微机原理、汇编语言与接口技术 教学配套课件 韩晓茹 ch06 微型计算机输入和输出技术.pdfVIP

第6章 微型计算机输入和输出技 术 6.1 I/O接口概述 1.输入/输出：微处理器与外部设备之间的信息交换(即通信) 。 2.输入/输出接口：完成微处理器与外部设备间数据通信(即输 入/输出)任务的接口。 包括:硬件接口电路和软件接口程序。 输入/输出子系统 6.1.1 I/O接口的功能 地址译码和设备选择一台主机可以连接多台设备 根据主机发送过来的信息选择相应的设备工作 • 根据地址信息，I/O接口选择内部的某个端口 数据缓冲与锁存避免信号冲突，匹配外设和主机 的工作速度。通过I/O接口中的数据端口实现 提供联络信号保证信息传送的可靠（如命令、状 态信息） 信息格式的转换如串并格式转换（硬盘接口） 模数转换（声音适配器） 信号特性匹配如电平转换 对外设进行中断管理 提供时序控制 注：某个接口可能具有以上的一种或者多种功能。 6.1.2 I/O接口的组成  三种信息：数据信息、状态信息、控制（命令）信息  主机与I/O接口间的这些信息均通过数据总线传输  I/O接口内的各类寄存器也称为端口  数据端口可分为数据输入端口和数据输出端口  命令/状态端口可分为单独的命令端口和状态端口 6.1.3 端口的编址方式  无论是存储器中的每一个存储单元，还是I/O接 口中的每一个端口，都具有各自的地址信息。  两种编址方式： 1. 统一编址  I/O端口的地址与存储器的地址统一混合编址。  I/O端口的地址与存储器的地址统一混合编址。  用访问存储器的指令，即可对整个地址空间（存储器和  用访问存储器的指令，即可对整个地址空间（存储器和 I/O）进行访问，而无需专用I/O指令。 I/O）进行访问，而无需专用I/O指令。 6.1.3 端口的编址方式 2. 独立编址  I/O端口与存储器分开独立编址，即I/O端口和存储器 都有自己的一套地址空间，而且互不相干。  用专门的IN、OUT指令访问端口，指令执行速度快。 注：嵌入式计算机通常采用统一编址方式，通用计算机通常 采用独立编址方式。 Intel 80x86 系列计算机的端口地址分配 注：使用系统地址总线的低16位最多可以访问64K个端口。 6.1.4 I/O接口的分类  按数据传送的格式：  并行接口和串行接口  按主机访问外设的控制方式：  程序查询接口、程序中断接口、DMA接口以及通道控 制器  按功能选择的灵活性来分：  可编程接口和不可编程接口  按使用范围：  通用接口和专用接口 6.2 I/O 接口的读写技术 以8088CPU为例介绍微处理器如何访问I/O 接 口电路中端口的信息。 通过专门的IN、OUT指令： 1) IN指令用于读取端口中的信息，OUT指令用于 向端口中写入新的信息 2) CPU执行IN、OUT指令时，通过系统总线发出 地址信息、控制信息和数据信息（针对OUT指令） ，I/O 接口根据这些信息选中相应的端口，将数据 送出（针对IN指令）或将数据写入端口（针对OUT 指令）。 6.2.1 IN 、OUT指令 1. IN指令: 读取端口中的信息  指令格式： IN AL/AX, imm8/DX 第一个操作数：根据被读端口的长度可以是AL或AX ，用于 存放读取到的端口信息 第二个操作数：端口的地址。当端口地址小于256时，可用 立即数直接给出端口地址，否则应该用DX间接给出  举例： IN AL, 60H IN AX, 200 MOV DX, 300H IN AL, DX 1. IN指令  IN指令的时序 一个总线周期