微机原理第六章输入输出接口课件.ppt

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1、第6章第6章基本输入输出接口教学重点I/O接口电路的典型结构无条件传送方式查询传送方式中断工作过程第6章：6.1I/O接口概述为什么需要I/O接口（电路）？微机的外部设备多种多样工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作速度方面彼此差别很大它们不能与CPU直接相连必须经过中间电路再与系统相连这部分电路被称为I/O接口电路多种外设第6章：6.1I/O接口概述（续1）什么是I/O接口（电路）？I/O接口是位于系统与外设间、用来协助完成数据传送和控制任务的逻辑电路PC机系统板的可编程接口芯片、I/O总线槽的电路板（适配器）都是接口电路CPU接口电路I/O设备I/O接

2、口的典型结构数据端口:存放CPU与外设之间传送的数据信息。状态端口:反映当前外设所处的工作状态。控制端口:CPU通过接口向外设传送控制信息。第6章：1.接口电路的内部结构CPU与外设主要有数据、状态和控制信息需要相互交换，于是从应用角度看内部：⑴数据寄存器输入数据寄存器：保存外设给CPU的数据输出数据寄存器：保存CPU给外设的数据⑵状态寄存器保存外设或接口电路的状态⑶控制寄存器保存CPU给外设或接口电路的命令第6章：2.接口电路的外部特性主要体现在引脚上，分成两侧信号面向CPU一侧的信号：用于与CPU连接主要是数据、地址和控制信号面向外设一侧的信号：用于与

3、外设连接提供的信号五花八门功能定义、时序及有效电平等差异较大第6章：6.1.3I/O端口的编址1.概念I/O端口:是接口电路中CPU能访问的寄存器的地址.I/O操作:CPU对I/O接口电路(与设备相关)的操作.不是访问I/O设备.2.端口编址方式（1）I/O端口与存储器统一编址它们共享一个地址空间如M6800（2）I/O端口单独编址I/O地址空间独立于存储地址空间如8086/8088端口第6章：⑵I/O端口与存储器统一编址优点：不需要专门的I/O指令I/O数据存取与存储器数据存取一样灵活缺点：I/O端口要占去部分存储器地址空间程序不易阅读（不易分清访存和访

4、问外设）内存部分I/O部分存储器空间00000FFFFF第6章：⑴I/O端口单独编址优点：I/O端口的地址空间独立控制和地址译码电路相对简单专门的I/O指令使程序清晰易读缺点：I/O指令没有存储器指令丰富硬件上，CPU需要一根专门的引脚线来指明地址线上地址是存储器地址还是I/O设备的地址内存空间I/O空间FFFFF0FFFF80x86采用I/O端口独立编址第6章：6.1.6数据传送方式程序控制下的数据传送——通过CPU执行程序中的I/O指令来完成传送，又分为：无条件传送、查询传送、中断传送直接存储器存取（DMA）——传送请求由外设向DMA控制器（DMAC）

5、提出，后者向CPU申请总线，最后DMAC利用系统总线来完成外设和存储器间的数据传送第6章：6.2无条件传送方式及其接口在CPU与慢速变化的设备交换数据时，可以认为它们总是处于“就绪”状态，随时可以进行数据传送，这就是无条件传送，或称立即传送、同步传送适合于简单设备，如LED数码管、按键或按纽等无条件传送的接口和操作均十分简单这种传送有前提：外设必须随时就绪流程第6章：6.3查询传送方式及其接口CPU需要先了解（查询）外设的工作状态，然后在外设可以交换信息的情况下（就绪）实现数据输入或输出对多个外设的情况，则CPU按一定顺序依次查询（轮询）。先查询的外设将优

6、先进行数据交换查询传送的特点是：工作可靠，适用面宽，但传送效率低就绪？第6章：查询传送的两个环节⑴查询环节寻址状态口读取状态寄存器的标志位若不就绪就继续查询，直至就绪⑵传送环节寻址数据口是输入，通过输入指令从数据端口读入数据是输出，通过输出指令向数据端口输出数据输入状态就绪？数据交换YN流程例6-3：设有某输入接口，状态口地址83H,数据口地址80H,当状态口的D7为1时,数据准备好。试编写查寻式输入一个数据的程序；POLL：INAL，83HTESTAL，80H；检查状态位D7JZPOLL；D7=0,没就绪，继续查询INAL，80H；D7=1,就绪，从数据

7、端口；读入数据D7D6D0READY查询式输入：第6章：6.4中断传送方式中断传送方式中断传送方式的原理启动外设外设准备好数据,发一个选通信号外设向CPU发中断请求CPU受到中断请求信号，暂停现行程序CPU执行中断服务程序，执行输入输出操作中断服务程序结束，返回原来程序流程第6章：6.5DMA传送方式希望克服程序控制传送的不足：外设→CPU→存储器外设←CPU←存储器直接存储器存取DMA：外设→存储器外设←存储器CPU释放总线，由DMA控制器管理第8章：DMA传送的工作过程⑴CPU对DMA控制器进行初始化设置⑵外设、DMAC和CPU三者通过应答信号建立联系

8、：CPU将总线交给DMAC控制⑶DMA传送DMA读存储器：存储器→