微机原理及接口技术教学课件蒋革新微机原理及接口技术 第四章.ppt

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1、本课程教学模块第一章、微型计算机基础知识第二章、微型计算机的组成及工作原理第三章、汇编语言程序设计第四章、输入／输出接口第五章、存储器及其结构第六章、中断控制系统第七章、可编程计数／定时控制器8253第八章、数/模及模/数转换器第九章微型计算机外部设备简介第十章微型计算机开发应用1第四章、输入／输出接口本章要点：lI/O接口电路功能结构lI/O接口电路数据传送方式l可编程并行接口芯片8255A结构、工作方式及应用l可编程串行接口芯片8155A结构、工作方式及应用l可编程DMA控制器8237结构、工作方式及应用l常

2、见可编程芯片的应用24.1输入/输出接口电路为实现人机交互和各种形式的数据输入/输出，中间电路称为输入/输出接口电路，简称I/O电路。3二、I/O电路功能1）转换信息格式：如正负逻辑转换，串并行数据转换，模拟数字信息的转换等；2）提供有关数据传送的联络信号：I/O电路处于CPU与外设之间，提供联络信息。3）一个输入接口必须具有三态缓冲功能，一个输出接口应具有数据锁存功能。4）进行地址译码或设备选择：在一个微机系统中，通常会有多个I/O设备，每个又可能有数据口、状态口和控制口。CPU通过I/O电路的地址译码来识别它

3、们。5）进行中断管理；6）实现电平转换；7）提供时序控制功能。4三、I/O电路端口编址方式对大量存储单元的识别是通过地址编码来实现的。目前I/O电路端口的编码方式有两种。1、统一地址的编址方式：和存储单元统一编址，即I/O端口看成存储器的一部分；①优点：CPU访问存储单元的所有指令都可用于访问I/O端口；②缺点：其一是I/O端口占用了内存空间；其二是在程序中不能一目了然的区分当前正在进行的访问是存储器还是I/O端口。2、独立地址的编址方式：是指把I/O端口和存储单元各自编址，即使地址编号相同也无妨。①优点：其一是

4、I/O端口不占用内存空间；其二是访问I/O端口指令仅需两个字节，执行速度快；其三是读程序时只要是I/O指令，即知是CPU访问I/O端口。②缺点：其一是要求CPU有独立的I/O指令；其二是CPU访问I/O端口的寻址方式少。5四、I/O电路的典型结构1、内部结构面向用户的I/O电路的内部结构由数据、状态和控制三类寄存器组成，用于保存和交换三种不同的信息，CPU通过对三种端口的寻址来访问其中的数据。6四、I/O电路的典型结构1、内部结构2、I/O电路芯片I/O电路的核心功能常被集成在一块或数块大规模集成电路芯片中，称为

5、接口芯片。常用的：1）通用接口芯片：并行接口芯片I8212、I8255，串行接口芯片I8250、8251等。2）面向微机的专用接口芯片：中断控制器I8259、DMA控制器I8237、定时/计数器I8253/8254等。3）面向外设的专用接口芯片：CRT控制器MC6845、键盘接口芯片I8279等。74.1.2输入/输出数据传送的方式计算机主机与I/O设备间进行数据传送通过I/O电路来实现，其数据传送的方式通常有：程序控制下的数据传送方式、直接存储器存取方式、中断传送方式和采用I/O处理机传送方式等。一、程序控制下

6、的数据传送方式通过CPU执行程序中的I/O指令来完成数据传送，可分为无条件传送和查询传送。1、无条件传送方式（又称同步传送方式）特点：传送前，CPU不需要了解I/O电路的状态，假设外设已作好传送数据的准备，CPU直接与外设传送数据。适用于外部控制过程的各种动作时间是固定的且是已知的场合。优点：程序控制下的数据无条件传送是最简便的传送方式，它所需的硬件和软件都很少，且硬件接口电路简单。缺点：这种传送方式必须在已知且确信外设已准备就绪的情况下才能使用，否则出错。8一、程序控制下的数据传送方式1、无条件传送方式（又称同

7、步传送方式）2、查询传送方式（又称异步传送方式）特点：接口就绪后，才进行数据传送，否则只能等待或转入其它程序段。适用于CPU与外设工作不同步。优点：传送数据前，CPU先检测接口的状态，保证数据传送的正确率高。缺点：CPU要不断地查询外设，当外设没有准备好时，CPU要等待，CPU的利用率不高。例题4-1、采用查询传送方式向外部设备写入数据BUF（本处给出程序的主体部分）。MOVDX，6000H；DX指向状态端口START：INAL，DX；读状态端口信息TESTAL，80H；测试状态标志位D7，JNZSTART；D7

8、=0，外设未准备好，继续查询INCDX；D7=1外设准备好，DX指向数据端口MOVAL，BUFOUTDX，AL；向外设输出数据RET9二、直接存储器存取方式（DMA方式）数据传送请求由外设向DMA控制器（DMAC）提出，然后DMAC向CPU申请总线，DMAC利用系统总线自主完成外设和存储器间的数据传送。CPU不干预传送过程，整个传送过程由硬件来完成而不需要软件介入。控制数