[工学]第8章 输入输出接口技术.pptVIP

第8章 输入输出接口技术及 可编程并行接口芯片8255A 主 要 内 容 主要内容： 微型计算机的最小系统 I/O接口的作用与类型 CPU与外设之间数据传送的方式 可编程并行接口芯片8255A 微 型 计 算 机 的 最 小 系 统 微型计算机的最小系统 8086的MIN//MAX端接高电平，说明8086工作在最小模式。8086与外设进行信息交换时，有3片8282用来作为地址锁存器。当系统中所连的外设多时，使用2片8286来增加数据总线的驱动能力。 选用8282芯片作地址信息锁存器，以获取地址信息；选用8286芯片作数据信息寄存器，以获取数据信息。 微 型 计 算 机 的 最 小 系 统 微型计算机的最小系统 接口的功能 I/O接口是处于主机与外设之间，用来协助完成数据传送和传送控制任务的一部分电路。为保障CPU与外部设备能有效地进行数据传送，接口必须具有如下各种功能： （1）对输入/输出数据进行缓冲、隔离和锁存 （2）信号转换 （3）对I/O端口进行寻址 I/O接口的基本类型 （1）总线接口 总线接口电路的作用是缓冲、锁存、隔离和驱动。 （2）人机交互接口 人机交互接口，是微型计算机与操作人员之间相互传递信息的窗口，它包括输入与输出两种类型。 （3）监测与控制接口 这一类接口主要用于自动控制和自动化仪器。 接口与系统的连接 CPU与外设之间数据传送的方式 程序传送方式 无条件传送方式 条件传送方式(查询方式) 中断传送方式 DMA传送方式 CPU 与 外 设 之 间 数 据 传 送 的 方 式 程序传送方式 程序传送方式以CPU为中心，数据传送的控制来自CPU，通过执行预先编制的输入/输出程序实现数据传输。 程序传送方式可分为无条件传送和查询传送方式。 无条件传送方式 在传送信息时，已知外部设备是准备好的状态，所以输入输出时都不需要查询外部设备的状态。在输入或输出时，相应给出IN或OUT指令即可。但这种方式必须确信外部设备已准备好的状态才可使用，否则就会出错，故很少使用。 CPU 与 外 设 之 间 数 据 传 送 的 方 式 程序传送方式 无条件传送方式 CPU 与 外 设 之 间 数 据 传 送 的 方 式 程序传送方式 查询传送方式 查询方式的数据传送过程如下： （1）CPU从状态端口读取状态字。 （2）CPU判断状态位是否“准备就绪”，如果没准备好，就返回上一步，继续读取状态字。 （3）如果准备好，则执行数据传送操作。 CPU 与 外 设 之 间 数 据 传 送 的 方 式 中断传送方式 当外设准备好后，外设接口便主动向CPU发“中断请求”信号。CPU响应这样这一请求，则暂停正在执行的程序，而转入与外设操作有关的中断服务程序。在中断服务程序中完成数据的输入或输出，中断服务程序执行完毕，CPU返回到原来程序的断点继续执行。 CPU 与 外 设 之 间 数 据 传 送 的 方 式 中断传送方式 CPU 与 外 设 之 间 数 据 传 送 的 方 式 DMA传送方式 基本思想:在存储器和外设之间建立起直接的数据传送通路，即不经由CPU，而由专门的DMA控制器实现存储器和外设之间的操作。于是，传送就不必进行保护现场等一系列额外操作，从而减轻了CPU的负担，因此特别适合于高速度大批量数据传送的场合。但是，这种方式要增设DMA控制器，硬件电路比前两种方式更为复杂， CPU 与 外 设 之 间 数 据 传 送 的 方 式 DMA传送方式 CPU 与 外 设 之 间 数 据 传 送 的 方 式 DMA传送方式 CPU 与 外 设 之 间 数 据 传 送 的 方 式 DMA传送方式 DMA传送的基本过程如下： （1）当I／O接口准备好，希望进行DMA操作时，就向DMA控制器（DMAC）发出DMA请求信号（DRQ） （2）DMA控制器将此请求信号转变成对CPU的总线请求信号（DMA HRQ） （3）CPU当前机器周期执行结束，响应DMA请求发出总线应答信号（HLDA），此时，由DMA控制器接管对总线的控制。 CPU 与 外 设 之 间 数 据 传 送 的 方 式 DMA传送方式 （4）由DMA控制器对存储器寻址，并发出相应控制信号（DACK、 、 ）,使存储器与I／O接口之间直接交换数据。 （5）在传送一字节数据后，DMA控制器自动修改存储器地址和传送字节计数器，并检测传送是否结束。 （6）DMA传送结束，DMA控制器向CPU发出结束信号