微机原理与汇编语言程序设计 教学课件 作者 刘永华 等 第5章 存储器接口技术.ppt

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1、第5章存储器技术及应用学习目标本章主要讲解了地址译码与存储器扩展技术。通过本章学习，读者应该掌握以下内容：一般的地址译码原则和端口地址范围的计算；SRAM、DRAM、EPROM与CPU的连接方式；存储器的扩展技术。1第5章存储器技术及应用教学内容5.1I/O端口的寻址方式5.2I/O端口地址译码5.3半导体存储器接口习题与思考题五25.1I/O端口的寻址方式5.1.1I/O端口5.1.2端口地址编址方式5.1.3端口访问指令5.1.4I/O端口地址分配和选用返回目录35.1.1I/O端口对于I/O通道扩展电路或I/O接口电路的设计者来说，I/O端口读写技术是主机与

2、扩展电路或外设接口之间交换数据的基本方式。一些控制功能往往也利用I/O端口读写方式来解决，而对一些指标不是很高但功能很完整的I/O接口电路板，通常利用端口读写方式就可以解决问题。因此，对于端口地址译码和端口读写技术的研究是接口技术要涉及的首要问题。I/O端口是微处理器CPU与I/O设备直接通信的地址。实际应用中，通常把I/O接口电路中能被CPU直接访问的寄存器或某些特定器件称为端口。CPU通过这些端口发送命令，读取状态和传送数据，因此，一个接口可有几个端口，如命令口、状态口、数据口等。有的接口包括的端口多（如8255并行接口芯片有4个端口，8237A芯片内有16个

3、端口），有的端口少（8251、8259A芯片内只有两个端口）。返回目录45.1.1I/O端口对端口操作也有所不同，有的端口只能写或只能读，有的既可以写也可以读。一般一个端口只能写入或读出一种信息，但也有几种信息共用一个端口，如8255的一个命令口可接收两种不同的命令，8259A的一个命令口，可接受四种不同的命令等。从编程的角度来看，提供给系统和专用程序调用的ROM-BIOS中断功能及对应的各个软件中断例程，实际上都是对指定的I/O接口实施控制。尤其是当你编写应用程序时要想绕过DOS或ROM-BIOS，直接对硬件设备编程以达到高效运行的目的，就必然涉及对指定的I/O

4、接口进行控制，也就是要通过对I/O接口的端口地址完成读写操作。如何实现对这些端口的访问，就是所谓I/O端口寻址问题。有两种寻址方式，一种是端口地址与存储器地址统一编址，即存储器映射方式；另一种是I/O端口地址和存储器地址分开独立编址，即I/O映射方式。返回目录55.1.2端口地址编址方式1．统一编址这种方式是从存储空间划出一部分地址空间给I/O设备，把I/O接口中的端口当作存储器单元一样进行访问，不设置专门的I/O指令，凡对存储器可以使用的指令均可用于端口。68系列、65系列微型机就采用这种方式。统一编址方式由于对I/O设备的访问是使用访问存储器的指令，指令类型多

5、，功能齐全，这不仅使访问I/O设备端口实现输入/输出操作灵活、方便，而且还可以对端口内容进行算术逻辑运算、移位等等。另外，能给端口有较大的编址空间，这对大型控制系统和数据通信系统是很有意义的。这种方式的缺点是端口占用了存储器的地址空间，使存储器容量减小，另外，指令长度比专门I/O指令要长，因而执行时间较长。返回目录65.1.2端口地址编址方式2．独立编址独立编址不占用存储器空间，微处理器设置专门的输入/输出指令来访问端口，产生专用访问检测信号，与地址线结合，形成一个独立的I/O空间。如Intel系列、Z-80系列机和大型计算机采用这种方式。其最主要的优点是：（1）

6、输入/输出指令和访问存储器指令有明显的区别，可使程序编制清晰，便于理解。（2）使用专门的控制信号和。因此，这种方式要求CPU设置两组读/写控制信号，即存储器读/写和I/O读/写。例如8086/8088最小模式下要用M/引脚和/构成两组控制信号；而在最大模式下，由于引脚不够用，没有直接输出M/、和这些对外设和存储器进行读写操作的控制信号，而是由S2、S1、S0输出三个总线周期状态信号编码送至总线控制器8288，经8288解读后，再生成存储器读写（和）和I/O读写(和)两组控制信号。其缺点是：输入/输出指令类型少，一般只能对端口进行传送操作。返回目录75.1.3端口访

7、问指令80X86CPU构成的PC机，CPU外围接口芯片及I/O接口部件皆采用独立的编址方式，采用IN和OUT指令实现数据输入/输出操作。以8086/8088为例，其I/O地址空间为64K，即0000H~0FFFFH（A0~A15）,但在IBM-PC/XT机中，仅使用了A0~A9构成的1KI/O地址空间。其中A9有特殊意义：A9为0的地址是系统板上CPU辅助接口芯片的512个端口地址；A9为1的地址是I/O通道上的512个端口地址。返回目录85.1.3端口访问指令1．8086/8088采用I/O端口与累加器之间的传送在I/O指令中可采用单字节地址或双字节地址寻址方式

8、。若用单字