微机原理与接口技术_第七章微机的输入输出.ppt

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1、第七章微机的输入/输出§1输入/输出概述§2输入/输出的传送控制方式§38086/8088系统的I/O接口设计§1输入/输出概述一、CPU和外设传送的信息二、I/O接口的功能三、I/O端口的编址方式一、CPU和外设传送的信息1、接口和接口技术◆接口指CPU、存储器、外设之间通过总线进行连接的电路部分，是CPU与外界进行信息交换的中转站。◆接口技术研究CPU如何与外部世界进行最佳耦合与匹配，现双方高效、可靠地交换信息的一门技术，软件、硬件结合的体现，是微机应用的关键。外设是用来实现人机交互的一些机电设备。外设处理信息的类型、速度、通信方式与CPU不匹配,不能直接挂在总线上，必须通过接口和系

2、统相连2、为什么要用接口电路？外设接口一边通过CPU的三总线（或微机总线）同CPU连接，一边通过三种信息—数据信息、控制信息和状态信息同外设连接。◆数据信息可以有数字量、模拟量和开关量三种类型。●数字量是以二进制码形式提供的信息。●开关量是用2个状态表示的信息。●模拟量是指由传感器等提供的由物理量转换成的相应的连续变化的电信号。◆控制信息◆状态信息3、接口和端口数据信息、状态信息和控制信息通常都以数据形式通过CPU的数据总线（或微机总线）同CPU进行传送的，这些信息分别存放在外设接口的不同类型的寄存器中。CPU同外设之间的信息传送实质上是对这些寄存器进行“读”或“写”操作。接口中这些可以

3、由CPU进行读或写的寄存器被称为端口（Port）。这些端口可分为“数据口”、“状态口”与“控制口”。数据端口：用于存放CPU与外设间传送的数据信息状态端口：用于暂存外设的状态信息控制端口：用于存放CPU对外设或接口的控制信息，制外设或接口的工作方式。I/O端口1I/O端口2I/O端口3地址译码数据缓冲控制电路外设ABDBCBCPU接口包括一个或多个I/O端口以及控制电路、译码电路等。I/O端口由端口地址区分接口电路的典型结构CPU对外设输入/输出的控制，是通过对接口电路中各I/O端口的读/写操作完成。二、I/O接口的功能◇转换信息的格式◇提供联络信号◇协调定时差异◇进行译码选址◇实现电平

4、转换◇具备时序控制◇最好可编程序三、I/O端口的编址方式I/O端口的编址方式有两种：独立编址与和存储器统一编址1、独立编址（专用的I/O端口编址）存储器和I/O端口在两个独立的地址空间中，I/O端口的读、写操作由硬件信号IO/M(M/IO)、WR和RD来实现，访问I/O端口用专用的IN指令和OUT指令。特点：端口与存储器分别独立编址，端口不占用内存空间设有专门的I/O指令对端口进行读写，对内存操作的指令不能用于I/O端口●I/O指令的功能一般不如存储器访问指令丰富●程序设计灵活性较差。I/O空间内存空间例MOV[10H],AL对内存操作IN10H,AL对端口操作2、存储器映象编址（统一编

5、址）特点：●存储器和I/O端口共用统一的地址空间●I/O端口的读写操作同样由硬件信号IO/M(M/IO)、WR和RD来实现，●访问I/O端口同样用MOV指令，所有访问存储器的指令（包括存储器的算术、逻辑运算指令）都可用于I/O端口，系统编程比较灵活。●I/O占用了一部分内存空间●指令的机器码也长，执行时间较长。§2输入/输出的传送控制方式一、程序控制传送方式二、中断传送方式三、DMA（直接存储器存取）传送方式一、程序控制传送方式以CPU为中心，数据传送的控制来自CPU，通过预先编制好的输入或输出程序（传送指令和I/O指令）实现数据的传送。程序控制的数据传送分为无条件传送、查询传送1、无条

6、件传送方式(同步传送方式)外部控制过程各种动作时间是固定的，而且是已知的。实现方法CPU不查询外设工作状态与外设速度的匹配通过在软件上延时完成在程序中直接用I/O指令，完成与外设的数据传送接口只包含数据端口。输入端口时采用三态输入缓冲器实现数据端口输出端口时采用锁存器实现数据端口特点◈适用于外设动作时间已知，在CPU与外设进行数据传送时，外设保证已准备好的情况◈软硬件十分简单。无条件传送方式的输入接口接口电路，即硬件上保证:只在CPU执行从200H数据端口输入数据时,三态门处于工作状态，使输入设备的数据送上总线侧，而CPU执行其它指令时,三态门均处于高阻状态,使输入设备的数据线与总线

7、侧断开三态缓冲器输入设备数据线IOR地址译码地址线200H000D7~D0A15~A0与非从端口200H读入100个字节存于内存缓冲区buffer中。、、、MOVAX,SEGbufferMOVDS,AX;取缓冲区LEADI,buffer;首地址MOVCX,100;传送个数MOVDX,200H;端口地址CALLdelay;延时等待next：INAL,DX;读入数据MOV[DI],AL;送缓冲区INCDI;修改指针LOOPnext、、、