微机原理课件全第八章输入输出.pptVIP

第八章 输入和输出 §8.1.1 概述- 接口技术的基本概念 §8.1.2 I/O端口编址方式 §8.1.3 I/O端口地址分配 §8.1.4 I/O端口地址译码 §8.2 I/O程序传送方式 §8.1.1 概述- 接口技术的基本概念 一、 接口的概念和功能 二、 接口电路的典型结构 三、 外部设备特点 四、 I/O接口和 I/O端口 一、 接口的概念和功能 外设是用来实现人机交互的一些机电设备。 外设处理信息的类型、速度、通信方式与CPU不匹配, 不能直接挂在总线上，必须通过接口和系统相连 二、接口电路的典型结构 ?从编程角度看，接口内部主要包括一个或多个 CPU可以进行读/写操作的寄存器，又称为I/O端口。 ?各I/O端口由端口地址区分。 ?按存放信息的不同，I/O端口可分为三种类型 数据端口：用于存放CPU与外设间传送的数据信息 状态端口：用于暂存外设的状态信息 控制端口：用于存放CPU对外设或接口的控制信息， 控制外设或接口的工作方式。 2. I/O端口 是 I/O接口中可通过编程实现寻址并进行读写的寄存器。CPU 与外设之间交换信息具体是通过I/O端口来进行的。 即 端口 寄存器 § 8.1.2 I/O端口编址方式 §8.1.3 I/O端口地址分配 一、I/O接口硬件分类 二、I/O端口地址分配 三、I/O端口地址选用的原则 §8.1.4 I/O端口地址译码 一、I/O地址译码电路工作原理及作用 二、I/O地址译码方法 三、I/O端口地址译码电路设计 § 8.2 I/O程序传送方式 一、无条件传送方式 二、有条件传送方式 三、中断传送方式 四、DMA传送方式 一、 无条件传送方式 当外部设备的各种动作时间是固定的,且已知就可采用这种方式,把软件延时时间设计大于这个固定动作时间,不用状态判断。 这种方式一般只需一个数据端口 ⒈无条件传送的输入方式 ⒉无条件传送的输出方式 由于外设速度比较慢,要求输出数据在接口电路输出端维持一段时间,故必须加锁存器 二、有条件传送方式(又叫查询传送方式) 无条件传送必须确认外设已经准备好才能用,有条件传送采用查询外设状态,这样接口部分除数据端口外,还须有状态信号端口。 ⒈查询式输入 其接口电路如下： 当输入装置数据准备好①发出一个选通信号,一面把数据锁存起来,一面送D触发器的CLK端,将D=1打入Q端,使Q=1；②CPU读入状态信息READY；③当READY=1,输入数据；④读入数据同时,将状态信号清零。 程序段如下： G0: IN AL,STATUS-PORT ；读入状态信息 TEST AL,10H ；READY=1？ JZ G0 ；未准备好,再查 IN AL,DATA-PORT ；准备好,读入 ⒉查询式输出如图示 在输出时CPU需了解外设的状态,如无空则等待,有空执行输出指令,过程如下： ①当输出装置输出数据后,发ACK信号,将D触发器置0,即BUSY=0 ②CPU查询BYSY,若为0,转入③,否,继续查 ③执行输出指令,把数据送至锁存器 ④同时令D触发器置1,它一方面告知外设, 数据已准备好,另一方面让BUSY=1,阻止CPU输出新的数据 程序段如下： G0: IN AL,STATUT-PORT ；输入状态信息 TEST AL,01 ；BUSY=0？ JNZ G0 ；为1,再查 MOV AL,STORE ；从缓冲区取数 OUT DATA-PORT,AL ；输出数据 三、中断传送方式 采用查询方式,CPU要不断查询外设,当有些外设速度较低(例键盘、打印机),CPU要等待,效率低,采用中断方式可提高CPU效率。 当外设准备好(输入)或闲(输出),向CPU发出申请,CPU响应后,暂停执行原程序,转去执行中断服务程序。 中断传送的接口电路如下： 以输入为例:输入装置输入一数据,发出选通信号,一方面把数据存入锁存器,一方面又使D触发器置1,在中断允许下,发出INTR, CPU在现行指令执行完后,发出INTA, 把外设送来的中断向量放到DB上,于是CPU转入中断服务程序,读入数据,同时清除中断请求INTR,中断处理完,CPU返回被中断处理的程序继续执行。 四、 DMA传送方式(直接数据通道传送) 上述中断传送方式可大大提高CPU效率,但仍是由CPU来传送,要用不少指令,有些情况下仍嫌太慢,例磁盘与内存间交换数据,高速采集,高速数据块传送(内存←→