汇编语言第8章输入输出接口.ppt

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1、第8章I/O接口与DMA技术本章主要内容(1)I/O接口的基本概念(2)I/O控制方式(3)DMA接口技术(4)可编程DMA控制器82378.1I/O接口概述8.1.1I/O接口的基本功能(1)数据缓冲(2)提供联络信息(3)信号与信息格式的转换(4)设备选择(5)中断管理(6)可编程功能8.1.2I/O接口的基本结构I/O接口的基本结构如图8.1所示。cpu外围设备数据输入寄存器数据输出寄存器状态寄存器控制寄存器中断控制逻辑数据总线地址总线控制总线图8.1I/O接口的基本结构I/O接口8.1.3I/O端口的编址方式输入输出接口包含一组称为I

2、/O端口的寄存器。为了让CPU能够访问这些I/O端口，每个I/O端口都需有自己的端口地址(或端口号)。在一个微型计算机系统中，如何编排这些I/O接口的端口地址，称为I/O端口的编址方式。常见的I/O端口编址方式有两种:一种是I/O端口和存储器统一编址，也称存储器映像的I/O(MemoryMappedI/O)方式；另一种是I/O端口和存储器分开编址，也称I/O映像的I/O(I/OMappedI/O)方式1.I/O端口和存储器统一编址(Memory-mappedI/O)I/O端口和存储器统一编址的地址空间分布情况如图8.2所示。I/O端口存储单

3、元I/O地址空间存储器地址空间整个地址空间图8.2I/O端口和存储器统一编址这种编址方式的优点是，可以用访向存储器的指令来访问I/O端口，而访问存储器的指令功能比较强，不仅有一般的传送指令，还有算术、逻辑运算指令，以及各种移位、比较指令等，并且可以实现直接对I/O端口内的数据进行处理。例如，若一个存储器映像的I/O端口地址为3000H,则可以直接用指令“ADDAL,DS:［3000H］”对端口的内容进行算术运算。缺点是：由于I/O端口占用了一部分存储器地址空间，因而使用户的存储地址空间相对减小；另外，由于利用访问存储器的指令来进行I/O操作，

4、指令的长度通常比单独I/O指令要长，因而指令的执行时间也较长。微处理器MC6800系列、6502系列以及MC680x0系列采用这种编址方式。2.I/O端口和存储器单独编址(I/O-mappedI/O)I/O端口和存储器单独编址的地址空间分布如图8.3所示。存储单元存储地址空间I/O端口I/O地址空间图8.3I/O端口和存储器单独编址这种编址方式的优点是：第一，I/O端口不占用存储器地址，故不会减少用户的存储器地址空间；第二，单独I/O指令的地址码较短，地址译码方便，I/O指令短，执行速度快；第三，采用单独的I/O指令，使程序中I/O操作和其

5、他操作层次清晰，便于理解。这种编址方式的缺点是：第一，单独I/O指令的功能有限，只能对端口数据进行输入/输出操作，不能直接进行移位、比较等其他操作；第二，由于采用了专用的I/O操作时序及I/O控制信号线，因而增加了微处理器本身控制逻辑的复杂性。微处理器Z80系列、Intel80x86系列采用了这种编址方式。8.1.4I/O接口的地址分配表8-1系统板I/O端口地址分配地址空间器件/接口适配器实际使用端口地址0000～001FHDMA控制器823700～0FH0020～003FH中断控制器8259A20～21H0040～005FH计数器/定时器

6、825340～43H0060～007FH并行接口片8255A60～63H0080～009FHDMA页面寄存器（74LS670）80～83H00A0～00BFHNMI寄存器A0H00C0～01FFH未用表8-2扩展槽I/O端口地址分配地址空间器件/接口适配器地址空间器件/接口适配器200～20FH游戏卡380～38FHSDLC通信卡210～217H扩充部件390～3AFH未用218～2F7H未用3B0～3BFH单显/打印卡2F8～2FFH异步通信卡(COM2)3C0～3CFH未用300～31FH未用3D0～3DFH彩显/图形卡320～32FH硬

7、盘卡3E0～3EFH未用330～377H未用3F0～3F7H软盘卡378～37FH打印卡3F8～3FFH异步通信卡(COM1)8.1.5I/O接口的地址译码及片选信号的产生在一个微机系统中通常具有多台外设，当CPU与外设进行通信时，需要对各个设备所对应的接口芯片进行逻辑选择，从而实现与相应的设备进行数据交换。这种逻辑选择功能是由I/O接口电路中的地址译码器实现的。目前常见的一种做法是：先通过对I/O端口地址的某几位高位地址进行译码，产生有效的片选信号，从而选中对应的接口芯片，再利用I/O端口地址的低位地址作为对接口芯片内部有关寄存器的选择。例

8、如，在IBMPC/XT微机中，其系统板上有数片I/O接口芯片，其中包括DMA控制器8237、中断控制器8259A、并行接口8255A、计数器/定时器8253等。这