第6章 输入输出接口59185

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1、输入输出接口第六章输入输出接口基本知识第6.1节基本知识输入/输出设备是外部设备，简称外设。微机与外设之间的信息交换称为输入和输出。存储器与系统总线相连，CPU可直接访问，外设则需要通过接口与系统总线相连接口：外设与总线之间的中间环节，是计算机与外设交换信息的控制电路CPURAMROMI/O接口外设系统总线接口的功能：数据缓冲——外设数据输入到总线时需要缓冲数据锁存——输出总线数据到外设时需要锁存传输控制命令和状态信息——计算机与外设有时需使用硬件握手信息转换——串并转换、数模转换CPU与外设传送的信息

2、一.CPU与外设传输的信息1）数据信息：数字量、开关量、模拟量2）状态信息：反映外设工作状态，由外设通过接口传送给CPU输入设备：如准备好信号(READY),表明输入数据是否准备就绪输出设备：如忙信号(BUSY)，表明输出设备是否处于空闲3）控制信息：CPU通过接口传送给外设，如启动信号或停止信号端口：接口电路中可以被寻址访问的存储单元数据信息存放在接口的数据端口或数据缓冲器中状态信息存放在接口的状态端口中控制信息存放在接口的控制端口中三种信息按理应分别传送，但微机中CPU只能通过IN和OUT指令与外设

3、交换信息，因此状态信息和控制信息也被广义地看作一种数据信息状态信息被看作一种输入数据，控制信息被看作一种输出数据，二者均通过数据总线来传送I/O端口编址CPU对外设的输入输出操作，实质是对接口芯片中各端口的读写操作二.I/O端口的编址1.内存与I/O端口统一编址：外设端口的地址空间是内存地址空间的一部分，所有访问内存空间的指令均能访问I/O端口2.独立编址：内存与I/O端口具有独立的地址空间，CPU通过专用的IN和OUT指令访问I/O端口数据口状态口控制口D15～D0A15～A1A0/BHE/IOR/I

4、OW外设8086系统的I/O空间8086计算机系统的I/O空间8086计算机系统采用独立编址，内存范围:00000~FFFFFH，I/O地址范围：0000~FFFFH，8086用低16根地址线，寻址64KB端口偶地址端口数据由低8位数据总线(D7~D0)传送奇地址端口数据由高8位数据总线(D15~D8)传送奇、偶地址端口的访问由/BHE和A0控制I/O端口的读/写控制信号为/IOR和/IOW注：IBMPC/XT机实际只使用低10位地址线A9~A0寻址1KB端口，多使用8位端口，由D7~D0传送数据，端口

5、多为偶地址，访问时，接口芯片片选信号/CS由A9~A1译码产生，要求A0总为0，现代计算机中，通过转换电路可实现连续奇、偶端口地址访问/IOR/IOWM/IO/RD/WRCPU与外设的数据传送方式第6.2节CPU与外设的数据传送方式各种外设工作速度相差较大，因此CPU与不同外设应采用不同方式传送一.无条件传送方式CPU不需要检测外设状态，直接使用IN和OUT命令完成输入和输出1。无条件输入注：名为无条件，实为有条件，传送不能太频繁，以保证每次传送时，外设都已准备就绪接口电路/IOR三态缓冲器/OEI/O

6、装置地址译码器/CED7～D0A15～A1A0160HMOVDX,160HINAL,DX说明：地址160H输出到A15~A0，产生对应的译码输出数据由D7~D0输入到AL无条件传送方式无条件输出T1T2T3T4T1地址状态地址数据CLKM/IOA19~A16/BHEAD15~AD0ALE/WR/DENREADYDT/RS3~S6I/O写总线周期时序MOVDX,160HOUTDX,AL输出的数据在AL中存放输出端口地址为160H地址译码器数据锁存器A15～A1/IOWA0/CE160H输出设备D7～D0查

7、询传送方式二.查询传送方式CPU不断检测外设状态，外设满足条件时才传送数据。特点：电路和程序简单，但占CPU时间，效率较低。常用一位或几位表示外设状态1.查询输入三态缓冲器/OE160HD7～D0D0/IOW地址译码器A15～A1/CEA0/IOR162H164H/ENEOCADCDB锁存器/RQCD+5V查询输入工作原理状态锁存器查询传送方式1）启动ADC：对164H端口执行写操作，164H&/IOW有效，即ADC的/EN有效，启动ADC转换(写的数据不重要)2）外设转换结束，置状态信息为1ADC转换

8、结束，由EOC产生负脉冲，将AD数据锁存到锁存器，并置状态锁存器输出为1(锁存状态位)3）查询状态位：对162H端口执行读操作,162H&/IOR有效，读取D7~D0，状态位由D0位传送4）读取数据：若D0位为1，则对160H端口执行读操作，160H&/IOR有效，即三态缓冲器/OE有效，通过D7~D0读入转换数据，同时状态锁存器/R有效，清除状态，防止CPU重读数据从ADC读取数据，存放到ALREADPROCMOVDX,160HINAL,