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《《输入输出系统》PPT课件(I)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、所谓接口就是微处理器CPU与外部设备、存储器或者两种外部设备之间或者两种机器之间通过系统总线进行连接的逻辑电路，它是CPU与外界进行信息交换的中转站。图8.1I/O接口与总线的连接示意接口的功能数据的寄存和缓冲功能对外设的控制和监测功能设备选择功能信号转换功能中断管理或DMA管理功能可编程功能8.1.3CPU与外设之间传送的信息数据信息（DATA）包括数字量、模拟量、开关量状态信息（STATUS）表示外设当前所处的工作状态控制信息由CPU发出的用于控制外设接口工作方式以及外设的启动和停止的信息图8.2外设接口的简单框图8.1.4端口地址的编址方式8.1.4.1独立编址（专用的I/O端
2、口编址）图8.3专用的I/O端口编址独立编址特点是：存贮器和I/O端口在两个独立的地址空间中，I/O端口不占用存贮器空间，I/O端口的读、写操作由硬件信号和来实现，访问外设端口用专用的IN指令和OUT指令。优点是：I/O端口的地址码较短地址译码器较简单；端口操作指令执行时间少，指令长度短；端口操作指令形式上与存贮器操作指令不同，使程序编制和阅读较清晰。它的缺点是：需要有专用的I/O指令，而这些指令的功能一般不如存贮器访问指令丰富，所以程序图8.3专用的I/O端口编址设计的灵活性较差。8.1.4.2存贮器映射编址（统一编址）存贮器映射编址特点是：存贮器和I/O端口共用统一的地址空间；一
3、个地址空间分配给I/O端口以后，存贮器就不能再占有这一部分的地址空间不需要专用的I/O指令I/O端口的地址空间是内存空间的一部分I/O端口占用了内存空间的一部分访问内存时的地址长，指令的机器码也长，执行时间显然增加，并使端口地址译码电路变得复杂。8.2I/O端口读写技术控制信号除CPU执行I/O指令产生的或信号外，还应有区分是DMA传送还是非DMA传送的AEN信号还可用信号控制端口奇偶地址，用信号控制是8位还是16位I/O端口8.2.1I/O端口地址译码技术译码电路的形式可分为固定式和可选式译码按译码采用的元器件来分，则可分门电路译码和译码器译码按端口与地址的对应关系，则可分为全译码
4、方式与部分译码方式（1）利用门电路进行地址译码全译码法部分译码法8.2.1.2开关式可选端口地址译码图8.8开关式可选端口地址译码这种译码方式可以通过开关使接口卡的I/O端口地址根据要求加以改变而无需改动线路。8.2.2.1端口寄存器的写操作在写入控制端CP出现上升沿时，就可将D端数据写入Q端。CP端用包含AEN信号的地址译码信号和结合起来控制8.2.2.2端口读操作只有对该寄存器占用的端口进行读操作时，才打开三态门，将数据送上总线；其他时间，三态门处于高阻状态。常用的三态缓冲器是74LS2448.2.2.3利用端口读写提供控制脉冲对上图编程8.3I/O设备数据传送控制方式程序控制传
5、送方式，DMA方式和IOP（输入输出处理机）方式。无条件传送、查询传送和中断传送。8.3.1无条件传送方式又称“同步传送方式”，它适合于外设总是处于准备好的情况。通常采用的办法是：I/O指令插入到程序中，当程序执行到该I/O指令时，外设必定已为传送数据做好了准备，于是在此指令时间内完成数据传送任务。8.3.2查询传送方式无条件传送方式可以用来处理开关设备,但不能用以处理许多复杂的机电设备,如打印机。查询传送方式就是在传送前先查询一下外设的状态,当外设准备好了才传送;若未准备好,则CPU等待。8.3.2.1查询式输入8.3.2.1查询式输入查询式输入程序流程如右图.CPU先从状态口输入
6、外设的状态信息,检查一下外设是否准备好数据.只有数据准备好后CPU才退出循环,输入数据.查询式输入除了必须配备数据口外,还必须配备状态口,状态口只用1位,指出数据是否准备好.查询式输入图图8.16查询式输入程序流程图图8.17查询式输入的数据和状态信息查询式输入接口电路当输入装置的数据准备好后,发出一个选通信号.锁存器输出端连接数据口的输入端,数据口的输出端接系统数据总线.状态口的输出也连接至系统数据总线中的某一条.POLL:movdx,statusportinal,dxtestal,80hjepollmovdx,dataportinal,dx图8.18查询式输入的接口电路8.3.2
7、.2查询式输出查询式输出时,CPU必须查外设的BUSY状态,看外设的数据缓冲是否已空.若缓冲区空,则BUSY为假,CPU执行输出指令;否则BUSY为真,CPU等待.图图8.19查询式输出程序框图图8.20查询式输出的端口信息查询式输入接口电路输出装置把CPU输出的数据输出后,发一个/ACK信号,使D触发器清零,即BUSY线变为”0”.CPU就执行指令.在AEN,/IOW和译码器输出信号共同作用下,数据锁存到锁存器中,同时使D触发器置”1”.一方面通知外设数
