微机课后习题原理答案

习 题 八

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1.

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EOP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EOP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。

习 题 九

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媒体、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WR2 和 XFER 接地，用第一级的WR1和CS对输入进行控制，如下图。

DAC0832D7-D0地址M/IO译码器PORTD7-D0CSXFERWR2IOW+5VWR1ILEVrefVref2R2RRfbIout1Iout2-+R-+模拟地Vout

输出三角波的程序段如下： S0： MOV AL， 0 ；AL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

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