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1、第3章I/O端口地址译码技术本章内容提要:I/O接口与CPU如何交换数据?I/O端口及其编址方式I/O端口地址分配I/O端口地址译码I/O端口地址译码电路设计3.1I/O数据的传输控制方式无条件传送方式（同步传送）条件传送方式（查询方式）；中断传送方式直接存储器存取(DMA)传送方式条件是己知的情况;外部设备是准备好的;不用查询外设的状态信息;直接使用IN或OUT指令完成数据传送一、无条件传送方式（同步传送）缓冲器CE地址译码器IO/MRD数据总线数据来自外设8位地址总线(a)无条件输入8位缓冲器CE地址译码器IO/M
2、WR数据总线数据到外设地址总线(b)无条件输出先查询外设的状态信息是否准备好;准备好,就传送数据;否则,继续查询.二、条件传送方式（查询方式）准备好为“1”三、中断传送方式由外设向CPU发出中断请求；CPU暂停原程序执行，转入中断服务；完成后返回原程序继续执行。主程序执行子程序转向返回继续执行优点：CPU不用等待外设，提高CPU的利用率。四、DMA传送方式由外设与计算机内存直接进行数据交换，而不是通过CPU，即DMA传送；在DMA传送期间，DMA控制器接管了总线控制权，而CPU处在停机方式，即处于等待状态；在DMA传送
3、完成后，CPU再恢复对总线的控制权，进入工作状态。RAMCPU外设DMA控制器I/ODMACRAMCPU①DREQ②HRQ③HLDA④DACKDMAR/W一、I/O端口1.端口是接口电路中能被CPU直接存取访问的寄存器的地址。2.CPU通过端口地址向接口电路中的寄存器发送命令，读取状态和传送数据。3.一个接口可以有几个端口。如命令口、状态口和数据口，分别对应于命令寄存器、状态寄存器和数据寄存器，一一对应，不能错位。特殊情况如串行接口芯片8251A的命令口和状态口共用一个端口。3.2I/O端口及其编址方式状态寄存器数据寄
4、存器命令寄存器CPU发送传送读取30h31h32hCPU与I/O端口举例:1.统一编址从存储器空间划出一部分地址空间给I/O设备，把I/O接口中的端口当作存储器单元一样进行访问。优点：不设置专门的I/O指令,指令类型多，功能齐全。缺点：1、占用了存储器的地址空间，使存储器容量减小。2、另外指令长度比专门I/O指令要长，因而执行速度较慢。二、端口地址编址方式2.独立编址这种方式是接口中的端口地址单独编址，而不与存储空间合一起。如：IBM-PC系列、Z-80系列机主要优点：1、I/O端口地址不占用存储器空间；2、I/O指令
5、短，执行速度快；3、I/O操作和存储器操作层次清晰，程序的可读性强。缺点：1、I/O指令类型少，PC微机只使用IN和OUT指令，对I/O的处理能力不如统一编制方式。2、需增加IOR和IOW控制信号引脚，增加开销。三、独立编址方式的端口访问1.I/O指令IBM-PC系列采用I/O(input/output)指令访问端口，实现数据的I/O传送。单字节地址指令其指令格式为：INAL,0F4H；输入INAX,0F4H；输入INEAX,0F4H；输入INEAX,DX；输入OUTDX,EAX；输出所谓对端口的访问就是CPU对端口的
6、读/写，将端口的数据传送存储器。例如：输入时MOVDX,300H;I/O端口INAL,DX;从端口读数据到ALMOV[DI],AL;将数据从AL→存储器输出时MOVDX,301H;I/O端口MOVAL,[SI];从内存取数到ALOUTDX,AL;数据从AL→端口I/O端口寻址：直接寻址；间接寻址。寻址是时是否经过DX寄存器。例如：输入时INAX,0E0H;直接寻址MOVDX,300HINAX,DX;间接寻址输出时OUT0E0H,AX;直接寻址MOVDX,300H;OUTDX,AX;间接寻址2.I/O端口寻址方式3.3I
7、/O端口地址分配一、I/O接口硬件分类I/O接口的硬件分成两类：1.系统板上的I/O芯片如：定时/计数器、中断控制器、DMA控制器,并行接口等。2.I/O扩展槽上的接口控制卡如：软驱卡、硬驱卡、图形卡、声卡、打印卡、串行通信卡等。表3.1系统的I/O接口芯片端口地址I/O芯片名称端口地址DMA控制器1000~01FHDMA控制器20C0~0DFHDMA页面寄存器080~09FH中断控制器1020~03FH中断控制器20A0~0BFH定时器040~05FH并行接口芯片（键盘接口）060~06FHRT/CMOSRAM070
8、~07FH协处理器0F0~0FFH表3.2系统的外设接口卡端口地址I/0接口名称端口地址游戏控制卡200～20FH并行口控制卡1370～37FH并行口控制卡2270～27FH串行口控制卡13F8～3FFH串行口控制卡22F0～2FFH原型插件板（用户可用）300～31FH同步通信卡13A0～3AFH同步通信卡2380～38FH单显
