第微机原理及接口技术 7章 输入输出接口.ppt

第7章 输入输出接口 基本内容: I/O接口概念；I/O接口应用背景； CPU与I/O设备间的信号种类；I/O端口的编址方式；I/O三种传输方式:程序查询方式,程序中断方式,DMA方式 基本要求: 理解I/O接口的作用和一般结构；掌握I/O的编址方式和I/O传输方式的三种方式； 重点内容: I/O接口信号种类；I/O编址方式；三种传输方式； 难点内容: 三种传输方式 7.1 输入输出接口概述 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，接口就是CPU与外设的连接部件。 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 7.1 输入输出接口概述 为什么要接口电路? 7.1 输入输出接口概述 为什么要接口电路? 7.1 输入输出接口概述 接口的功能有： (1)锁存功能 (2)缓冲隔离功能 (3)数据格式转换功能(串/并转换)； (4)联络功能(协调数据传送的状态信息)； (5)寻址功能； 7.1 输入输出接口概述 数据信息：外设的数据： 数字量、模拟量、开关量。 状态信息：I/O设备的状态 控制信息：CPU的控制信息 7.1 输入输出接口概述 I/O接口的典型结构 数据端口:存放CPU与外设之间传送的数据信息。 状态端口:反映当前外设所处的工作状态。 控制端口:CPU 通过接口向外设传送控制信息。 7.1 输入输出接口概述 概念 I/O端口:是接口电路中CPU能访问的寄存器的地址. I/O操作:CPU对I/O接口电路(与设备相关)的操作.不是访问I/O设备. 端口编址方式——两种方式 将存储器与外设端口统一编址 外设端口单独编址 I/O端口单独编址 7.2 CPU与外设的数据传递方式 一、 无条件传送方式 由程序控制CPU与外设之间的数据交换。 传送过程： 外设已准备好，不查询外设的状态 输入时，外设的数据已送到三态缓冲器。 输出时，CPU的输出信息已送到输出锁存器的输入端。 用途：用于简单外设 开关 LED显示器 查询式数据传送过程3个环节： 查询状态环节 CPU寻址状态口，读取状态字 检测是否满足“就绪” 条件 如果不满足，回到第一步读取状态字； 数据传送环节 外设已处于“就绪”状态，寻址数据口 是输入，通过输入指令从数据端口读入数据 是输出，通过输出指令向数据端口输出数据 特点：工作可靠，适用面宽，但传送效率低 例：设有某输入接口，状态口地址83H,数据口地址80H,当状态口的D7为1时,数据准备好。试编写查寻式输入一个数据的程序； POLL： IN AL，83H TEST AL，80H ；检查状态位D7 JZ POLL ；D7=0,没就绪，继续查询 IN AL，80H ；D7=1,就绪，从数据端口 ；读入数据 例：设有某输入接口，状态口地址83H,数据口地址80H,当状态口的D7为1时,数据准备好。试用查寻式方式，输入10个数据,并将数据存在BUF开始的单元中的程序，编写主要程序段。 BUF DB 10 DUP(?) MOV SI,0 MOV CX,10 POLL: IN AL,83H TEST AL,80 ;检查状态位READY JZ POLL IN AL,80H MOV BUF[SI],AL ;存数据 INC SI LOOP POLL …... 当系统中有多个外设时查询方式如何工作？ 查询传送方式 优点：接口电路和程序设计都较为简单，容易实现。 缺点：CPU外设不能并行工作，CPU的效率低，外设得不到及时响应。 适用场合：这种传送方式适用于一般工作速度较慢的外设，特别是外设数量不多，实时性要求不高的场合。 原理 在每次外设准备好或空闲时，主动向CPU发出中断请求，以示要传送数据，CPU响应该请求后，执行中断服务程序，实现与外设的数据传送。 中断过程大致分为： 中断请求：由需要提供中断服务的设备提出； 中断响应：CPU给设备发出一个中断应答