[自然科学]微机原理教程

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1、第7章输入输出接口7.1I/O接口概述7.2无条件传送和程序查询传送7.3中断控制系统7.4DMA传送理解I/O接口典型结构特点和I/O端口编址方式掌握输入输出指令掌握DOS平台的汇编语言编程熟悉无条件传送，开关输入和LED输出掌握查询传送方式的特点和编程熟悉中断传送方式的过程熟悉IA-32处理器主要中断类型掌握可屏蔽中断和中断向量表掌握内部中断服务程序的编写理解中断控制器的作用熟悉可屏蔽中断服务程序的编写理解DMA传送方式的特点教学要求第7章输入输出接口7.1I/O接口概述微机的外部设备多种多样工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作速度方面彼此差别很大它

2、们不能与CPU直接相连必须经过中间电路（I/O接口）再与系统相连I/O接口是位于基本系统与外设间、实现两者数据交换的控制电路在PC机主板上的可编程接口电路系统总线插槽中的电路卡（Card）7.1.1I/O接口的典型结构I/O地址＝外设端口，对应接口寄存器1.内部结构数据寄存器保存微处理器与外设之间交换的数据数据输入寄存器：保存从输入设备获取的数据，处理器选择合适的方式进行读取数据输出寄存器：保存处理器发往输出设备的数据，适时到达输出设备状态寄存器保存外设当前的工作状态信息控制寄存器保存微处理器控制接口电路和外设操作的有关信息2.外部特性接口电路的外部特性由

3、其引出信号来体现I/O接口处于处理器与外设之间：面向微处理器一侧的信号与处理器总线或系统总线类似有数据信号、地址信号和控制信号等面向外设一侧的信号与外设有关外设数据信号、外设状态信号和外设控制信号3.基本功能数据缓冲匹配快速的微处理器与相对慢速的外设的数据交换缓冲：实现接口双方数据传输的速度匹配信号变换把信号相互转换为适合对方的形式计算机直接处理的信号数字量（0和1组成的信号编码）开关量（只有两种状态的信号）脉冲量（低脉冲信号，高脉冲信号）4.软件编程接口芯片具有可编程性（Programmable）命令字（控制字）写入接口芯片、选择工作方式、控制数据传输初

4、始化程序选择I/O接口工作方式、设置原始工作状态等驱动程序操纵I/O接口完成具体工作硬件接口电路需要软件编程配合工作7.1.2I/O端口的编址I/O端口＝I/O地址，对应I/O接口的寄存器一个接口电路可以具有多个I/O端口，每个端口用来保存和交换不同的信息数据寄存器、状态寄存器和控制寄存器占有的I/O地址常依次被称为数据端口、状态端口和控制端口输入、输出端口可以是同一个I/O地址如何编排存储器地址和I/O地址？1.I/O端口与存储器独立编址I/O端口单独编排地址，独立于存储器地址优点：I/O端口的地址空间独立控制和地址译码电路相对简单专门的I/O指令使程序

5、清晰易读缺点：I/O指令没有存储器指令丰富80x86采用I/O端口独立编址主存空间I/O空间FFFFF0FFFF2.I/O端口与存储器统一编址将I/O端口与存储器地址统一编排优点：不需要专门的I/O指令I/O数据存取灵活缺点：占去部分存储器空间程序不易阅读主存部分I/O部分存储器空间00000FFFFF3.I/O地址译码与存储器地址译码在原理和方法上完全相同I/O地址不太强调连续，多采用部分译码7.1.3输入输出指令输入指令IN：数据从I/O接口输入到微处理器INAL/AX/EAX,i8/DX输出指令OUT：数据从微处理器输出I/O接口OUTi8/DX,A

6、L/AX/EAX串输入INS指令串输出OUTS指令INAL,21HINAL,DX举例OUT21H,ALOUTDX,AL举例1.I/O寻址方式直接寻址I/O指令直接提供8位I/O地址只能寻址最低256个I/O地址（00～FFH）用i8表示I/O地址，表达形式上与立即数一样DX间接寻址用DX寄存器保存访问的I/O地址可寻址全部I/O地址（0000～FFFFH）直接书写成DX，表示I/O地址64K个I/O地址，不分段2.I/O数据传输量8位I/O传输：I/O指令使用AL16位I/O传输：I/O指令使用AX32位I/O传输：I/O指令使用EAXout20h,alo

7、ut20h,axout20h,eaxmovdx,3fchoutdx,aloutdx,axoutdx,eax举例inal,20hinax,20hineax,20hmovdx,3fchinal,dxinax,dxineax,dx举例3.I/O保护I/O敏感指令IN、OUT和INS、OUTS，CLI和STIIA-32处理器保护方式下，I/O特权和I/O许可位图限制I/O敏感指令的执行程序的当前特权高于或等于程序的I/O特权，I/O敏感指令才可以执行I/O许可位图给特权低的程序或虚拟8086方式的程序提供有限的I/O地址访问权限Windows限制应用程序访问I/O

8、地址课程利用DOS操作系统实践I/O程序7.1.416位DOS应用