第7章 微机原理总线接口技术ppt课件.ppt

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1、第7章常用芯片的接口技术◆I/O设备是微机系统必不可少的组成部分◆I/O接口技术◆任何I/O设备都必须通过I/O接口与CPU相连——通过硬件、软件结合，把I/O设备与CPU连接起来，以实现两者间正确通信的技术。输入输出系统包括硬件与软件两部分硬件：I/O控制部件、I/O接口、I/O设备软件：驱动程序2.CPU与外设通信的特点需要有接口作为CPU与外设通讯的桥梁；速度信号种类：模拟、数字；并行、串行逻辑电平需要有数据信息传送之前的“联络”；需要传递的信息有三方面内容：状态、数据及控制信息。§7.1

2、概述CPUI/O接口外设控制数据地址控制数据状态接口电路通常包含一组能够与处理器交换信息的寄存器或缓冲器，称为I/O端口数据端口——存放数据信息状态端口——存放状态信息，即反映外设当前工作状态的信息控制端口——存放控制信息I/O端口CPU数据状态控制外设I/O接口DB接口和端口┅┅┅┅接口1接口2接口N端口1端口2端口m端口1端口1端口2端口2端口m端口m端口编址端口地址=芯片地址（高位地址）+片内地址3.接口的功能地址选择:进行地址译码或设备选择，以便使CPU能与某一指定的外部设备通讯；控制功

3、能:CPU向I/O设备发出的各种控制命令由I/O接口传送状态指示:CPU需了解I/O设备的当前状态，由以协调数据传送之前的准备工作；进行信息格式转换，如正负逻辑的转换，串行与并行数据转换等；进行电平转换，如TTL电平与MOS电平间的转换；协调速度；可编程性时序控制，提供实时时钟信号。4.接口的分类按信息传输方式分类：并行接口串行接口按通用性分类：通用接口(USB)专用接口(键盘、鼠标)按可编程性分类：可编程接口不可编程接口5.接口的基本构成数据线控制线状态线DBCBAB数据输入寄存器(or三态门

4、)数据输出寄存器(锁存器)状态寄存器(or三态门)命令寄存器译码电路控制逻辑数据输入/输出寄存器暂存输入/输出的数据命令寄存器存放控制命令设定接口功能、工作参数和工作方式。状态寄存器保存外设当前状态，以供CPU读取。7.2外设接口的编址方式8086/8088的寻址能力：内存：1MB端口：64K个编址方式：与内存统一编址独立编址端口与内存的统一编址特点：指令及控制信号统一；内存地址资源减少内存地址960KBI/O地址64KB00000HF0000HFFFFFH端口的独立编址特点：内存地址资源充分利

5、用能够应用于端口的指令较少内存地址I/O地址00000HFFFFFHFFFFH0000H端口的寻址8088/8086寻址端口数：64K个寻址端口的信号：IOR、IOWA15～A08088/8086的I/O端口编址采用I/O独立编址方式(但地址线与存储器共用)地址线上的地址信号用IO/M来区分I/O操作只使用20根地址线中的16根：A15～A0可寻址的I/O端口数为64K(65536)个I/O地址范围为0～FFFFHI/O地址的译码目的：确定端口的地址参加译码的信号：IOR，IOW，高位地址信号O

6、UT指令将使总线的IOW信号有效IN指令将使总线的IOR信号有效I/O译码的地址信号当接口只有一个端口时，16位地址线一般应全部参与译码，译码输出直接选择该端口；当接口具有多个端口时，则16位地址线的高位参与译码（决定接口的基地址），而低位则用于确定要访问哪一个端口。I/O地址译码例某外设接口有4个端口，地址为2F0H——2F3H，由A15～A2译码得到，而A1、A0用来区分接口中的4个端口。试画该接口与系统的连接图。I/O地址译码例地址范围：××××001011110000××××001011

7、110011任意状态A11片内地址图中不接入I/O地址译码例译码电路图：≥1A11A10A8A3A2A9A7A4┇&CEA1A0接口芯片IORIOW&§7.3输入/输出的基本方式及基本模式无条件传送查询式传送中断方式传送直接存储器存取(DMA)程序控制方式一、无条件传送要求外设总是处于准备好状态优点：软件及接口硬件简单缺点：只适用于简单外设，适应范围较窄无条件传送例读取开关的状态；当开关闭合时，输出编码使发光二极管亮。MOVDX，38F0HINAL，DXMOVDX，38F3HOUTDX，ALDC

8、PQD0D1输出口地址38F3H输入口地址38F0H+5V1二、查询工作方式仅当条件满足时才能进行数据传送；每满足一次条件只能进行一次数据传送。适用场合：外设并不总是准备好对传送速率和效率要求不高工作条件：外设应提供设备状态信息接口应具备状态端口READY?进行一次数据交换读入并测试外设状态YN传送完？Y结束N每满足一次条件只能进行一次数据传送开始查询工作方式流程图超时?READY?与外设进行数据交换超时错读入并测试外设状态YNYN传送完？防止死循环复位计时器NY结束N查询工作方式例外设状态端口