微机原理与接口技术9章(DMA控制器).ppt

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1、微机原理与接口技术第九章DMA控制器第9章微型计算机常用接口技术微机系统中多采用大规模集成接口芯片作为接口电路利用这种芯片构成的接口电路，在不改变硬件的情况下，可以通过编程改变其功能、工作方式，使用起来更灵活第9章微型计算机常用接口技术主要内容并行通信接口串行通信接口定时器/计数器DMA控制器A/D和D/A转换器DMA控制器主要内容概述DMA控制器8237A概述计算机和外设之间数据传送的控制方式程序控制方式（查询或中断方式）外设数据要经过CPU寄存器中转检查是否传送完毕，在程序中控制，由CPU执行修改内存地

2、址，在程序中控制，由CPU执行DMA方式内存与高速外设直接交换数据，不需CPU干预，减少中间环节内存地址修改，传送结束报告，由硬件完成DMA方式用硬件控制代替软件控制，大大提高传输速度；同时增加了系统硬件的复杂性及成本概述DMA数据传送过程在DMA传送开始之前，用户可以对DMA控制器编程初始化初始化之后，等待外部设备来申请DMA传送CPUDMAC内存系统总线(2)(3)(4)(5)外设(1)(6)(4)(7)(1)DREQ(2)HRQ(3)HLDA(4)DACK及读写信号(5)数据传送(6)EOP(7)撤消

3、HRQ概述DMA数据传送过程外设向DMA控制器发出DMA传送请求（DREQ）DMAC如果允许外设的请求，进一步向CPU发出总线请求信号HRQ（连接到CPU的HOLD信号）概述DMA数据传送过程CPU在完成当前总线操作后会立即对DMA请求做出响应CPU将控制总线、数据总线和地址总线浮空（高阻），让出对总线的控制权CPU将有效的HLDA信号送到DMAC，来通知DMAC，CPU已经放弃了总线的控制权DMAC接管总线的控制权，成为系统的主控者概述DMA数据传送过程DMAC向外设发出DMA应答信号DACK，通知该外设

4、成为被选中的DMA传送设备同时，向存储器发出地址信号以及向发送存储器和外设读写控制信号，控制数据按照初始化设定的方向实现外设与内存之间大量数据的快速传送概述DMA数据传送过程DMAC将规定的数据字节传送完之后，撤销总线请求信号HRQ；CPU收到此信号，一方面使HLDA无效，使得DMAC脱开三总线，另一方面CPU又重新控制总线。概述DMA数据传送过程注意：DMA传送过程中，CPU失去对总线的控制权，数据不会经过CPU在内存与外设之间进行DMA传送期间，DMAC只是输出地址及控制信号，而数据传送是直接在内存和外

5、设端口之间进行的，并不经过DMAC概述DMA传送的形式存储器与外设之间两种高速外设之间存储器的两个区域之间对于内存不同区域之间的DMA传送，则应先用一个DMA存储器读周期将数据从内存的源区域读出，存入到DMAC的内部数据暂存器中，再利用一个DMA存储器写周期将该数据写到内存的目的区域中去概述DMAC的功能DMAC是控制存储器和外设之间直接高速传送数据的硬件DMAC应具备的功能能接受外设的DMA请求信号，并向外设发出DMA响应信号能向CPU发出总线请求信号，当CPU发出总线保持响应信号后，能够接管对总线的控制

6、权能发出地址信息，对存储器寻址并修改地址能向存储器和外设发出读/写控制信号能控制传输的字节数，并判断传送是否结束能发出DMA结束信号，DMA传送结束后，能释放总线，让CPU重新获得总线控制权概述DMAC的两种工作状态DMAC具有接管和控制系统总线的功能，取代CPU成为系统的主控者在取得总线控制权之前，又和其他I/O接口芯片一样，受CPU的控制总线控制权在DMAC与CPU之间的转移概述DMAC的两种工作状态被动态（受控者）接受CPU对它的控制和指挥，如同一般I/O芯片，成为系统的受控者对DMAC进行初始化编程

7、从DMAC读取状态等上电、复位时，自动出于被动状态概述DMAC的两种工作状态主动态（主控者）取代CPU获得总线控制权，成为系统的主控者向存储器和外设发号施令存储器地址、外设的DACK信号存储器和外设的读写控制信号DMA控制器8237A8237A的基本性能通用可编程的DMA控制器4个独立的DMA通道，每个通道的DMA请求都可以分别禁止和允许每个通道的DMA请求有不同的优先权每个通道一次传送的最大长度可达64KB可以在存储器和外设之间，也可在存储器的两个区域之间进行数据传送有四种工作方式和四种操作类型允许用来结

8、束DMA传送或者重新初始化8237可以级联，扩展通道数DMA控制器8237A8237A的内部结构及引脚DMA控制器8237A8237A的内部结构4个独立的DMA通道包含的寄存器16位基地址寄存器16位当前地址寄存器16位基字节数寄存器16位当前字节数寄存器自动预置：当一个通道设置成自动预置模式，一旦当前字节数计数器内容减至0时，基地址寄存器内容会自动复制到当前地址寄存器中、基字节数寄存器内容会自动复制到当前字节数