微机原理电子教案第5章资料课件.ppt

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1、第5章微型计算机和外设的数据传输本章重点:接口电路的功能接口部件和I/O端口CPU和外设之间的三种数据传输方式、各自优缺点和使用场合中断传输方式的原理和可屏蔽中断的响应过程DMA方式的原理和DMA控制器的功能教学建议：在讲述接口电路的I/O端口基础上，以讲清楚中断方式的原理和DMA方式原理为目标。本章用2学时。5.1为什么要用接口电路（1）接口电路按功能可分为两类:使微处理器正常工作所需的辅助电路输入输出接口电路:（2）为什么要用接口电路5.2CPU和输入输出设备之间的信号CPU和输入输出设备之间有以下几类信号:（1）数据信息,又分为

2、：数字量模拟量开关量（2）状态信息（3）控制信息5.3接口部件的I/O端口数据端口状态端口控制端口或命令端口外设通过接口和系统的连接5.4CPU和外设之间的数据传送方式解决定时问题的三种传送方式：程序方式中断方式DMA方式5.4.1程序方式1.无条件传送方式图无条件传送方式的工作原理2.条件传送方式（1）条件传送的概念（2）条件传送的三个环节：CPU从接口中读取状态字CPU检测状态字传送数据查询式输入的接口电路查询式输出的接口电路查询式输入过程的流程图5.4.2中断方式1.中断传送方式的原理可屏蔽中断的响应和执行2.中断优先级问题的解

3、决(1)解决中断优先级的三种办法：软件查询方式简单硬件方式——菊花链法专用硬件方式(2)三种方法的优缺点中断优先级菊花链及其逻辑电路(a)菊花链(b)菊花链逻辑电路中断请求典型的可编程中断控制器5.4.3DMA方式1.DMA传送方式的提出DMA传送方式的优点数据传输率2.DMA控制器d的功能和原理DMA控制器的功能：向CPU发总线请求信号实行对总线的控制修改所用的存储器或接口的地址指针发读写控制信号存放数据长度交还总线控制权DMA传输单个数据(输出过程)的原理DMA控制器的内部最小配置和接口要求从接口往内存传输一个数据块的过程：①接口

4、往DMA控制器发一个DMA请求②得到总线控制权③地址寄存器的内容送地址总线④通知接口将数据送到数据总线⑤数据送到所指单元⑥地址寄存器的值加1⑦字节计数器的值减1⑧如字节计数器的值不为0，则回到①;否则结束DMA传输对接口的要求：①控制寄存器有1位指出数据传输方向②控制寄存器有1位用来启动I/O操作③状态寄存器有1位指出设备当前是否处于忙状态DMA传输对DMA控制寄存器的要求：①有1位作为DMA允许位②有1位用来确定DMA方向③有1位决定进行一次传输后放弃还是维持对总线的控制权④状态寄存器有1位表示数据块传输是否结束对DMA控制器和接口

5、部件预置的信息：①往DMA控制器的字节计数器设置初值②往DMA控制器的地址寄存器中设置地址初值③对DMA控制器设置控制字并启动DMA操作④对接口部件设置控制字并启动I/O操作启动数据块输入的例子IDLE:INAL,INTSTAT;检测设备是否处于忙状态，如是，则等待TESTAL,04JNZIDLEMOVAX,COUNT;设置计数OUTBYTE-REG,AXLEAAX,BUFFER;设置地址初值OUTADD-REG，AXMOVAL，DMAC;取原DMA控制字ORAL，49H;设置方向、块传输;和允许标志OUTDMACON,AL;置DMA

6、控制字MOVAL，INTC;设置接口的传输方向;及允许标志ORAL，05HOUTINTCON,AL;设置接口的控制字3.DMA控制器的工作特点是一个接口电路能够控制系统总线操纵外设和存储器之间的数据传输5.4.4输入输出过程中提出的几个问题1.系统如何知道接口已准备好数据等待CPU提取或者准备接收CPU的数据?2.当系统中有几个设备处于同一种传输方式之下、而且同时发传输请求时，系统到底先响应哪个请求?