微机原理与接口第6章.ppt

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1、第6章输入输出接口技术本章主要内容：I/O的基本概念输入/输出控制方式I/O接口的读写技术并行通信与串行通信可编程串行接口8250可编程并行接口8255可编程定时计数器接口82536.1I/O概述一个完整的微型计算机硬件系统除了微处理器、存储器之外，还包括外部设备（输入设备和输出设备）。由于微处理器与外部设备在速度、信号形式等方面存在很大差异，因此为保证主机与外部设备可靠地进行信息传输，必须在微处理器与外设之间加入一个中间环节，以解决微处理器与外设之间的差异，这个中间环节，就是所谓的输入/输出(I/O)接口。一、输入/输出与

2、输入/输出接口输入/输出：微处理器与外部设备之间的信息交换即通信。输入/输出接口：完成微处理器与外部设备数据通信即输入/输出任务的接口。二、I/O接口的功能内部地址译码提供联络信号STBACK信号特性匹配（如电平转换）0V-15V信息格式的转换（如正负逻辑的转换，串并格式，模数转换）数据缓冲与锁存74LS373,74LS240对外设进行中断管理INT提供时序控制三、CPU与I/O设备间的接口信息三种：数据信息、状态信息、控制信息这些信息均通过数据总线传输。四、I/O端口的编址方法1.存储器映射编址（单片机，Motorola…

3、)含义：I/O端口的地址与存储器的地址统一混合编址。用访问存储器的指令，即可对整个地址空间（存储器和I/O）进行访问，而无需专用I/O指令。优点：●访问I/O指令多，使用方便。●内存与外设地址分布相同。●无需专用的I/O指令。缺点：寻址速度慢，占用内存空间四、I/O端口的编址方法2.I/O映射编址(80系列IntelCPU….P4)含义I/O端口与存储器分开独立编址，即I/O端口和存储器都有自己的一套地址空间，而且互不相干。需要专用I/O指令。优点●I/O设备不占用内存单元，节约了内存空间。●指令执行速度快。I/O端口

4、80X86---Core2微机采用I/O映射的编址方法。I/O端口的地址64K个8位口地址（0000H-FFFFH）。采用A15～A0共16条地址线，且与存储器分开编址缺点：端口地址少64K五、I/O组织形式(见图p236-238)从8086到Pentium4,Core2微型计算机与外部设备之间都是通过I/O接口相连。每个I/O接口都有唯一的端口地址，又称端口号，系统中的I/O与存储器采用分开独立编址。系统允许216=64K个8位的I/O端口，两个编号相邻的8位端口可以组成一个16位的I/O口，四个编号相邻的8位端口可以组成

5、一个32位的I/O口，八个编号相邻的8位端口可以组成一个64位的I/O口。I/O端口地址范围0000H~FFFFH，由地址线A15~A0提供寻址。2.基于8086和8028616位I/O组织3.基于80386和8048632位I/O组织4.基于Pentium~Pentium4的64位I/O组织I/O组织1.基于8088的8位I/O组织8位I/O组织-基于808816位I/O组织-基于8086~8028632位I/O组织-基于80386~8048664位I/O组织-基于Pentium~Core2I/O端口的地址分配1.目前的微

6、型计算机中主板上系统保留了1K=1024个I/O端口，1K以上（0400H~FFFFH）为微机系统或用户扩展使用。2.系统板保留的1K个I/O端口(见书P.238表6.1)000H-03FFH，共1K个8位端口3.在设计扩展接口时，应注意不要使用系统已占用的地址。表中没有出现的地址是最为可靠的用户可用地址，如250H-26FH，330H-34FH以及400H以上的端口等。系统板保留的1K地址I/O端口的访问访问I/O端口可用专用I/O指令：IN，INB，INW，IND，INS，OUT，OUTB，OUTW，OUTD以及OUTS

7、等。I/O指令时序(b)OUT指令操作时序OUTP8,AL或OUTDX，ALP8为8位端口地址(a)IN指令操作时序INAL,P8或INAL,DXP8为8位端口地址6.2输入输出控制方式直接程序控制方式中断控制方式DMA控制方式I/O处理机控制方式一、直接程序控制方式含义：直接在程序控制下进行微处理器与外设之间的数据传送。分类：无条件传送方式和条件传送方式两种。1.无条件传送方式含义：不查询外设状态而直接进行输入输出的一种方式。特点：简单、经济，但可靠性差。一、直接程序控制方式2.条件传送方式含义：首先查询外设状态，满足条件

8、时才进行数据的传送，因此也叫查询传送方式。特点：简单、可靠性高，但CPU效率低。二、中断控制方式含义：在满足传输条件时，外设向CPU发请求传输的中断信号，CPU接收请求后进入服务程序，在中断服务程序中进行输入输出操作。特点：无需查询等待，CPU利用率大大提高。不足：中断控制方式仍需要一系列