基本输入输出和中断.ppt

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1、输入输出和中断系统第五章计算机科学与软件学院计算机基础教学部主讲教师赵晓安计算机硬件技术基础1输入/输出的基本概念2输入/输出数据的传送方式3中断技术MCS-51的中断系统学会MCS-51中断程序设计及应用学会与中断有关的硬件连线本章重点及要求作业：P1725-2、5-4、5-12、5-15、5-17至5-20思考第五章的其它题5.1输入/输出的基本概念5.2输入/输出数据的传送方式5.3中断技术5.4MCS-51的中断系统5.5MCS-51对外部中断源的扩展第五章输入/输出和中断5.1.1输入/输出设备5.1.2输入/输出传

2、送的信息5.1.3输入/输出接口的作用及其类型5.1.4I/O端口的编址方式5.1输入/输出的基本概念5．1．1输入/输出设备输入设备：定义：将程序、原始数据或现场采集的数据等信息输入到主机的设备。常用的输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、读卡机等输出设备定义：将运算结果以人们容易识别的形式呈现给人们，或者将各种控制信号送给外界，以实现各种控制的设备常用的输出设备：显示器、打印机、绘图仪等控制状态数据CPUI/O装置5．1．2输入/输出传送的信息数据信息数字量模拟量开关量状态信息表征外设状态控制信息控制外设启

3、停在输入时，输入装置的信息是否准备好（Ready）；在输出时，输出装置是否有空（Empty），若输出装置正在输出信息，则以Busy指示。数字量是二进制形式表示的数或以ASCⅡ码表示的数或字符。模拟量必须先经过A/D转换才能输入计算机，计算机的控制输出也必须先经过D/A转换才能控制执行机构。开关量是只要用一位二进制数即可表示的量，如灯的亮与灭，开关的合与断，阀门的打开和关闭等。外设与CPU是通过接口连接CPU接口接口外设1外设2地址总线AB数据总线DB控制总线CB5．1．3输入/输出接口的作用及其类型接口电路的作用锁存作用防止

4、由于CPU速度快，外设慢而产生的丢数现象隔离作用防止DB上的信息重叠变换作用在CPU与外设之间进行信息类型的变换电平和数据传输方式的变换、数模转换联络作用在CPU与外设之间进行联络，Ready,Busy1、I/O接口的种类很多，有两种基本类型串行I/O接口并行I/O接口I/O接口的类型中断中断1位TxDCPU串行I/O接口串行I/O装置RxD8位D触发器逻辑符号上升沿触发DQQCLKRR：清零端D锁存器逻辑符号DQQCLK电平触发三态门缓冲器逻辑符号三态门指逻辑门电路的输出不仅有高电平、低电平，还有高阻态（又称失效态、截

5、止态、开路态或禁止态）。这时输出端相当于悬空。C：使能端，来控制门电路的通断,低电平有效C=0时,Y=AC=1时,Y为高阻态输出接口电路——锁存作用输出接口中必须含锁存器接口电路(锁存器).......锁存信号写选通输出数据DB来自CPU速度匹配输入接口电路——隔离作用输入接口中必须含三态门接口电路(三态门).......读选通信号输入允许输入数据接口电路(三态门).......输入数据DB防止信息重叠CPU内部数据的传送是并行的，而有些外设（如：通讯系统和鼠标）中数据的传送时串行的。输出接口电路——变换作用改变数据传送方式改

6、变信号的电平通常CPU输入/输出的数据和控制信号采用TTL电平（<0.6V表示“0”，>3.4V表示“1”），而外设信号电平类型较多（如<5V表示“0”，>24V表示“1”）接口：由一个或多个端口组成。端口：可被独立选通的I/O接口电路，简称口。端口地址：端口在系统中被分配的惟一地址，简称口地址。端口可分为：状态端口——CPU从中读取外设的状态信息控制端口——由CPU控制输出控制信号数据端口——可以是输入数据端口或输出数据端口CPU通过I/O端口来实现和外设的信息交换。数据8Control控制Status状态Data数据CPU

7、I/O接口I/O端口1I/O端口2I/O端口3I/O装置8端口地址RDWR输出接口电路——变换作用接口与端口5．1．4I/O端口的编址方式独立编址I/O端口与存储器分别编址，互为独立。利用/MREQ（存储器请求）和/IORQ（输入输出请求），CPU有专门的I/O指令如：IN，OUT统一编址I/O端口与存储器采用一套地址，完全象存储器单元一样处理，使用访问存储器的指令。MCS51系列采用统一编址片内RAM与P0~P3均用MOV指令片外RAM与外扩口I/O口均用MOVX指令5．2．1无条件传送方式（又称同步传送）5．2

8、．2查询式传送方式（又称条件传送——异步传送）5．2．3中断传送方式5．2．4DMA传送方式5.2输入/输出数据的传送方式无条件I/O举例——显示程序设计5．2．1无条件传送方式（又称同步传送）应用外设工作速度固定无需等待的高速I/O输入时：movDPTR,#PORTmovx