微机原理与接口技术 第六章输入输出接口.ppt

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1、微机接口基础CPU与外设的输入、输出接口（理解基本概念）CPU与外设数据传送的控制方式（掌握）基本I/O接口的应用（理解）1I/O接口概述I/O接口的作用高速CPU与低速外设数据传送的同步及配合并行数据与串行数据间的数据格式转换注：CPU与外设间并不直接传送信息，而是经I/O接口传送信息，故说I/O接口是它们的桥梁，访问I/O接口即访问外设。2I/O接口概述I/O接口电路的结构I/O接口电路原理图CPU外设数据端口状态端口控制端口总线驱动地址译码逻辑控制DBABCBI/O接口电路连接与CPU——三总

2、线连接与外设——三信息连接I/O接口电路3I/O接口概述I/O接口中的信息流数据信息方向CPU←→I/O端口←→外设双向类型数字量二进制形式的数据例：CPU←→磁盘、CPU←→键盘开关量两种状态的物理量例：开关的通断，水位的高低模拟量连续变化的物理量例：交流电、温度、气压4计算机与外设的I/O接口I/O接口中的信息流状态信息方向CPUI/O端口外设单向方式对输入接口：CPU是否准备好接收数据，“READY”准备好吗?对输出接口：外设是否准备好接收数据，“BUSY”外设忙吗?5I/O接口概述I/O接口

3、中的信息流控制信息方向CPUI/O端口处设单向方式CPU要求外设开始工作，启动外设CPU要求外设终止工作，停止外设注：数据信息是CPU与外设经I/O接口传送的有用信息，状态、控制信息是CPU经I/O接口与外设传送的配合信息，为了CPU与外设间的数据传送，加入必要的握手信息（状态、控制）非常重要6I/O接口概述I/O接口与I/O端口接口端口注：一个接口中有多个端口完成一个外设操作所用的接口电路，多由接口芯片构成。一个接口中不同信息流传送所需的地址通道，又称端口寄存器。7I/O接口概述I/O接口的功能数

4、据缓冲及驱动功能接口电路（芯片）的寻址功能数据形态的转换功能CPU与外设的握手功能接口芯片的可编程功能8I/O接口概述I/O接口的分类按数据传送方式按接口的可编程、不可编程方式按数据的同步、异步方式按接口芯片的通用性、专用性并行接口、串行接口可编程接口灵活、不可编程接口简单同步传送规矩、异步传送方便通用芯片应用广、专用芯片应用窄9I/O接口概述接口芯片的类型并行接口芯片与串行接口芯片并行接口芯片，例：74LS245串行接口芯片，例：MAX232通用接口芯片与专用接口芯片通用接口芯片，例：8255专用

5、接口芯片，例：8259不可编程接口芯片与可编程接口芯片不可编程接口芯片，例：74LS245可编程接口芯片，例：825510I/O接口概述可编程接口芯片对信息的处理可编程接口芯片有多个不同应用的寄存器命令寄存器用于存放CPU向芯片写入的命令字数据寄存器用于存放CPU与外设交换的有用信息状态、控制寄存器用于存放CPU与外设间的握手信息11I/O接口概述接口芯片寄存器的使用访问外设即访问对应的芯片寄存器不同的寄存器有不同的端口地址，即用地址访问，而非用名访问编程中使用IN、OUT指令访问寄存器12I/O端

6、口的编址方式存储器映像方式独立I/O编址方式I/O端口地址与存储器单元地址共享寻址空间优点——借用存储器操作指令MOV缺点——I/O端口占用存储器单元地址I/O端口地址与存储器单元地址分享寻址空间优点——外设与存储器有自己的寻址空间缺点——专用控制线及专用指令IN、OUT13I/O端口的编址方式计算机系统的I/O端口地址分配8086的I/O端口地址范围PC/XT的I/O端口地址分配特点80386的I/O端口地址分配特点可用地址线为A0~A15，64K个字节端口、32K个字端口。仅用地址线为A0~A9

7、，可有1024个字节端口、仅用512个字节端口。可用地址线为A0~A15。14I/O端口的地址译码I/O端口地址译码电路结构接口芯片译码电路译码输入译码输出/CS注：译码输入含CPU的地址线和控制线，译码输出电平控制接口芯片的片选端。15I/O端口的地址译码I/O端口地址译码电路的输入信号8086的地址线8086的控制线系统总线提供的控制线A0~An，接口芯片内的端口选择地址线，接I/O接口。An-1~A15，接口芯片的片选地址线，接译码输入。M//IO、/RD、/WRAEN、/IOCS16/IOR

8、、/IOW注：第8章介绍16I/O端口的地址译码输入接口电路输入设备接口电路CPU译码电路/CS注：输入接口电路带缓冲器17I/O端口的地址译码输入接口电路中的缓冲器基本电路通用接口芯片可编程接口芯片三态门74LS240、74LS244、74LS245、74LS1258255、8155、8259、8253FPGA、ISP注：272页图6-8是用74LS245构成的输入接口18I/O端口的地址译码输出接口电路输出设备接口电路CPU译码电路/CS注：输出接口电路带锁存器1