《交友聊天室》PPT课件

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1、第7章输入输出系统1主要内容输入输出系统的特点和功能I/O端口及其编址方式基本输入输出方法中断控制技术2§7.1输入输出系统概述主要内容：I/O系统特点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3一、输入输出系统将CPU及主存以外的部分叫做输入输出系统输入输出接口输入输出设备输入输出软件4输入输出系统的特点复杂性异步性时实性与设备无关性5I/O接口I/O接口：负责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。6I/O接口要解决的问题速度匹配(Buffer)信号的驱动能

2、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)7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8二、I/O端口数据端口状态端口控制端口端口I/O端口：接口中的寄存器9I/O端口CPU数据状态控制外设10I/O端口的编址方式统一编址独立编址11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内存地址960KBI/O地址64KB00000HF0000HFFFFFH12端口的

3、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内存地址I/O地址00000HFFFFFHFFFFH0000H13端口的独立编址8086总线A19-A0A15-A0MEMR、MEMWIOR、IOW、BHE存储器输入/输出148086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)；最小模式下由M/IO区分是访问内存还是访问端口；最大模式下用总线控制器信号来区分访问对象I/O操作只使用20位地址信号中的16位：A15～A0可寻址的I/O端口数为64K(65536)个I/O地址范围为0～FFFFHIB

4、MPC只使用了1024个I/O地址(0～3FFH)15三、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～A0OUT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16I/O地址的译码当接口只有一个端口时，16位地址信号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。17I/O地址的译码某外设接口有4个端口，地址为2F0H——2F3H，试将其与系统连接。18四、输入输出数据的传送方

5、式并行——一个数据单位同时传送串行——数据按位传送19§7.2基本输入/输出方法程序控制方式中断方式传送直接存储器存取(DMA)无条件传送查询式传送20一、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21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22DCPQD0D1输出口地址38F3H输入口地址38F0H+5V123二、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2

6、4查询工作方式优点：软件比较简单缺点：CPU效率低，数据传送的实时性差，速度较慢单一外设时的工作流程25超时?READY?与外设进行数据交换超时错读入并测试外设状态YNYN传送完？防止死循环复位计时器NY26查询工作方式例外设状态端口地址为03FBH，第5位(bit5)为状态标志（=1忙，=0准备好）外设数据端口地址为03F8H，写入数据会使状态标志置1；外设把数据读走后又把它置0。试画出其电路图，并将DATA下100B数输出27三、中断控制方式特点：外设在需要时向CPU提出请求，CPU再去为它服务。服务结束后或在外设不

7、需要时，CPU可执行自己的程序优点：CPU效率高，实时性好，速度快。缺点：程序编制较为复杂。28以上三种I/O方式的共性均需CPU作为中介：软件：外设与内存之间的数据传送是通过CPU执行程序来完成的（PIO方式）；硬件：I/O接口和存储器的读写控制信号、地址信号都是由CPU发出的。缺点：程序的执行速度限定了传送的最大速度（约为几十KB/秒）29四、DMA控制方式特点：外设直接与存储器进行数据交换，CPU不再担当数据传输的中介者；总线由DMA控制器（DMAC）进行控制（CPU要放弃总线控制权），内存/外设的地址和读写控制信

8、号均由DMAC提供。30DMA控制方式DMAC外设接口CPUQRDMEMDACKHOLDHLDA…BUS控制信号31DMA控制方式的工作过程外设向DMA控制器发出“DMA传送请求”信号DRQ；DMA控制器收到请求后，向CPU发出“总线请求”信号HOLD；CPU在完成当前总线周期后会立即发出HLDA信号，对HOLD信号