微机教师指导手册19

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1、课题输入输出方式目的任务仁外设接口的编址方式2、输入输出指令3、CPU与外设间数据传递方式重点难点输入输出指令的常用形式2、查询、中断和直接存储器存取方式的区别教学方法讲授使用教具传统教学法（粉笔和黑板）提问、作业备课时间上课时间审批教研室主任（签字）：年月日系主任（签字）:5.1输入输出方式输入/输出是计算机与外部世界进行信息交换不可缺少的手段，在整个计算机系统中占有极其重要的地位。如果没有输入、输出，计算机将变得毫无意义，因此输入输出的设备是计算机系统的重要组成部分。在微型计算机系统中，除了CPU和内存以外，其它设备都可以认为是输入输出设备。5.1.1外设接口的编址方式1.外设接

2、口由于外部设备种类繁多，功能各不相同，控制的方法各式各样，要求输入或输出的信号形式、电平、速率也千差万别，所以在微机系统中，各种输入/输出设备无法直接连接在总线上与主机进行数据交换，需要在系统总线与外设之间设置一个“适配器”，又称为“接口”的电路板，用于把CPU的控制命令转换成外设的控制信号，把外设的工作情况转换成CPU可以读取并处理的状态信号。把外围设备同微型计算机连接起来的电路称为外设接口电路，简称外设接口。接口部件担负着总线信号与外设信号的转接工作。它一头与外设相连，能够从外设接收数据或向外设发出信号，另一头连接在系统总线上，能够直接接收来自总线的数据和控制信号或者往总线发送数

3、据。2.编址方式由于内存和外设端口都是以字节为基本的数据单位。当总线上出现有效的地址信号时，每个字节型内存储器或外设端口都能够根据地址信号，判断自己是否被选中成为数据传递的对象（完成这种判断的是地址译码器），没有被选中的则不参与本次总线上的数据传递。计算机系统中对外设的编址方式有两种：统一编址和独立编址。统一编址方式的优点是：任何对内存数据进行操作的指令都可用于I/O端口的数据操作，不需要专门的I/O指令，系统编程比较灵活；I/O端口的地址空间是一部分内存空间，可大可小，外设的数目几乎不受限制。它的缺点是：I/O端口占用了一部分内存空间，使内存空间减少；访问I/O端口同访问内存一样，

4、由于访问内存的地址长，指令的机器码也长，执行时间显然增加。独立编址的优点是：I/O端口的地址码一般比同一系统中存储单元的地址码短，译码电路较简单；内存同I/O端口的操作指令不同，程序比较清晰；内存和I/O端口的控制电路结构相互独立，可以分别设计。它的缺点是：需要专门的I/O指令，这些I/O指令一般没有内存访问指令丰富，所以程序设计的灵活性较差。5.1.2输入输出指令8086/8088系统设计有两条专用指令：IN和OUT。1.IN指令格式：INAL,DX；字节输入INAX,DX；字输入操作：（AL）■[（DX）];（字节操作）（AX）—[（DX）+1,（DX）];（字操作）当端口号码超

5、过8位时，必须先把端口号码放在DX寄存器中，即通过DX间接寻址。2.OUT指令格式：OUTDX,AL；字节输出OUTDX,AX；字输岀操作：[（DX）]■（AL）（字节）;（字节操作）[（DX）+1,©X）]—（AX）（字）；（字操作）当端口号码超过8位时，必须先把端口号码放在DX寄存器中，即通过DX间接寻址。一般情况下，我们只使用8位的指令，即：INAL,DXOUTDX,AL在8086/8088系统中，外设端口号的有效范围是0000H~0FFFFH,共64K个端口号。这个地址空间比实际需要要大很多，在16位PC机中，仅用A9〜A0十条地址线表示I/O端口，所以DX间接寻址的范围为0

6、〜1023（即0〜3FFH）,共4024个端口号（Intel系列高档微机使用全部的端口号）。各个端口号中安排的具体外部设备繁杂，这里不再一一列举，有兴趣的读者可以查阅有关资料。5.1.3CPU与外设间数据传递方式外部设备是多种多样的，不同的设备需要不同的控制方法。对于那些慢速的外设而言，如果CPU传送来的数据速度太快，外设来不及处理，就可能造成数据的丢失；如果外设还没有准备好数据，CPU就已经发出了读操作命令，将读不到正确的数据。因此，计算机系统进行内外数据交换时，必须根据外设的特点采用适当的方式。1.无条件方式这种方式在传送信息时，已知外设是准备好的状态，所以输入输出时都不需要查询

7、外设的状态。可直接用IN和OUT指令完成与接口之间的数据传送。但这种方式必须确保外设已经准备好时才可使用，否则就会出错，故很少使用。采用无条件传送方式的接口电路如（教材）图5-3所示。当进行输入时，由于数据保持时间比CPU的处理时间长，输入端必须用输入缓冲器与CPU的数据总线相连。当进行输出时，由于CPU送出数据的有效时间很短，而外设速度较慢，需要较长的数据保持时间，要求接口有锁存功能，即CPU送给外设的数据应该在接口中保持一段时间。2.查询方式当CPU与