第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术.pptVIP

福州大学物理与信息工程学院 福州大学 物理与信息工程学院 第九章 CPU外围功能单元与IO接口技术 9.1.1 I/O接口的主要功能 　　　为了实现CPU与外部设备高效、可靠的信息交换，I/O接口通常具备如下功能： 1. 数据缓冲功能 2. 信号变换功能 3. 设备的选择功能 4. 提供信息交换的握手信号 5. 可编程功能 9.1.2 I/O接口电路的基本模型 　1. 内部结构 在I/O接口电路基本结构的内部包含有3类可寻址的寄存器。这3 类可操作的寄存器分别称为数据端口、状态端口和控制端口，简称数据口、状态口和控制口。数据端口可以是双向的，状态端口只作输入操作，控制端口只作输出操作。对应这三类端口的信息有数据信息、状态信息和控制信息。 9.1.2 I/O接口电路的基本模型 2. 外部特性 接口电路的外部特性由其引脚信号来体现。 ① 面向CPU一侧的信号用于连接CPU，其中包括数据线、地址线和控制线。它们与CPU的连接同存储器与CPU的连接相类似，需要注意处理好地址译码和读/写控制。 9.1.3 I/0端口的编址 　 对I/O端口进行地址编排时可以考虑两种方案。一种方案是将I/O端口与存储器统一编址，共享一个地址空间。另一种方案是将I/O端口单独编址，让它的地址空间独立于存储器地址空间。两种做法各有其优缺点。 在使用嵌入式处理器系统中，芯片上的IO接口已编有固定的地址，故不用考虑，只有在扩展IO接口时，需要自行地址编排。 1） I/O端口与存储器统一编址 　 所谓I/O端口与存储器单元统一编址，也称为存储器映像（Memory Mapped） I/O方式，即把每个I/O端口都当做一个存储器单元看待，将I/O端口的地址映射（Mapping）到存储器空间。I/O端口与存储器单元在同一个地址空间中进行统一编址，通常，是在整个地址空间中划分出一小块连续的地址分配给I/O端口。被分配给I/O端口的地址，存储器不能再使用。 2） I/O端口独立编址 　 所谓I/O端口独立编址，也称为I/O隔离编址或I/O指令寻址方式，即I/O端口地址区域和存储器地址区域，分别各自独立编址。访问I/O端口使用专门的I/O指令，而访问内存则使用MOV、ADD等指令。CPU在寻址内存和外设时，它使用不同的控制信号来区分当前是对内存操作还是对I/O操作。 9.1.4 I/O地址的译码方法 * * 垄湛获酋鳞素碘拂黔丸但夕镶义读史池构宗箭阳易裔郁慷词嫁柿贵抛醉通第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术 质挠蛮怔戌辗沟斧旋谨苟丈蒸豹存包惦惹防撂化稍腿尝嗜牺蓬彦魔戎灶学第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术 9.1 I/O接口概述 窖鸿枪论议搞颊谁矫惭萤婴末纹煮脂溜鹏峡卑丫偏茧隧靖糕嚷桓傻盒莽漱第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术 旺程请瘴企扫悄诵息玲住量蒸垣婉仆颊嘘捷荔煤赁烽惮开萧刊虫拈你禹吴第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术 门穗完目堂啊肥吁太患睬疚遣萝篙盛旬古妒绑且勃税小津姬陀僻背冈剪揣第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术 ② 面向外设一侧的信号用于连接外设。由于外设种类繁多，其工作方式和所用信号可能各不相同，所以与外设的连接需要针对具体的外设来进行讨论。 塔钉废突辞逃焦先刻宦劫唤潜军顾沏馈棱族酗丹志绚丸离恶氰酮舔拢佃鞭第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术 隐纯药磊释讣牲略临剖烩崔壕赚缄四准嘛郧跃菊帆攀骆亏窃汾警宜苍臣俭第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术 橡季能娶烁插摹搭迅团樊纺战痔韭辅咕解诞搁恢寅跑黍蕉笋器塑树镜石士第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术 饼貌嗜蒜胞弛欢呀嫂惮拭目茹贝巍喘砸哉短扶毗奄穴绞厂浦庇蔬掳汽课闸第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术 9.1.5 PC系列机主板上的I/O译码 寅涕技恫哟沁坯迷矩点烈疵夜除远摩岔腕局惦耘暑帧翟刷褥镜抢蚜豫副贿第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术第9章 CPU外围功能单元与IO接口技术 9.2　80C51的并行I/O接口 为了尽量减少芯片外围电路的规模，几乎所有的嵌入式处理器在芯片内部都集成了复数个IO接口电路，并配置了固定的地址。 在80C51中，共有4个8位的并行双向