微机原理 第8章课件.ppt

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1、第8章输入／输出接口汤世平北京理工大学目录8.1　微型计算机的输入/输出接口8.2　并行通信与并行接口8.3　可编程并行通信接口芯片8255A8.4串行通信及串行接口8.5　可编程串行通信接口芯片8251A8.1输入输出接口计算机的重要组成部分实现计算机与外部设备通信，与外部设备交换信息。微机系统中最常用的外部设备键盘、显示器、打印机、磁盘机等。工业微机控制系统通过A/D转换器或D/A转换器与各种工业检测和控制仪表相连接这些仪表装置也属于外部设备。8.1.1输入输出接口-信号类型数字量:二进制形式的数

2、据，或是已经过编码的二进制形式的数据。最小单位为“位”(bit)，8位称为一个字节(BYTE)。模拟量:用模拟电压或模拟电流幅值大小表示的物理量。开关量:开关量信号只有两种状态，即“开”或“闭”。用一位二进制数表示。脉冲量计数脉冲、定时脉冲或控制脉冲。脉冲量信号是以脉冲形式表示的一种信号。8.1.2输入输出的控制方式程序控制方式中断控制方式直接存储器存取方式(DMA方式)输入/输出处理机方法1.程序控制方式在程序控制下进行信息传送无条件传送方式当外设已准备就绪，那就不必查询外设的状态而进行信息传输只适

3、用于简单的外设，如开关和数码段显示器等。条件传送方式CPU通过执行程序不断读取并测试外部设备状态如果输入外部设备处于已准备好状态或输出外部设备为空闲状态时，则CPU执行传送信息指令也称为“查询式传送”无条件传送方式的工作原理条件传送方式的工作原理（输入接口电路）条件传送方式的工作原理（输出接口电路）2.中断控制方式低速外部设备与CPU之间的信息交换。中断请求（接口部件的CPU）中断响应（CPU)对速度较高的外部设备会产生信息丢失，因此不能采用。3.DMA控制方式成块传送数据的方式。传送过程外设向DMA

4、控制器发出请求DMA控制器向CPU发出总线请求CPU响应请求，将总线使用权赋给DMA控制器传送完毕，DMA控制器向CPU发出“结束中断请求”CPU响应请求，收回总线使用权CPU只需在数据传送结束时响应一次中断，减轻了CPU的负担4.输入输出处理机控制方式对于有大量输入/输出设备的微机系统，DMA控制方式已不能满足这种需要。Intel公司生产与86系列配套的输入/输出处理机(IOP)8089。系统中设置了IOP后，86系列CPU必须工作在最大工作模式。8.2并行通信与并行接口并行通信：把一个字符的各数位

5、用几条线同时进行传输，传输速度快，信息率高。比串行通信所用的电缆多常用在传输距离较短(几米至几十米)和数据传输率较高的场合。8.2.2并行接口实现并行通信的接口就是并行接口。一个并行接口可设计为只作为输出接口，如一个并行接口连接一台打印机；还可设计为只作为输入接口，如一个并行接口连接卡片读入机。也可以设计成既作为输入又作为输出的接口。它可以用两种方法实现利用同一个接口中的两个通路，一个作输入通路，一个作输出通路；用一个双向通路，既作为输入又作为输出。前一种方法是用在主机需要同时输入和输出的情况，如此接

6、口既接纸带读入机，又接纸带穿孔机。后一种方法是用在输入输出动作并不同时进行的主机与外部设备之间，如连接两台磁盘驱动器。8.2.2并行接口典型的并行接口和外部设备连接如图所示8.3可编程并行通信接口芯片8255A8255A是Intel86系列微处理机的配套并行接口芯片可为86系列CPU与外部设备之间提供并行输入/输出的通道。可以通过软件来设置芯片的工作方式通常不用再附加外部电路，比较方便。8.3.18255A芯片内部结构及其功能1.并行输入输出接口A，B，C包含3个8位端口端口A包含一个8位数据输出锁存

7、/缓冲存储器和一个8位数据输入锁存器端口B包含一个8位数据输入/输出、锁存/缓冲存储器和一个8位数据输入缓冲存储器端口C包含一个输出锁存/缓冲存储器和一个输入缓冲存储器。必要时端口C可分成两个4位端口，分别与端口A和端口B配合工作通常将端口A和端口B定义为输入/输出的数据端口，而端口C可作为状态或控制信息的传送端口。2.A组与B组的控制部件端口A与端口C的高4位(PC7～PC4)构成A组，由A组控制部件实现控制功能端口B与端口C的低4位(PC3～PC0)构成B组，由B组控制部件实现控制功能。它们各有一

8、个控制单元，可接收来自读/写控制部件的命令和CPU通过数据总线(D7～D0)送来的控制字，并根据它们来定义各个端口的操作方式。3.数据总线缓冲存储器三态双向8位数据缓冲存储器是8255A与8086CPU之间的数据接口。CPU执行输出指令时，可将控制字或数据通过数据总线缓冲存储器传送给8255A。CPU执行输入指令时，8255A可将状态信息或数据通过总线缓冲存储器向CPU输入。是CPU与8255A之间交换信息的必经之路。4.读/写控制部件8255A内部完成