微机原理与接口技术(第二版) 教学课件 作者 毛红旗 刘敏 杨洪亮 第07章 微型计算机的输入输出.ppt

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1、第7章输入/输出接口技术7.1接口的基本概念7.2I/O端口编址方式7.3CPU与I/O设备之间的数据传送方式7.1接口的基本概念7.1.1接口电路接口就是连接CPU与外设之间的部件，它在CPU与外设之间起到信息中转作用。7.1.2为什么要用接口对于外部设备来说，功能是多种多样的，而且种类繁多，信号类型十分复杂，具有以下特点：⑴品种繁多⑵信息处理速度差别大⑶信号类型与电平种类不同(4)信息结构格式复杂因此，在微型计算机和外设之间必须有输入/输出（I/O）接口，以使CPU与外设达到最佳匹配，实现高效、可靠的信息

2、交换。7.1.3接口的功能⑴数据缓冲功能⑵寻址功能。⑶联络功能⑷数据转换功能⑸输入输出功能⑹中断管理功能⑺提供时序控制功能。⑻可编程功能。一个具体的接口电路，可以具有以上一个或多个功能。7.1.4CPU与外设之间的信号CPU与输入/输出设备之间传送的信号1、数据信息数字量模拟量开关量2、状态信息3、控制信息7.1.5接口的基本组成接口部件通常都包含一组寄存器，用来实现数据信息、状态信息和控制信息的传送。这些能与CPU交换信息的寄存器称为I/O端口寄存器，简称“端口”。每一个端口都有一个端口地址（又叫做端口号）

3、。接口主要由若干个端口组成，一个接口还要有一些相应的控制逻辑。因此一个完整的接口应由若干个端口加相应的控制逻辑组成。7.1.5I/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外设控制寄存器状态寄存器数据寄存器1.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，于是从应用角度看内部：⑴数据寄存器(数据端口)保存外设给CPU和CPU发往外设的数据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端口

4、（PORT）端口泛指I/O地址，通常对应寄存器一个接口电路可以具有多个I/O端口，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地址状态端口和控制端口可以是同一个I/O地址7.2I/O端口编址技术方式与译码7.2.1I/O端口编址方式接口电路占用的I/O端口有两类编排形式I/O端口与存储器统一编址它们共享一个地址空间如M6800I/O端口单独编址I/O地址空间独立于存储地址

5、空间如8086/80881、I/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端口要占去部分存储器地址空间程序不易阅读（不易分清访存和访问外设）内存部分I/O部分存储器空间00000FFFFF2、I/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3、8086独立编址方式的端口访问输入指令INAL,i8

6、;字节输入，直接寻址INAL,DX;字节输入，间接寻址INAX,i8;字输入，直接寻址INAX,DX;字输入，间接寻址输出指令OUTi8,AL;字节输出，直接寻址OUTDX,AL;字节输出，间接寻址OUTi8,AL;字输出，直接寻址OUTDX,AL;字输出，间接寻址8088/8086的I/O端口8088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（64K）个，端口号为0000H~FFFFH每个端

7、口用于传送一个字节的外设数据I/O寻址方式8088/8086的端口有64K个，无需分段，设计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寄存器的值就是端口号对大于FFH的端口只能采用间接寻址方式数据交换方式如果输入输出一个字节，利用AL寄存器如果输入输出一个字，利用AX寄存器输入一个字，实际上是从连续两个端口输入两个字节，分别送AL（对应低地址端口）和AH（对应高地址端口）输出一个字，实际上是将AL（对应低地址端口）和AH（对应

8、高地址端口）两个字节的内容输出给连续两个端口I/O指令应用举例直接寻址方式的(8位端口)：INAL,60HOUT61H,AL间接寻址方式的(8位端口)：MOVDX,300HINAL,DXMOVDX,301HOUTDX,AL如果访问16位端口，把AL替换成AX即可7.3CPU与I/O设备之间数据的传送方式CPU和外界交换信息的过程称为输入/输出，又称为通信。CPU为了与各种不同的外设进行数据传送，必须