第7章输入输出接口技术第1节内容摘要.pptVIP

第7章 输入输出接口 主要内容： 7.1 I/O接口基础和传送方式 7.2 中断及中断方式 7.3 定时器/计数器(8253/8254) 7.4 并行口8255A 7.5 A/D和D/A转换 第一节 I/O接口基础和传送方式 7.1 I/O接口基础和传送方式 主要内容： 7.1.1 I/O系统 7.1.2 I/O接口概述 7.1.3 I/O接口功能 7.1.4 I/O接口典型结构 7.1.5 端口及编址方式 7.1.6 I/O指令 7.1.7 CPU与外设之间的数据传输方式 7.1.1输入输出系统 将CPU及主存以外的部分叫做输入输出系统 为什么需要I/O接口（电路）？ 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 它们不能与CPU直接相连 必须经过中间电路再与系统相连 这部分电路被称为I/O接口电路 多种多样的外设 工作原理不同 机械、电子、机电、电磁…… 传送信息类型多样 数字量、模拟量、开关量 传送速度差别极大 传送方式不尽相同 串行、并行 编码方式不同 二进制、BCD码、ASCII码…… I/O接口要解决的问题 速度匹配(Buffer) 信号的驱动能力(电平转换器、驱动器) 信号形式和电平的匹配(A/D、D/A) 信息格式(字节流、块、数据包、帧) 时序匹配(定时关系) 总线隔离(三态门) 什么是I/O接口（电路）？ I/O接口是位于系统与外设间、用来协助完成数据传送和控制任务的逻辑电路。 PC机系统板的可编程接口芯片、I/O总线槽的电路板（适配器）都是接口电路。 什么是微机接口技术？ 处理微机系统与外设间联系的技术 注意其软硬结合的特点 根据应用系统的需要，使用和构造相应的接口电路，编制配套的接口程序，支持和连接有关的设备 对输入输出数据进行缓冲和锁存 输出接口有锁存环节，输入接口有缓冲环节 实际的电路常用： 输出锁存缓冲环节，输入锁存缓冲环节 对信号的形式和数据的格式进行变换 微机直接处理：数字量、开关量、脉冲量 对I/O端口进行寻址 与CPU和I/O设备进行联络 7.1.4 I/O接口的典型结构 7.1.4 I/O接口的典型结构 1. 接口电路的内部结构 2. 接口电路的外部特性 3. 接口电路芯片的分类 4. 接口电路的可编程性 1. 接口电路的内部结构 CPU与外设主要有数据、状态和控制信息需要相互交换，于是从应用角度看内部： ⑴ 数据寄存器 保存外设给CPU和CPU发往外设的数据 ⑵ 状态寄存器 保存外设或接口电路的状态 ⑶ 控制寄存器 保存CPU给外设或接口电路的命令 2. 接口电路的外部特性 主要体现在引脚上，分成两侧信号 面向CPU一侧的信号： 用于与CPU连接 主要是数据、地址和控制信号 面向外设一侧的信号： 用于与外设连接 提供的信号五花八门 功能定义、时序及有效电平等差异较大 3. 接口电路芯片的分类 接口电路核心部分往往是一块或数块大规模集成电路芯片（接口芯片）： 通用接口芯片 支持通用的数据输入输出和控制的接口芯片 面向外设的专用接口芯片 针对某种外设设计、与该种外设接口 面向微机系统的专用接口芯片 与CPU和系统配套使用，以增强其总体功能 4. 接口电路的可编程性 许多接口电路具有多种功能和工作方式，可以通过编程的方法选定其中一种； 接口需要进行物理连接，还需要编写接口软件 接口软件有两类： 初始化程序段——设定芯片工作方式等； 数据交换程序段——管理、控制、驱动外设，负责外设和系统间信息交换； 7.1.5 端口及编址方式 7.1.5 端口及编址方式 接口电路占用的I/O端口有两类编址方式 I/O端口单独编址 I/O地址空间独立于存储地址空间 如8086/8088 I/O端口与存储器统一编址 它们共享一个地址空间 如M6800 1.端口（PORT） 端口泛指I/O地址，通常对应寄存器 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，用于保存数据、状态和控制信息 输入、输出端口可以是同一个I/O地址 2.I/O端口独立编址 独立编址 把所有I/O接口看作是一个独立于存储空间的I/O空间，在这个I/O空间内，每个端口都被分配一个地址与之对应。 2.I/O端口独立编址 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指令使程序清晰易读 缺点： I/O指令没有存储器指令丰富 2.I/O端口独立编址 特点： 内存地址资源充分利用 能够应用于端口的指令较少 3.I/O端口与存储器统一编址 统一编址： 把外设端口视为一个存储器单元，与内存统一进行编址。各占据统一地址空间的不同部分。 3.I/O