行存储器之间数据传输,每个字节的传输需要二个dma周期。

1. a/d和d/a转换在微机应用中分别起什么作用?

计算机加工、处理的信号可以分为数字量(digit)和模拟量(analog)两种类型。现代计算机内部都采用二进制表示的数字量进行信号的输入、存储、传输、加工与输出。为了使用计算机对模拟量进行采集、加工和输出,需要把模拟量转换成便于数字计算机存储和加工的数字量(a/d转换),或者把数字量转换成模拟量(d/a转换)。

因此,d/a与a/d转换是计算机用于多**、工业控制等领域的一项重要技术。

2. 怎样将d/a转换器连接到微型计算机?

d/a转换器将数字量转换成模拟量输出。为了保存由计算机送来的数字信号,通常需要配置一个“数据寄存器”,向d/a 转换器提供稳定的数字信号。

d/a转换芯片输出的模拟信号功率一般比较小,为了能够驱动执行机构工作,d/a转换器的输出一般都要连接到运算放大器进行功率放大。

3. 修改图9-5,将dac0832的两级锁存合为一级使用,画出连接图,并编写输出三角波和锯齿波的程序。

为了将dac0832的二级缓冲锁存器合为一级使用,可以将它的第二级置为“直通”,也就是把和接地,用第一级的和对输入进行控制,如下图。

输出三角波的程序段如下:

s0: mov al, 0al中置初值0,输出三角波的上升段。

s1: call output调用输出子程序,输出一个值。

inc al产生上升段下一个值。

jnz s1上升段未结束,继续输出。

dec al恢复到最大值。

s2: call output输出三角波的下降段。

dec al产生下降段下一个值。

jnz s2下降段未结束,继续输出。

jmp s1下降段结束,输出下一个三角波。

输出锯齿波的程序段如下:

mov al, 0

j1: call output输出当前值。

inc al产生下一个输出值。

jmp j1

子程序“output”为上面两段程序共用:

output proc near

mov dx, port0dac0832端口地址。

out dx, al

push ax

mov ax, n延时的时间常数。

wt: dec ax

jnz wt延时。

pop ax

retoutput endp

4. 一个8位d/a转换器的满量程(对应于数字量255)为10v。分别确定模拟量2.0v和8.0v所对应的数字量。

模拟量2.0v所对应的数字量为(2.0/10)×255 = 51

模拟量8.0v所对应的数字量为(8.0/10)×255 = 204

5. 简述逐次逼近式a/d转换器的工作原理,并将它和∑-△a/d转换器进行比较。

逐次逼近型(也称逐位比较式)a/d转换器主要由逐次逼近比较寄存器sar,d/a转换器、比较器以及时序和控制逻辑等部分组成。它从sar的最高位开始,逐位设定sar寄存器中的数字量,经d/a转换得到电压vc,与待转换模拟电压vx进行比较。通过比较,逐次确定各位的数码应是“1”还是“0”。

转换结果能否准确逼近模拟信号,主要取决于sar和 d/a的位数。位数越多,越能准确逼近模拟量。

-△型模数转换器是根据二次采样的差进行计算的,有很强的抗干扰能力,转换精度高,以串行方式输出数据。常用于高分辨率(常见为位)的中、低频信号测量。当模拟量输入端接有多路开关时,通道切换后要等待足够长的时间,才能读取转换结果。

6. 若adc输入模拟电压信号的最高频率为100khz,采样频率的下限是多少?完成一次a/d转换时间的上限是多少?

香农定理告诉我们:采样频率一般要高于或至少等于输入信号最高频率的2倍。因此,采样频率的下限应是200khz。

在200khz采样频率下,完成一次a/d转换时间的上限是5μs。实际应用中,采样频率可以达到信号最高频率的4~8倍。如果采用400khz的采样频率,完成一次a/d转换时间的上限是2.

5μs。

7. 在使用a/d和d/a转换器的系统中,地线连接时应注意什么?

模拟信号很容易受到电源和数字信号的干扰引起波动。为提高输出的稳定性,减少误差,模拟信号部分必须采用高精度基准电源vref和独立的地线。所以,要把数字地和模拟地分开。

模拟地是模拟信号及基准电源的参考地,其余信号的参考地,包括工作电源地,数据、地址、控制等对应的“地”都是数字地。连接时,先所有的模拟地连接在一起,把所有的数字地连接在一起,然后在一个点上(注意:不是两个或更多)把模拟地和数字地连接起来。

8. 怎样用一个ad芯片测量多路信息?

模拟量多于一个时,可以使用多路模拟开关,轮流接通其中的一路进行转换,使多个模拟信号共用一个adc进行a/d转换。

9. 一台工控pc有两块818卡,基地址分别为base1, base2,试编制采样24路(一块卡16路,一块卡8路)模拟量的c语言程序。

#include “

#define n 24 /*采样点数。

#define base1 0x300

#define base2 0x310

#define interrupt 0x1c /*定时中断类型号 */

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