微机原理 第六章 输入输出和中断技术1.ppt

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1、第6章输入/输出和中断技术6.1输入输出及接口6.2输入和输出的传送方式6.3中断技术6.480X86/Pentium中断系统6.58259A可编程中断控制器6.6中断程序设计6.1输入输出及接口接口I/O接口是位于系统与外设间、用来协助完成数据传送和控制任务的逻辑电路，它不仅包括接口的电路，还包括接口电路的管理驱动程序。为什么需要I/O接口I/O设备工作速度不同I/O设备数据字长不同I/0设备可能是模拟或数字的I/O设备的控制信号不同I/O接口I/O的功能输入输出数据的缓冲和锁存输出接口有锁存环

2、节输入接口有缓冲环节信号形式和数据格式的变换I/O端口寻址、控制信号产生电气特性匹配I/O信息数据信息：数字量、模拟量、开关量状态信息控制信息I/O接口的构成端口：I/O接口通常设置有若干个寄存器，用来暂存CPU和外设之间传输的数据、状态和控制信息,接口内的寄存器通常被称为端口。根据寄存器内暂存信息的类型，分别称为数据端口、控制端口和状态端口每个端口有一个独立的地址，CPU可以用端口地址代码来区别各个不同的端口，并对它们分别进行读/写操作I/O端口INAL,21HI/O端口OUT43H,ALI/O

3、接口的编址存储器映象编址I/O单独编址属性统一编址单独编址应用motorola的M6800系列，iMCS51系列80X86,MCS96系列，Z80系列特点1.I/O端口相当于内存的一部分,使内存容量减小2.对I/O端口的读/写与对存储器的读/写相同，所有可对内存操作的指令对I/O端口均可使用3.指令系统中不专设I/O指令1.端口与存储器分别独立编址，端口不占用内存空间2.设有专门的I/O指令对端口进行读写，内存操作的指令不能用于I/O端口I/O接口的编址独立编址统一编址端口地址译码门电路译码门电路

4、译码是最基本的也是最简单的地址译码方法，通常采用各种门电路，如与门、或门、非门等电路的组合。设计时首先分配好地址，然后写成二进制形式，再根据地址总线数分配各与非门输入管脚地址。门电路译码需要芯片较多，且译出的端口地址单一，接口中用到的端口地址不能更改门电路译码【例】设计端口地址为218H的译码电路分析：CPU执行IN/OUT指令时，发出端口的地址信号MOVDX,218HINAL,DX或OUTDX,AL对应218H端口的地址信号为（只取A9~A0）：A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0(地址信号

5、)1000011000B218H只要满足此地址取值的译码电路均可门电路译码译码电路部分满足：只当地址信号A9~A0为：A9A8A7A6A5A4A3A2A1A01000011000即218H时，输出“0”，使I/O接口的CS有效否则输出“1”使I/O接口的CS无效地址重叠(16根地址线)：64个地址重叠区，如218，618,A18，E18等等译码器译码若接口电路中需使用多个端口地址，则采用译码器译码比较方便。译码器的型号很多，如3－8译码器74LS138；4－16译码器74LS154；双2－4译码器

6、74LS139、74LS155等。这些译码器通常由三个部分组成：译码控制端，选择输入端，译码输出端。译码器译码当端口地址信号为：A9A8A7A6A5A4A3A2A1A01000011000即218H时,Y0输出0，I/O接口的CS有效比较器译码将比较器的A(或B)输入端输入地址信号，B(或A)端接一组DIP(DualIn-linePackage)开关。地址总线所送的地址与DIP所设置的地址相等时，产生一选通信号输出。特点：可以通过改变DIP开关的设置，很容易地改变接口的地址。不但同一功能的模块在不

7、同微型计算机应用中可以被分配不同的地址，而且即使在同一微型计算机系统中，也可通过改变DIP开关的设置而控制不同的设备.。这种译码电路应用非常广泛，常用的比较器有四位比较器74LS85和八位比较器74LS688。比较器译码锁存和缓冲输入接口的锁存和缓冲内部数据总线外部数据引脚锁存控制锁存器缓冲器DCDCDCQQQ选通锁存和缓冲输出接口的锁存和缓冲内部数据总线外部数据引脚锁存控制DCQDCQDCQ读数据6.2输入输出的传送方式程序控制的输入输出无条件传送查询传送中断控制的输入输出直接存储器访问方式（D

8、MA）无条件传送方式所谓无条件，就是假设外设已处于就绪状态，数据传送时，程序就不必再去查询外设的状态，而直接执行I/O指令进行数据传输，如LED等。当简单外设作为输入设备时，其输入数据的保持时间相对于CPU的处理时间要长得多，所以可直接使用三态缓冲器与系统数据总线相连。当简单外设作为输出设备时，由于外设的速度较慢，CPU送出的数据必须在接口中保持一段时间，以适应外设的动作，因此输出采用锁存器。无条件传送方式无条件传送方式查询传送方式查询传送方式在传送数据前先查询外设的状态，当外设准