微型计算机输入输出接口技术

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1、第8章微型计算机输入/输出接口技术8.1概述8.2CPU与外设之间的数据传送方式8.3I/O接口的基本结构及读写技术8.1概述8.1.1输入/输出接口的概念与功能8.1.2CPU与外设之间的接口信息8.1.3I/O端口的编址方法8.1.4I/O端口的地址分配8.1.5I/O端口的译码8.1.1输入/输出接口的概念与功能I/O接口I/O接口与系统和外设的连接采用I/O接口的必要性I/O接口的功能I/O接口的类型1.I/O接口I/O接口是位于系统与外设间，协助完成数据传送的电路。I/O接口是连接外设和主机的一个“桥梁”。I/O接口的外设侧、主机侧各有一个接口。主机侧的接口称为内部接口，外设侧

2、的接口称为外部接口。内部接口通过系统总线与内存和CPU相连；外部接口则通过各种接口电缆（如串行电缆、并行电缆、网线或SCSI电缆等）与外设相连。2.I/O接口与系统和外设的连接3.采用I/O接口的必要性（1）速度的不匹配（2）信号电平不匹配（3）信号格式不匹配（4）时序不匹配4.I/O接口的功能（1）数据缓冲；（2）信号格式转换，例如：串并/并串转换；（3）电平转换、数/模和模/数转换等；（4）协调时序，同步CPU与外设的工作；（5）端口译码；（6）提供联络信号；（7）提供中断和DMA控制。5.I/O接口的类型1、按数据传送方式分为并行接口与串行接口两类。例如：并行接口Intel8255

3、，串行接口Intel8250，主要用于连接显示终端等慢速设备。2、按功能选择的灵活性分为可编程接口与不可编程接口两类。例如：可编程接口Intel8255、Intel8250；不可编程接口Intel8212。3、按通用性分为通用接口与专用接口。例如：通用接口Intel8255；专用接口Intel8279。4、按数据传送的控制方式分为程序式接口与DMA式接口。5、按设备的连接方式分为点对点接口与多点接口。微机常见外部接口8.1.2CPU与外设之间的接口信息端口:接口电路中的寄存器,包括数据、控制和状态端口。8.1.3I/O端口的编址方法I/O端口的编址方式通常有两种：统一编址方式和独立编址方

4、式。1、统一编址（存储器映射编址），将I/O端口地址与存储器地址统一分配，即将一个I/O端口看作一个存储单元。2、独立编址（I/O映射编址），将I/O端口和存储器分开独立编址，即I/O端口和存储器的地址空间是相互独立的。8.1.4I/O端口的地址分配-主板I/O接口名称PC/XTPC/ATI/O接口名称PC/XTPC/ATDMA控制器1000～00FH000～01FH并行接口芯片060～063HDMA控制器2—0C0～0DFH键盘控制器060～06FHDMA页面寄存器080～083H080～09FHRT/CMOSRAM070～07FH中断控制器1020～021H020～03FHNMI屏蔽

5、寄存器0A0H0A0～0BFH中断控制器2—0A0～0BFH协处理器0F0～0FFH定时器040～043H040～05FH8.1.4I/O端口的地址分配-扩展槽I/O接口名称PC/XTPC/ATI/O接口名称PC/XTPC/AT硬盘驱动器控制卡320～32FH1F0～1FFH供用户使用300～31FH300～31FH游戏控制卡200～20FH200～20FH同步通信卡13A0～3AFH3A0～3AFH扩展器/接收器210～21FH同步通信卡2380～38FH380～38FH并行口控制卡1370～37FH370～37FH单显MDA3B0～3BFH3B0～3BFH并行口控制卡2270～27F

6、H270～27FH彩显CGA3D0～3DFH3D0～3DFH串行口控制卡13F8～3FFH3F8～3FFH彩显EGA/VGA3C0～3CFH3C0～3CFH串行口控制卡22F8～2FFH2F8～2FFH软盘驱动器控制卡3F0～3F7H3F0～3F7H8.1.5I/O端口的译码【例8.1】设计端口地址为218H的译码电路。解：218H端口地址A9～A0依次为1000011000，据此设计译码电路。1、采用门电路：图8.3。2、采用门电路（实际芯片）：图8.4。3、采用译码器：图8.5。8.2CPU与外设之间的数据传送方式8.2.1直接程序控制方式8.2.2中断传送方式8.2.3直接存储器存

7、取方式8.2.1直接程序控制方式直接程序控制方式：通过程序直接控制CPU与外设之间的数据传送。直接程序控制方式分为无条件传送方式和条件传送方式两种。1、无条件传送方式：外部设备必须已准备好，系统不需要查询外设的状态。接口示意如图8.7所示。2、条件传送方式（查询传送方式）：在执行输入/输出操作之前，需通过测试程序对外部设备的状态进行检查。当所选定的外设已准备“就绪”后，才开始进行输入/输出操作。查询传送方式的程序流程如图8.8所示。