CPU和外设数据传送方式

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1、第四章微机和外设的数据传输主要内容：CPU和外设之间的数据传送方式：程序方式中断方式DMA方式程序方式无条件传送方式条件传送方式—查询方式中断中断基本原理8086的中断系统中断的引申及分类DMADMA的基本原理DMA工作过程微型计算机系统硬件组成问题：为什么存储器可以直接挂在系统总线上？而外设不能直接直接挂在系统总线上？2外部设备特点（1）品种繁多。（2）工作速度一般比CPU慢，且速度的分布也相当宽。（3）信号类型与信息格式多样化。1存储器特点（1）功能单一，品种有限（2）速度与CPU匹配ABDBCBCPUI/O

2、接口I/O设备端口数据控制状态1I/O接口(Interface)I/O接口是一电子电路(以IC芯片或接口板形式出现)，其内有若干专用寄存器和相应的控制逻辑电路构成。它是CPU和I/O设备之间交换信息的媒介和桥梁。信息格式时序匹配速度匹配(Buffer)对传送数据提供缓冲，以消除计算机与外设在“定时”或数据处理速度上的差异4.1I/O接口的基本功能信号形式匹配A/D、D/A；串/并、并/串信号电平和驱动能力电平转换、增加驱动能力一.I/O端口I/O接口通常包含一组能够与处理器交换信息的寄存器，称为I/O端口寄存器，

3、简称为I/O端口。（接口中可寻址并进行读写的寄存器。）4.2I/O接口中的I/O端口1.一个外设与CPU交换信息往往需要几个端口：数据端口控制端口状态端口CPU对外设的访问实际上是通过对I/O端口的访问来实现的。CPU对外设的各种操作（向外设发出控制命令、查询外设的状态向外设输出数据、从外设获得数据），均归结为对接口电路中各端口的读/写操作（IN/OUT指令）。存放数据信息存放状态信息，即反映外设当前工作状态的信息状态信息与控制信息可以广义地看作数据信息，通过数据总线传送。存放控制命令二、I/O端口的编址方式I/

4、O端口独立编址I/O端口与存储单元统一编址端口地址：在微机系统中，每个端口分配有唯一的地址码，称之为端口地址：I/O端口的编址方式1.统一编址把外设接口与内存统一进行编址。各占据统一地址空间的不同部分。优点指令统一，灵活；访问控制信号统一。缺点内存可用地址空间减小0地址空间(共1MB)内存地址(960KB)I/O地址(64KB)FFFFFHEFFFFHF0000H2.独立编址外设地址空间和内存地址空间相互独立。优点：内存地址空间不受I/O编址的影响缺点：I/O指令功能较弱0I/O地址1MBFFFFFH0内存地址1

5、MBFFFFFH8088/8086CPU的I/O编址方式采用I/O独立编址方式最小模式下，通过控制总线中的来区分访问存储器还是IO端口；最大模式下通过控制总线、IOR、IOW区分访问存储器还是IO端口；I/O操作只使用20根地址线中的16根：A15～A0I/O地址范围为0～FFFFHIBMPC只使用了1024个I/O地址(0～3FFH)M/IO8086总线A19-A0A9-A0MEMR、MEMWIOR、IOW、AEN存储器输入/输出MEMR、MEMW在接口电路的设计中，可把几个端口设计为相同的端口地址：（1）对数

6、据输入端口只进行读操作（IN），对数据输出端口仅进行写操作（OUT），因此，数据输入端口和数据输出端口可使用相同的地址，接口电路用读写控制信号来区分。INAL，80HOUT80H，AL（2）由于对状态端口只进行读操作（IN），对控制端口仅进行写操作（OUT），因此，状态端口和控制端口可使用相同的地址。INAL，81HOUT81H，AL系统板上的I/O芯片大多是可编程的大规模集成电路，完成相应的接口操作。如定时/计数器、中断控制器、DMA控制器、并行接口、键盘控制器等。I/O扩展槽上的接口控制卡由若干个集成电路按一

7、定的逻辑组成的一个部件。如软驱卡、硬驱卡、图形卡、声卡、打印卡、串行通信卡等4.3I/O接口硬件分类I/O接口的硬件分成两类：I/O端口地址分配PC微机I/O地址线可有16根，对应的I/O端口编址可达64K字节，其端口地址译码是采用部分译码法，即只使用了低10位地址线一个A0~A9，故其I/O端口地址范围是0000H~003FFH，总共只有1024个端口。表2.1系统板上接口芯片的端口地址I/O芯片名称端口地址DMA控制器1000~01FHDMA控制器20C0~0DFHDMA页面寄存器080~09FH中断控制器1

8、020~03FH中断控制器20A0~0BFH定时器040~05FH并行接口芯片（键盘接口）060~06FHRT/CMOSRAM070~07FH协处理器0F0~0FFH2.2I/O端口地址分配表2.2扩展槽上接口控制卡的端口地址I/0接口名称端口地址游戏控制卡200～20FH并行口控制卡1370～37FH并行口控制卡2270～27FH串行口控制卡13F8～3FFH串行口控制