IO接口技术.ppt

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1、第7章I/O接口技术§1I/O接口概述§2并行接口8255A§3定时/计数器8254§4串行接口8250§5DMA控制器8237A学习指导和要求掌握I/O接口的功能及编址方式掌握典型接口芯片8255、8254、8250和8237的功能、引脚信号、工作方式、初始化编程及应用。第7章I/O接口技术I/O设备：输入输出设备，是计算机系统的重要组成部分，称为外部设备或I/O设备。§1I/O接口概述I/O接口：CPU与I/O设备之间的桥梁。专用接口：连接专用设备，常用附加卡的形式来实现通用接口：基本的输入输

2、出接口，如并行口，串行口一、概述◆I/O接口的基本构成CPU与I/O接口之间传送的信息主要有：控制信号CPU接口，控制接口的工作方式。状态信号接口CPU，向CPU提供接口的工作状态。数据CPU与外设之间交换的信息。为了实现以上功能，I/O接口通常由下面几部分组成：（1）数据缓冲单元暂时存放CPU接口的数据（2）读/写控制电路接受CPU发来的命令，完成对接口内部的寄存器的读/写。（3）命令/状态单元命令单元存放CPU接口的命令信息，状态单元存放接口的工作状态信息，供CPU查询。I/O接口CPUI/O

3、设备控制信息状态信息数据数据查询应答具有缓冲数据的传送功能，以实现高速CPU与慢速I/O设备之间数据传送时取得同步;具有转换数据格式的功能,如串行与并行数据格式之间的转换;具有信号量转换的功能,如数字量与模拟量之间的转换;具有定时/计数功能。以满足总线对数据传送的时序要求◆I/O接口的功能二、I/O接口的编址方式统一编址：I/O地址占用存储器的地址空间，访问M的指令都能访问I/O，不需专用的I/O操作指令。FFFFFH00000H0FFFFH10000HI/O接口片选信号产生电路I/O片选A15-

4、A0存储器片选信号产生电路存储器片选A19-A0A16=1独立编址：I/O地址独立，不占用M的地址空间，需要专用的I/O指令来访问I/O端口。0000HFFFFH00000HI/O接口片选信号产生电路I/O片选A15-A0存储器片选信号产生电路存储器片选A19-A0FFFFFH80X86CPU采用独立编址方式，有两种寻址方式：直接寻址：可寻址256个端口，编为00H--0FFH。例如：OUT80H，ALINAL，0FFH间接寻址：使用16位地址码，从0000H-0FFFFH，I/O端口地址用间接方

5、式给出。例如：MOVDX，1000HOUTDX，AL三、I/O数据传送的控制方式1.程序控制方式输入输出操作完全在程序控制下进行的，用IN和OUT指令直接访问I/O端口，从而无条件传送数据。2.查询方式CPU使用指令查询I/O接口的状态，当I/O接口准备好接收数据或发送数据时，数据传送才进行，否则CPU等待。启动外设读状态字数据传送输入结束准备就绪否？查询控制流程图N如：读取数据采集器的数据。OUT命令端口，ALLO：INAL，状态端口TESTAL，80HJZLOINAL，数据端口123.中断控制

6、方式当外部设备需要进行输入/输出操作时，向CPU发出中断技术信号，CPU处理。4.DMA控制方式DMA（直接存储器访问）控制方式是由DMA控制器控制存储器与高速I/O设备之间直接进行数据传送。§2并行接口8255A主要内容1．8255A的结构及管脚信号2．8255A的工作方式3．8255A的初始化及应用一、8255A的结构与引脚信号123456789101112131415161718192040393837363534333231302928272625242322218255APA4PA5PA

7、6PA7WRD0D1D2D3D4D5D6D7VCCPB7PB6PB5PB4PB3RESETPA3PA2PA1PA0RDCSA1A0PC7PC6PC5PC4PC0PC1PC2PC3PB0PB1PB2GND可编程通用并行接口，一片对应三个并行I/O口可用做输入接口，也可用做输出接口可用命令字选择三种工作方式控制寄存器被清除，A、B、C口均置为输入方式。C口(高4)C口(低4)B口数据总线缓冲读/写控制逻辑A组控制B组控制A口(8)(8)D0--D7RDWRA1A0RESETCSPA0--PA7PC7-

8、-PC4PC3--PC0PB7--PB08255A的内部结构图各部分功能说明如下：1.数据总线缓冲器用于CPU和8255A之间传递信息。2.读/写控制逻辑接受读/写控制和端口选择信号，控CSA1A0地址制8255的读/写操作。CS为片选信０００A口号，A1和A0决定8255A的4个地址：001B口010C口011控制端口3.输入/输出口三个8位的I/O口：A口、B口、C口。A组控制A口和C口的高4位，B组控制B口和C口的低4位。A口和B口作输入/输出线用，C口除了作I/O线外还可作