输入输出接口技术.ppt

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1、第8章输入输出接口技术本讲内容基本概念I/O端口的编址输入输出的基本方法：无条件、查询、中断、DMA微型计算机中I/O接口的作用存储器MI/O接口输入设备II/O接口数据总线DB控制总线CB地址总线AB输出设备OCPU什么是I/O接口（电路）？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，I/O接口就是CPU与外设的连接部件。PC机系统板的可编程接口芯片、I/O总线槽的电路板（适配器）都是I/O接口电路CPUI/O接口电路I/O设备接口在CPU与外设之间I/O接口的基本结构示意图为什么需要接口电路?1。

2、外部设备的种类多种多样。2。传输的信息也有多种的。3。速度的相差更大。所以就需要在计算机与外部设备之间设置一种部件，使CPU和外部设备的工作协调起来，有效地完成输入输出任务。这种部件称为输入输出接口。I/O接口要解决的问题速度匹配(Buffer)信号电平和驱动能力(电平转换器、驱动器)信号形式匹配(A/D、D/A)信息格式(字节流、块、数据包、帧)时序匹配(定时关系)总线隔离(三态门)I/O地址译码与设备选择把选中的与总线相接，未选中的与总线隔离（高阻态）数据的缓冲与暂存缓解接口与CPU工作速度的差异输出接口有锁存环节输入接口有

3、缓冲环节对外设进行监测、控制与管理，中断处理信号电平与类型的转换形式、格式、电平、功率、码制等I/O接口的功能什么是微机接口技术？处理微机系统与外设间联系的技术注意其软硬结合的特点根据应用系统的需要，使用和构造相应的接口电路，编制配套的接口程序，支持和连接有关的设备接口电路交换的信息：数据信息。控制信息。状态信息。I/O端口：I/O信息的三种类型：数据、命令、状态。传送这三类信息的通道分别称为：数据端口(I、O)、命令端口(O)、状态端口(I)。不同外设具有的端口数各不相同，计算机中为每一个端口都赋予一个惟一编号——称为端口地址

4、(或端口号)。端口有两种编址方式：统一编址和独立编址。I/O接口的编址方式定义把外设接口与内存统一进行编址。各占据统一地址空间的不同部分。优点指令统一，灵活；访问控制信号统一，使用同一组的地址/控制信号。缺点内存可用地址空间减小例如:MCS-51单片机0地址空间(共1MB)内存地址(960KB)I/O地址(64KB)FFFFFHEFFFFHF0000H1.统一编址定义:外设地址空间和内存地址空间相互独立。优点：内存地址空间不受I/O编址的影响缺点：I/O指令功能较弱，使用不同的读写控制信号00000H内存地址空间内存空间(1MB

5、)I/O空间(64KB)FFFFHFFFFFHI/O地址空间0000H2.独立编址例如:8088/8086微机系统采用I/O独立编址方式(但地址线与存储器共用)地址线上的地址信号用来区分：/0时为I/O地址/M地址I/O操作只使用20根地址线中的16/8根：A15/7～A0可寻址的I/O端口数为64K(65536)/256个I/O地址范围为0～FFFFH/0~FFHIBMPC只使用了10根A9～A01024个I/O地址(0～3FFH)原因:够用为度,简化电路8088/8086CPU的I/O编址方式、、A15～A0OUT指令将使总

6、线的信号有效IN指令将使总线的信号有效当接口只有1个端口(仅数据口,无状态口和控制口)时，16位地址线一般应全部参与译码，译码输出直接选择该端口；下面先介绍这种简单情况当接口具有多个端口时，则16位地址线的高位参与译码（决定接口的基地址），而低位则用于确定要访问哪一个端口。I/O端口地址的译码例如：某外设接口有4个端口(如8255/8253)，地址为2F0H～2F3H，则其基地址为2F0H，由A15～A2译码得到，而A1、A0用来确定4个端口中的某一个。请思考:A0~A15=?I/O接口(4端口)A0A1CS译码器…A0A1A2

7、~A15I/O接口(1端口)CS译码器A0~A15并行定义:一个数据单位(通常为字节)的各位同时传送特点:速度快、距离短、成本高例如：PC机的并行接口(通常用于连接打印机)串行定义:数据按位进行传送特点:速度慢、距离远、成本低例如：PC机的串行接口(通常用于串行通信)I/O数据的传送方式CPU与外设间的数据传送方式I/O接口电路基础：三态缓冲器/锁存器问题：CPU与外设的工作速度不一致，尤其是当外设由其他CPU或时序电路控制时更加明显，应如何解决效率和可靠性。数据传送控制：使两者高效、可靠地进行数据传送(1)无条件传送方式(2)

8、条件传送方式(查询方式)(3)中断传送方式(4)DMA传送方式(DirectMemoryAccess)存贮器直接存取方式四种传送方式(程序方式)无条件传送方式(同步传送方式)实现方法CPU不查询外设工作状态，与外设速度的匹配通过在软件上延时完成，在程序中直接用I