微机与外设的数据传输2004《计算机组成原理教学教案》.ppt

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1、第三章微机与外设的数据传输第一节接口的基本概念使用接口电路的原因接口电路的分类和功能接口电路的基本结构I/O端口的编址方式第二节CPU与输入/输出设备之间的信号第三节CPU和外设之间的数据传送方式程序方式中断方式DMA方式1第一节接口的基本概念一、使用接口电路的原因接口可起到串并转换作用接口可起到模数/数模转换作用接口对I/O过程起到缓冲和联络作用2二.接口电路的分类和功能1.接口概念I/O接口包括接口电路和接口技术两部分。接口电路一般指通用的接口芯片，泛指所有接口。接口技术则指接口电路的应用设计。3外设必须通过接口电路与CPU相连接数据总线控制总线地址总线数据线控制线状态线接

2、口电路外部设备数据输入/输出寄存器控制寄存器状态寄存器42.接口电路分类按通用性分为两类：通用接口：可供多种外部设备使用的标准接口，目的是使微机正常工作；通用接口通常制造成集成电路芯片，称为接口芯片。最初的IBM-PC使用了6块接口芯片：8284、8288、8255、8259、8237、8253后来的微机将这些芯片集成为大规模集成电路芯片，称为芯片组。如82430TX芯片组，由两片芯片组成：北桥：82439TX南桥：82371AB专用接口：为某种用途或某类外设而专门设计的接口电路，目的在于扩充微机系统的功能。专用接口通常制造成接口卡，插在主板总线插槽上使用。通用接口和专用接口的

3、界限并不严格。5接口芯片分成硬步线逻辑接口芯片可编程接口芯片可编程接口芯片的功能可以由指令来控制。按可编程性分为两类：6P.2283.接口电路的功能简单地说，一个接口的基本功能是在系统总线和I/O设备之间传输信号，提供缓冲作用，以满足接口两边的时序要求。下面从广义的角度概括一下接口的功能：输入/输出功能数据转换功能联络功能中断管理功能可编程功能复位功能错误检测功能7三.接口电路的基本结构控制命令逻辑电路状态设置和存储电路数据存储和缓冲电路8四.I/O端口的编址方式I/O端口与存储单元统一编址I/O端口独立编址PC系列机采用I/O端口独立编址方式Port65535Port255P

4、ort3Port2Port1Port0Port0(16位)Port1(16位)Port0(32位)9把端口地址放在DX寄存器中，对该端口进行读写MOVDX,0FFDHINAL,DXOUTDX,AL——可寻址的端口号为0~65535(FFFFH)端口地址小于或等于FFH(255)，可以用立即数表示端口地址INAL,42HOUT43H,AL端口的寻址10第二节CPU输入/输出设备之间的信号为了说明CPU和外设之间的数据传送方式，应先了解CPU和I/O设备之间的信号分类。数据信息数字量模拟量开关量状态信息控制信息11第三节CPU和外设之间的数据传送方式接口电路控制数据信号的传送，这种

5、传送操作是在CPU的监控下实现的。对于CPU而言，数据传送就是输入输出操作，控制接口的传送操作有三种方式：程序方式无条件传送方式条件传送方式（查询方式传送）中断方式（程序中断控制I/O方式）DMA方式（DMA控制I/O方式）12一.程序方式程序方式传送是指在程序控制下进行信息传送，又可分为无条件传送和条件传送方式。1.无条件传送方式若程序员能够确信一个外设已经准备就绪，那就不必查询外设的状态而进行信息传输，这称为无条件传送方式。在无条件传送方式下，程序设计较简单。这种方式用得较少，只用在对一些简单外设的操作，如开关、七段显示管等。13①无条件传送输入的例子：MOVDX,160H

6、INAL,DX14②无条件传送输出的例子MOVDX,160HMOVAL,[BX]OUTDX,AL15一.程序方式2.条件传送方式（查询方式传送）CPU通过执行程序不断读取并测试外设的状态，根据外设的工作状态控制外设的输入/输出，即查询方式。对于条件传送方式来说，一个数据传送过程由3个环节组成：CPU从接口中读取状态字CPU检测状态字的对应位是否满足“就绪”条件，如果不满足，则回到前一步读取状态字。如状态字表明外设已处于“就绪”状态，则传送数据。16①查询式传送输入的例子：17电路原理分析：启动ADC以后，转换结束时产生EOC信号，把转换结果锁存至锁存器，把状态触发器置为1，表示

7、数据已经准备好。控制端口——写164H端口，译码器输出和IOW信号同时有效，启动ADC转换。状态端口——读162H端口，译码器输出和IOR信号同时有效，打开通过D0读取状态信息。数据端口——读160H端口，译码器输出和IOR信号同时有效，打开三态缓冲器，从D7~D0读入数据，同时清除状态信息。负脉冲18程序示例：从ADC读取一个数据到AL。READ：MOVDX,160HINAL,DX；清状态MOVDX,164HOUTDX,AL；启动ADCREAD1：MOVDX,162HINAL,DX；查询状