中断向量-南京航空航天大学精品课程.ppt

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1、第6章输入/输出和中断输入/输出及接口输入/输出的传送方式中断技术80x86/Pentium中断系统8259A可编程中断控制器中断程序设计数据总线DB控制总线CB地址总线AB存储器I/O接口输入设备I/O接口输出设备CPU微型计算机的结构示意图第6章输入/输出和中断南京航空航天大学电子信息工程学院键盘鼠标CRT打印机绘图仪存贮器功能单一：（1）传送方式单一(传送一个字节)（2）品种单一RAM、ROM(控制信号确定)（3）格式单一（并行数字信号）（4）工作速度匹配外设功能复杂：（1）仅作输入(输出)、入/出兼作（2）格式多种（并

2、串）,位数多种（3）外设品种繁多（光、机、电、声、磁等）（4）信号形式有脉冲、模拟量或数字量（5）速度不匹配6.1输入/输出及接口为什么外设不能象存贮器一样直接挂在CPU上?计算机外设接口南京航空航天大学电子信息工程学院第6章输入/输出和中断6.1.1I/O信息的组成（1）数据信息——要交换的数据本身，有并行和串行两种传送方式①数字量：按一定的编码标准（2#/ASCII码），由若干位组合所表示的数或字符。如：通过键盘/CRT/打印机等与CPU交换的信息。②模拟量：现场信息（如温度/压力/流量/位移等非电量）经传感器而转换成的电

3、量（电压、电流）。模拟量经A/D、D/A转换器在CPU与外设间交换。③开关量：一位2#信息：0、1。如：开关的断开/闭合；控制电机的启/停等。通常开关量要经过相应的电平转换才能与计算机连接。数据信息、状态信息、控制信息第6章输入/输出和中断南京航空航天大学电子信息工程学院（2）状态信息——在CPU与外设之间交换数据时的联络信息第6章输入/输出和中断（3）控制信息——CPU发给外设的命令信息如：A/D转换器的启/停信号，设置外设工作模式的信息等。对输入接口，CPU是否准备好接收数据：如“READY”?对输出接口，外设是否准备好接

4、收数据：如“BUSY”?接口（interface）与端口（port）：传送这三种信息（数据、状态、控制）的接口电路中的寄存器称为数据、状态和控制端口。不同的寄存器（组）对应不同的端口，以地址来区别。端口由一个或多个寄存器组成。接口由若干个端口加上相应的控制逻辑组成。CPU对外设输入/输出的控制，通过对接口中各I/O端口的读/写操作完成6.1.2I/O接口概述第6章输入/输出和中断①对输入/输出数据缓冲、隔离和锁存；②完成信息格式的变换，如串-并转换等；③实现电气特性的匹配；④选择设备或地址译码等。1.I/O接口的功能端口2.I

5、/O接口的构成实现对CPU数据总线驱动能力的匹配实现各端口寻址操作实现对各端口的读/写操作和时序控制南京航空航天大学电子信息工程学院第6章输入/输出和中断3.I/O接口类型与I/O接口电路分类I/O接口电路分类按数据传送方式：并行接口/串行接口；功能选择的灵活性：可编程接口/不可编程接口；通用性：通用接口（8253定时/计数器、8259中断控制器、8257DMA、8251串行接口、8255并行接口等）专用接口（CRT8275、键盘显示8279、SATA硬盘、U盘接口等）I/O接口类型早期：串行接口（RS-232）/并行接口。现

6、代：USB接口、IEEE1394接口、VGA接口和RJ-45接口等。存储器映像方式I/O端口与存储器共享一个寻址空间，统一编址。在这种系统中，CPU用同样的指令对I/O端口和存储器单元进行访问。例：Motorola的M6800系列、日立H8S单片机系列等第6章输入/输出和中断6.1.3I/O端口的编址为了区分接口电路的各个寄存器，系统为它们分配不同的地址，称为I/O端口地址，以便对它们进行寻址。I/O端口有两种编址方式：存储器映像方式、I/O独立编址方式优点：对I/O口的访问灵活方便，有利于提高端口数据的处理能力。缺点：I/O

7、端口占用了主存地址，相对减少了主存的可用范围。南京航空航天大学电子信息工程学院优点：主存和I/O端口的地址可用范围都比较大。缺点：I/O指令的功能一般比较弱，在I/O操作中必须借助CPU的寄存器进行中转。第6章输入/输出和中断2.I/O端口独立编址（I/O映射）方式主存地址空间和I/O端口地址空间相互独立，分别编址。CPU通过指令来区分是访问I/O口还是存储单元。80x86系列微处理器采用独立的I/O编址方式（1）CPU通过IO/M来区分对MEM还是对I/O操作。（2）CPU使用地址总线中A0～A15来寻址I/O口，最大I/O

8、空间是64K个字节端口（或32K个字端口）。若用直接寻址方式寻址外设，可寻址256个端口，A0~A7译码。若用DX间接寻址外设，端口地址是16位的，用A15~A0译码。（3）I/O寻址通常采用的是部分译码。对于8086系统而言，最低端的地址线A0往往不参与译码，选择其中的偶地