第07章+输入输出接口总论

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1、第7章第7章基本输入输出接口教学重点I/O接口电路的典型结构端口的地址译码方式无条件传送方式查询传送方式中断工作过程第7章：7.1I/O接口概述什么是I/O接口（电路）？I/O接口是位于系统与外设之间、用来协助完成数据传送和控制任务的中间连接电路PC机系统板的可编程接口芯片、I/O总线槽的电路板（适配器）都是接口电路CPU接口电路I/O设备第7章：7.1I/O接口概述（续1）为什么需要I/O接口（电路）？微机的外部设备多种多样，各种外设工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作速度方面彼此差别很大它们不能与CPU直接相连，必须经过中间电路再与系统相连第7章：7.1I/O接口概述（续2）什么是微机接

2、口技术？处理微机系统与外设间联系的技术根据应用系统的需要，采用软硬件结合的方式，使用和构造相应的接口电路，编制配套的接口程序，支持和连接相关设备(1)I/O接口的主要功能（1）根据CPU的命令，对外设进行控制，如设置其工作方式、数据传输等（2）充当CPU与外设数据交换的中转站与翻译机：对输入输出数据进行缓冲和锁存、对信号的形式和数据的格式进行变换（如进行串、并转换，数模转换等）（3）对I/O端口进行寻址（4）与CPU和I/O设备进行联络：如采用何种传送方式与CPU交换数据（中断传送等）（2）I/O接口的典型结构控制总线CB地址总线ABI/O接口电路数据控制状态数据总线DBCPU外设控制寄存器状

3、态寄存器数据寄存器1.接口电路的外部特性接口电路的外部特性主要体现在引脚上，分成两侧信号面向CPU一侧的信号：用于与CPU连接主要是数据、地址和控制信号面向外设一侧的信号：用于与外设连接提供的信号五花八门功能定义、时序及有效电平等差异较大2.接口电路芯片的分类接口电路核心部分往往是一块或数块大规模集成电路芯片（接口芯片）：通用接口芯片支持通用的数据输入输出和控制的接口芯片面向外设的专用接口芯片针对某种外设设计、与该种外设接口，如显卡、声卡等面向微机系统的智能接口与CPU和系统配套使用，以增强其总体功能，如DMA控制器等3.接口电路的内部结构CPU与外设主要有数据、状态和控制信息需要相互交换，于

4、是从应用角度看，接口电路的内部结构主要有：⑴数据寄存器（数据端口）输入数据寄存器：保存外设给CPU的数据输出数据寄存器：保存CPU给外设的数据⑵状态寄存器（状态端口）保存外设或接口电路的状态⑶控制寄存器（控制端口）保存CPU给外设或接口电路的命令7.2I/O端口（PORT）端口是接口电路中能被CPU访问的单元，通常对应接口电路的寄存器一个接口电路可以具有多个I/O端口（寄存器），每个端口用来保存和交换不同的信息数据寄存器、状态寄存器和控制寄存器占有的I/O地址常依次被称为数据端口、状态端口和控制端口，用于保存数据、状态和控制信息输入、输出端口可以是同一个I/O地址控制总线CB地址总线ABI/O

5、接口电路数据控制状态数据总线DBCPU外设控制寄存器状态寄存器数据寄存器第7章：7.1.1I/O端口的编址接口电路占用的I/O端口有两类编排形式I/O端口单独编址方式I/O地址空间独立于存储地址空间如8086/8088与存储器对应的统一编址方式它们共享一个地址空间如M6800第7章：⑴I/O端口单独编址优点：I/O端口的地址空间独立控制和地址译码电路相对简单专门的I/O指令使程序清晰易读缺点：I/O指令没有存储器指令丰富内存空间I/O空间FFFFF0FFFF80x86采用I/O端口独立编址⑵I/O端口与存储器统一编址优点：不需要专门的I/O指令I/O数据存取与存储器数据存取一样灵活缺点：I/O

6、端口要占去部分存储器地址空间程序不易阅读（不易区分本次操作是访问内存还访问外设）内存部分I/O部分存储器空间00000FFFFF（2）8088/8086的输入输出指令输入指令（IN：将外设数据传送给CPU内的AL/AX）INAL,i8;字节输入（端口地址小于256时用此方式）INAL,DX;字节输入INAX,i8;字输入INAX,DX;字输入输出指令（OUT：将CPU内的AL/AX数据传送给外设）OUTi8,AL;字节输出OUTDX,AL;字节输出OUTi8,AX;字输出OUTDX,AX;字输出第7章：8088/8086的I/O端口8086只能通过输入输出指令与外设进行数据交换；呈现给程序员的

7、外设是端口（Port），即I/O地址8086用于寻址外设端口的地址线为16条，端口最多为216＝65536个，端口号为0000H~FFFFH访问端口时有两种寻址方式直接寻址：只用于寻址00H~FFH前256个端口，操作数i8表示端口号间接寻址：可用于寻址全部64K个端口，DX寄存器中的值就是端口号对大于FFH（255）的端口必须采用间接寻址方式IN、OUT指令实例（1）从20H端口输入一个字；方法