微机原理与接口技术第8章.ppt

《微机原理与接口技术第8章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第8章输入/输出系统8.1输入/输出系统概述一.概述1.接口电路的作用CPU数据→输出接口电路→输出设备CPU←输入接口电路←输入设备数据接口:是CPU与外部设备交换信息的中转站I/O设备与总线之间的连接输出接口电路输出设备输入接口电路输入设备系统总线I/O接口电路2.接口电路的功能应具有数据暂存功能应有端口地址译码器(便于使用IN,OUT指令读写数据)与外设之间有联络功能有中断管理能力有数据转换功能(并→串,串→并)3.关于端口的概念“端口”是接口电路中,能与CPU交换信息(使用IN,OUT)的寄存器。端口分类:数据口:存

2、放CPU向外设输出或外设输入的数据。控制口:存放控制信息--控制接口电路、外设的工作。状态口:存放状态信息反映外设的状态。注意：接口电路必须具有数据口。注：每个端口，系统都为它编了一个地址，系统只要给出某个地址，通过译码电路，就能找到相应的I/O接口电路中的端口寄存器。问题：系统给出的地址是内存单元地址还是I/O端口寄存器的地址？解决方案：合理安排I/O端口寄存器的编址方式。4.端口的编址方式存储器映像方式把端口和存储单元等同看待,统一编址。特点:凡访问存储单元的指令都可访问I/O端口,端口地址占用存储空间。I/O端口独立编址特

3、点:I/O端口不占用存储空间，CPU要有专用的I/O指令。5.PC系列机的端口编址PC系列机采用端口独立编址；从8088~奔腾微处理器,设计时用A15~A0低16位地址寻址I/O端口；所以,CPU的端口寻址能力为216=65536个；基于微处理器的PC系列,实际使用A9~A0做I/O地址；所以,PC系列机I/O端口地址最多为210=1024个。这1024个口地址,系统本身(主板上,以及常规I/O接口)已经占用了一部分。端口地址(I/O空间)没有分段的概念。二.最常用的I/O指令1.直接寻址I/O指令设n为8位端口地址INAL

4、,n;口地址为n的端口中取数→ALOUTn,AL;AL内容→口地址为n的端口寄存器INAX,n;(n)→AL,(n+1)→AHOUTn,AX;AL→n口,AH→n+1口如:INAL,61HOUT61H,AL2.DX间址的I/O指令当口地址n>8位二进制数时,用DX间址注意:I/O指令只能在端口和AL,AX,EAX之间交换信息,用DX间址,但不能使用方括号,即不能写成:INAL,[DX]。INAL,DX;[DX]的端口内容→ALOUTDX,AL;AL→[DX]的端口寄存器INAX,DX;[DX]→AL,[DX+1]→AHOUTDX,AX

5、;AL→[DX],AH→[DX+1]的端口寄存器如:MOVDX,3F8HINAL,DX;从3F8H端口取数→AL8.2微机系统与外设交换信息的方式微机系统与I/O端口的信息交换有四种方式:无条件传送查询方式中断方式DMA方式采用何种方式与接口的硬件电路有直接关系1.无条件传送输入接口:八个三态门地址译码器IOR数据线外设8入出控控=0，出=入控=1，出为高阻入出控入出控控=1，出=入控=0，出为高阻…执行IN指令之前,外设数据已经准备好。输出接口锁存器地址译码器IOW数据线外设8QCPD…...D7D0执行OUT指令时:AL内容→

6、数据线，口地址→地址线上,IOW=低,把数据锁存到锁存器中。2.查询方式用查询方式交换信息,必先了解外设的状态。查询方式输入流程从状态口读取状态信息数据准备好？执行IN指令,取出数据YN从状态口读取状态信息外设空闲否?执行OUT指令,输出一个数据YN查询方式输出流程查询方式输入接口示意图地址译码器地址总线IOR锁存器(8)三态缓冲器(8)CPU数据线数据输入设备输入选通信号RDQ+5V状态标志寄存器IOR地址译码器数据口选中接数据线D7位查询式输入核心程序设状态口地址=200H数据口地址=201HRSCAN:MOVDX,200HIN

7、AL,DXTESTAL,80HJZRSCANMOVDX,201HINAL,DX查询式输出接口示意图“0”为空闲锁存器(8)数据IOW地址译码器地址总线IOR数据总线数据口选中ACK输出设备QD+5V状态标志状态口选中接数据线D0位R查询式数据输出核心程序设状态口地址=200H=数据口地址TSCAN:MOVDX,200HINAL,DXTESTAL,1JNZTSCANMOVDX,200HMOVAL,某数OUTDX,AL3.中断控制方式在有多个外设的系统中，多个外设要求CPU为它服务是随机的若采用查询方式工作，就不能保证系统实时地对外设的

8、请求作出响应为了提高CPU的效率，使系统有实时性能，导致了中断处理技术的产生特点：在外设没有作好数据传送准备时，CPU可执行与传送数据无关的其它指令当外设作好传送准备后，主动向CPU请求中断若CPU响应这一请求，则暂停正