南理工 第5章 输入与输出接口技术.ppt

《南理工 第5章 输入与输出接口技术.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第5章输入与输出接口技术本章主要内容：1、接口技术的基本概念2、输入输出传送方式3、I/O端口读写技术4、可编程定时器/计数器82535、可编程并行输入输出接口芯片8255A7/25/20211微机原理及应用接口技术接口的概念接口：是中央处理器与存储器、外部设备，或者两种外设之间，或者两种机器之间通过系统总线进行连接的一组控制电路。一个接口一般含有几个端口，CPU通过输入输出指令向端口存或取信息。端口主要有三类：状态口、命令口和数据口7/25/20212微机原理及应用接口技术I/O装置CPU接口电路I/O端口1I/O端口2I/O端口3端口地址数据IORQRDWR数据状态控制7/25/

2、20213微机原理及应用接口技术接口的功能1)设备的选择功能：端口的地址译码2)数据的寄存与缓冲：外设的速度慢3)信号转换：串并、并串转换，数模、模数的转换、光电隔离等4)对外设的控制和监测：提供命令译码和状态信息5)中断或DMA管理6)可编程功能接口的基本功能就是对数据传送实现控制，具体包括以下五种功能：7/25/20214微机原理及应用接口技术CPU与I/O设备之间的接口信息1．数据信息：1)数字量：以二进制或ASCII码表示的数或字符；2)模拟量：如温度、压力、位移等；3)开关量：只有两个状态的量，如开关的和与断，阀门的开与关等，只要用1位二进制数即可表示。2．状态信息：指输入

3、或输出设备的状态信息1)输入装置的信息：是否准备好Ready；2)输出时输出装置：是否空Empty；3)若输出装置正在输出信息，则以忙Busy指示；3．控制信息：如控制输入输出装置启动或停止等信息。CPU与I/O设备之间要传送的信息包括数据信息、状态信息和控制信息。7/25/20215微机原理及应用接口技术端口的编址方式根据I/O接口应具备的功能，便可确定其基本组成，即应具有：（1） 用保存输入输出数据的数据寄存器；（2）为选中I/O接口所需的寻址的地址寄存器及译码电路；（3）有存放CPU发出的控制命令的控制寄存器；（4）标志I/O设备状态的状态寄存器；（5）数据格式转换电路；（6）

4、输入输出方式控制逻辑电路。7/25/20216微机原理及应用接口技术端口的编址方式标准的I/O寻址方式(独立编址)：(1) I/O设备的地址空间和存储器地址空间是独立的、分开的，即I/O接口地址不占用存储器的地址空间。(2)微处理器对I/O设备的管理是用专门的IN和OUT指令来实现数据传送的。(3) CPU对I/O设备的读写控制是用I/O读写控制信号(IOR、IOW)8080、Z80、8086/8088等系列微机采用这种方式。通常有两种I/O接口结构：一种是标准的I/O接口，一种是存储器映像I/O结构。与之对应的有两种I/O结构寻址方式。7/25/20217微机原理及应用接口技术端口

5、的编址方式存储器映像I/O寻址方式(统一编址)：(1) I/O设备的与存储器共用同一个地址空间。(2)微处理器用对存储器进行操作的指令来实现对I/O设备的管理。(3) CPU用对存储器的读写控制信号MEMR、MEMW对I/O设备进行读写控制。Motorola的CPU采用这种方式。7/25/20218微机原理及应用接口技术端口的编址方式CPU对外设的输入输出过程与对存储器的读写操作过程完全一样，即：(1)CPU选地址代码到地址线；(2)CPU发出读控制命令，将地址代码所代表单元的内容放在数据总线上；对输出而言，CPU则仅仅将数据放在数据总线上；(3)CPU从数据总线上读入数据，并将其放

6、入CPU内部的某个寄存器（通常是累加器）；对输出而言，CPU则发出写命令，将数据线上的数据写入地址代码单元中。返回7/25/20219微机原理及应用接口技术输入输出传输方式(1)无条件传送方式(2)查询传送方式以上两种方式合称程序控制传送方式，即在程序的编制中利用I/O指令来执行输入输出，CPU处于主动地位。(3)中断传送方式(4)直接存储器存取(DMA)方式CPU与外部设备交换信息通常有如下几种方式：7/25/202110微机原理及应用接口技术无条件传输方式最简单的传送方式，它适用于外设总是处于准备好的情况，如开关设备等，较少使用。1．无条件传送的输入方式由于简单外设用为输入设备时

7、，输入数据的保持时间相对于CPU的处理时间要长得多，所以可直接使用三态缓冲器和总线相连。输入时认为来自外设的数据已出现在三态缓冲器的输入端。2．无条件传送的输出方式在输出时，CPU的输出数据经数据总线加至输出锁存器的输入端。7/25/202111微机原理及应用接口技术三态缓冲器地址译码器数据来自外设无条件传送的输入方式数据总线地址总线AENIORA0~A9Y说明：AEN为低电平，为CPU控制总线。87/25/202112微机原理及应用接口技术锁存器地址译码