微机原理课件48学时冯博琴（六）.pptVIP

微机原理（唐英杰） 5.1 输入输出接口 主要内容： I/O接口与I/O端口的概念 I/O端口的编址方式 端口地址译码 数据传送方式 一、I/O接口与端口 I/O接口： 将外设连接到总线上的一组逻辑电路的总称 实现外设与主机之间的信息交换 I/O端口： 接口中能够被CPU直接访问的寄存器、锁存器等电子器件 I/O接口要解决的问题 速度匹配(Buffer) 信号的驱动能力(电平转换器、驱动器) 信号形式和电平的匹配(A/D、D/A) 信息格式(字节流、块、数据包、帧) 时序匹配(定时关系) 总线隔离(三态门) 接口的功能 数据的缓冲与暂存 信号电平与类型的转换 增加信号的驱动能力 对外设进行监测、控制与管理，中断处理 接口的功能 数据的缓冲与暂存 信号电平与类型的转换 增加信号的驱动能力 对外设进行监测、控制与管理，中断处理 二、I/O端口的编址方式 I/O端口 I/O端口的编址方式 统一编址 独立编址 端口与内存的统一编址 特点： 指令及控制信号统一 内存地址资源减少 端口的独立编址 特点： 内存地址资源充分利用 能够应用于端口的指令较少 端口的独立编址 8088/8086的I/O端口编址 采用I/O独立编址方式(但地址线与存储器共用) 地址线上的地址信号用IO/M来区分 I/O操作只使用20根地址线中的16根：A15～A0 可寻址的I/O端口数为64K(65536)个 I/O地址范围为0～FFFFH IBM PC只使用了1024个I/O地址(0～3FFH) 三、I/O地址的译码 目的： 确定端口的地址 参加译码的信号： IOR#，IOW#，A15 ～ A0 OUT指令将使总线的IOW#信号有效 IN指令将使总线的IOR#信号有效 I/O地址的译码 当接口只有一个端口时，16位地址线一般应全部参与译码，译码输出直接选择该端口；当接口具有多个端口时，则16位地址线的高位参与译码（决定接口的基地址），而低位则用于确定要访问哪一个端口 I/O地址的译码 某外设接口有4个端口，地址为2F0H～2F3H，则其基地址为2F0H，由A15～A2译码得到，而A1、A0用来确定4个端口中的某一个连接 四、I/O数据的传送方式 并行—— 一个数据单位同时传送 串行——数据按位传送 6.2 简单接口电路 掌握： 接口电路的分类及特点 两类简单接口芯片的应用 一、接口的基本构成 接口的基本构成 数据输入/输出寄存器 —— 暂存输入/输出的数据 命令寄存器 —— 存放控制命令，用来设定接口功能、工作参数和工作方式 状态寄存器 —— 保存外设当前状态，以供CPU读取 接口的基本构成 二、接口的类型及特点 输入接口 输出接口 接口特点 输入接口： 要求对数据具有控制能力（常用三态门实现） 输出接口： 要求对数据具有锁存能力（常用锁存器实现） 三、三态门接口 高电平、低电平、高阻态 三态门接口 三态门的工作波形： 74LS244 含8个三态门的集成电路芯片 在外设具有数据保持能力时用来输入接口 74LS244应用例 教材p252 三态门接口应用例 利用三态门作为输入接口（接口地址380H）接到地址范围为70000H～71FFFH的EEPROM芯片的READY/BUSY#端，当三态门输出高电平时，可向98C64A写入一个字节数据，输出低电平时则不能写入。画芯片与系统的连接图 三态门接口应用例 四、锁存器接口 通常由D触发器构成 特点： 具有对数据的锁存能力 不具备对数据的控制能力 常用锁存器芯片 74LS273 不具备数据的控制能力 74LS373 具有对数据的控制能力 锁存器芯片74LS374 I/O接口综合应用例 根据开关状态在7段数码管上显示数字或符号 设输出接口的地址为F0H 设输入接口地址为F1H 当开关的状态分别为0000～1111时，在7段数码管上对应显示’0’～’F’ I/O接口综合应用例——程序段 …… Seg7 DB 3FH,06H, 5BH,4FH,66H,6DH, 7DH,07H,7FH,67H,77H, 7CH,39H,5EH,79H,71H …… LEA BX, Seg7 MOV AH, 0 6.3 基本输入/输出方法 无条件传送 查询式传送 中断方式传送 直接存储器存取(DMA) 一、无条件传送 适用于总是处于准备好状态的外设 优点：软件及接口硬件简单 缺点：只适用于简单外设，适应范围较 窄 无条件传送例 读取开关的状态 当开关闭合时，输出编码使发光二极管亮 二、查询工作方式 适用场合： 外设并不总是准备好 对传送速率和效率要求不高 对外设及接口的要求： 外设应提供设备状态信息 接口应具备状态端口 查询工作方式