《输入输出接口 》ppt课件

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1、第7章输入/输出接口本章主要内容§7.1概述§7.2可编程DMA控制器8237A（1）开关量：可以用两个最基本的逻辑符合“0”和“1”表示。可用一位二进制数就可表示。§7.1.1I/O接口的信号§7.1概述（2）数字量：二进制形式的数据或是已经过编码的二进制形式的数据（字节、ASCII码等）。最小单位为“位”（bit），8位称为一个字节（BYTE）。（3）脉冲量：脉冲信号是以脉冲形式表示的一种信号。如由“0”变到“1”，称为信号发生正跳变（或信号的上升沿）。（4）模拟量：用模拟电压或模拟电流幅值大小表示的物理量（电压、电流、压力

2、、温度和流量等）。模拟量信号不能直接输入微机，必须经过模拟/数字转换器（A/D），把模拟量转换成数字量，才能输入微机。1.I/O接口的功能§7.1.2I/O接口§7.1概述(1)信号的形式变换接口可将I/O设备非数字信号变换成微机中统一的二进制数字信号。(2)电平转换和放大微机内部使用TTL电平，只有0~＋5V的变化范围。而I/O设备的信号电平可能不一样，则需要进行电平转换。例如异步串行通信设备采用的RS232C电平是－15V~+15V的范围。(3)锁存及缓冲I/O接口输出时需要锁存，输入时需要缓冲。§7.1.2I/O接口(4)

3、I/O定向微机每一次I/O传送都用地址指明具体的设备，接口电路利用地址进行译码，从众多设备中选出I/O对象。(5)并行及串行I/O的转换如果接口和I/O设备之间也以并行方式传送，则称为并行I/O。并行I/O接口和I/O设备之间的通道是8位或更宽。因此，并行I/O接口的硬件开销大，但传送速度高，适用于较近距离。微机通过串行接口和I/O设备实现信息的传递，称为串行I/O。显然串行设备之间只需单个通道即可实现传输，因此硬件开销小，但是由于信号的各位分先后传送，速度较低。2.I/O接口传送的信息分类§7.1.2I/O接口(1)数据信息I

4、/O接口传递的内容以数字信号形式表示的数值或字符，称为数据信息。(2)状态信息微机在于I/O设备进行数据传送时，往往需要了解I/O设备的状态。对于每一种二值状态都可以用一位二进制数表示。(3)控制信息控制信息是在输出时微机发送给I/O设备的命令。(1)端口是构成I/O接口的基本单元，端口有自己的地址（称为端口地址），CPU用地址对每个端口进行读写操作。端口有宽度，一般以字节为单位，也可以用两个地址相邻的8位端口构成一个16位宽度的端口，其中较低的一个地址可作为16位端口的共同地址在16位I/O指令中使用。16位I/O指令的执行，

5、仍可理解为两个8位的操作来理解，较低地址端口存放较低字节内容、较高地址端口存放较高字节内容。对于I/O驱动程序而言，CPU执行I/O指令仅仅作用于端口而已。§7.1.2I/O接口3.I/O接口的构成(2)端口的分类端口根据传递的信息内容，可分为数据端口、状态端口及控制端口。§7.1.2I/O接口数据端口是CPU与I/O设备传送数据信息的中转站。从CPU输出的数据到数据端口锁存，I/O设备再从数据端口获得数据；输入时，I/O设备先将数据送入数据端口，CPU读该数据端口时，三态门打开，接收I/O设备的数据。数据端口可能单向输出、单向

6、输入或是双向的。双向数据端口往往同时具有锁存及三态缓冲功能。状态端口：CPU通过读状态端口了解I/O设备的工作状态，这些状态决定是否进行数据传送。状态端口是只读端口，一般包含三态缓冲器。控制端口：对I/O设备的控制命令通过写控制端口发出，写到控制端口一个字节中的每一位都可以表示一个开关控制信号。§7.1.2I/O接口执行输入指令时，无论对数据端口还是状态端口，读入的内容都送到数据总线DB上，进而到达CPU；执行输出指令时，无论是对数据端口还是控制端口，写出的内容也都经过数据总线DB输出。4.I/O接口的分类不可编程接口：通常用三

7、态门缓冲器（如：74LS244/5）做输入接口，用锁存器（74LS273和74LS373）做输出接口。可编程接口：是指接口的功能和工作方式由程序设定。如：8255A、8155A、8253A、8237A、INS8250和8251等§7.1.2I/O接口I/O接口与I/O端口之间的关系：I/O端口（I/O口）：是指I/O接口中带有端口地址的寄存器或缓冲器I/O接口：是指CPU和外设间的I/O接口芯片二者之间关系：①CPU通过端口地址对端口中信息进行读写，但不能直接通过接口读写信息，需要借助于接口中的端口地址②一个外设通常需要一个I/

8、O接口，但一个I/O接口可以有多个I/O端口§7.1.3I/O编址§7.1概述I/O编址实际上是给所有I/O接口中的端口编址，以便CPU通过端口地址和外设交换信息I/O端口的编址方式I/O端口的单独编址I/O端口和存储器统一编址是指外设端口地址和存储单元地址分别