[理学]第6章微机原理、汇编与接口技术.ppt

6.1 接口基本概念 为什么需要I/O接口（电路）？ 外设多种多样，不能与CPU直接相连 须经中间电路(I/O接口)与系统相连 6.1.1接口的功能 1.接口: 两电路（设备）之间、协调动作的连接电路 2.功能： 进行数据传送控制(三总线的转换和连接) 6.1.2 接口控制原理 1. 数据传送方式 并行 一个数据单位(字/字节)的各位同时传送 速度快、距离短、成本高 (对应:并行接口，学习) 串行 数据按位进行传送 速度慢、距离远、成本低 (对应：串行接口) 2. 传送控制方式（CPU进行） 无条件方式——直接、延时传送数据 （外设随时就绪） 查询方式——查询接口状态，传送数据 （准备好？允许？耗时，踏步，简单） 中断方式——外设通知→CPU→中断？→执行 （效率高，复杂） DMA方式——直接存储器存取，外设?存储器 （不经CPU，高速，用专用控制器) 6.1.3 接口控制信号 两类信号： 总线控制信号：数据线、地址线、IOW*、IOR*等 输入输出控制信号：数据线、应答信号等 6.2 I/O指令和I/O地址译码 CPU进行I/O操作: 先片选（芯片）、再字选（某寄存器） 存储器操作？ 两种I/O接口结构 6.2.1标准的I/O寻址方式 (分开编址) 特点： I/O端口地址独立 专门控制IOR*，IOW* 专门I/O指令易理解 缺点： I/O指令没有存储器指令丰富 6.2.2 存储器映像I/O寻址（统一编址） 特点： 指令众多，专门控制MEMR*，MEMW* I/O操作同存储器操作 缺点： 存储器地址空间↓ 程序不易阅读，耗时 6.2.3 输入输出指令（不适用第2章寻址方式） 1.输入指令（I/O口→CPU） IN AL/AX, Port ;直接端口寻址 (Port:端口号,取值0～255) IN AL/AX, DX ;间接端口寻址 (DX:内容为端口号,取值0～64K,实1K) 2.输出指令（CPU→I/O口） OUT Port, AL/AX ;直接端口寻址 OUT DX, AL/AX ;间接端口寻址 端口:具有一定独立操作功能，可由CPU寻址的一组寄存器 （8088/8086时宽度为8位） 6.2.4 I/O接口的端口地址译码 即接口地址译码： 理想（A0~A15）64K范围，0~FFFFH（端口号） 实际(A0~A9)1K范围,0~03FFH(端口号,系统占用部分) 1. 直接地址译码（实用多见） A0~A9（加AEN，IOR*,IOW*）→译码电路→片选 （组选，地址区域）、字选（寄存器选择） AEN：DMA控制器地址允许信号 AEN=1，为DMA期间，禁止其他使用系统总线 AEN=0，非DMA期间，允许CPU控制系统总线 （直接地址译码需AEN=0） G2B*=0? G2A*=0? 输入输出分开 I/O端口地址→I/O接口： 含IOW*/IOR*信息，含AEN信息，含A9~A0信息 80X86主机板的I/O译码电路（内端口） 6.3 数字通道接口 CPU系统?数字通道接口?外设 数字通道接口组成： 1,寄存器: 输出数据、控制信号(CPU→外设) 2,三态缓冲器:输入数据、状态信号(CPU←外设) 3,三态缓冲寄存器:1与2组合 (CPU?外设) 特点：基本I/O接口，均不可编程 6.3.1 数据输出寄存器 三态缓冲器+寄存器 可用IN、OUT指令 常用芯片：74LS373 （ P167 图4-2） 6.3.4 寄存器和缓冲器接口的应用 基本I/O接口芯片应用 138输出端?寄存器时钟端（CLK） ?缓冲器输出允许端（G*） 读缓冲器（输入、IN） 写寄存器（输出、OUT） # 纯地址译码信号，不能使基本I/O接 口芯片工作 例.输入8个开关的状态，并用LED对应显示开关的状态 （输入／输出接口） 控制程序 MOV DX，380H IN AL，DX OUT DX，AL 端口地址相同,用IOR*/IOW*来区分 亦可用不同的端口地址。如PS0?1G*,2G* PS1?CLK 改进：逐行逐列检查，送行检测值，看列反应？