第5章微机与外设的数据传输ppt课件.ppt

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1、第5章微机与外设的数据传输微机中接口的基本概念接口的功能接口电路的基本结构端口的概念I/O端口的编址方式CPU与输入/输出设备之间的信号CPU和外设之间的数据传送方式无条件传送方式查询方式中断方式5.1I/O接口概述5.1.1使用接口电路的原因接口可起到CPU与不同外设进行串行、并行信息的转换作用接口可起到模/数与数/模的转换作用非数字式信号必须经过转换，使其成为对应的数字信号才能送到计算机总线。这种A/D，D/A转换是通过接口来完成的。接口对I/O过程起到缓冲和联络作用解决外设存取速度和CPU速

2、度不匹配的问题输入输出（I/O）接口：是把外部设备与微型计算机连接起来实现数据传送的控制电路。外设必须通过接口电路与微机系统总线相连接数据总线控制总线地址总线数据线控制线状态线接口电路外部设备5.1.2接口电路的分类按通用性分类通用接口：可供多种外部设备使用的标准接口，目的是使微机正常工作。通常制造成集成电路芯片，也称为接口芯片。最初的IBM-PC使用的接口芯片：8284、8288、8255、8259、8237、8253后来的微机将这些芯片集成为大规模集成电路芯片，称为芯片组。专用接口：为某种用途

3、或某类外设而专门设计的接口电路，目的在于扩充微机系统的功能。通常制造成接口卡，插在主板总线插槽上使用通用接口和专用接口的界限并不严格。接口电路的分类按可编程性分类简单的输入/输出接口芯片如锁存器74LS373、单向缓冲器74LS244、双向缓冲器（数据收发器）74LS245等。可编程接口芯片：其功能可以由软件来选用控制。如并行输入输出接口8255、定时器/计数器8253、中断控制器8259、DMA控制器8237等。5.1.3接口电路的功能简单地说，一个接口的基本功能是在系统总线和I/O设备之间传输

4、信号，提供缓冲作用，以满足接口两边的时序要求。接口的功能概括如下：寻址功能输入/输出功能数据转换功能联络功能中断管理功能可编程功能复位功能错误检测功能*对于一个具体的接口来说，未必全部具备这些功能，但必定具备其中的几个功能。5.1.4接口电路的基本结构数据线控制线状态线DBCBAB数据输入寄存器(or三态门)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接口与端口接口是每个外设或每种外设与微处理器相连时使用的电路。一般在接口的内部除了与外设打交道的工作电路外，还包含一组

5、程序可访问的寄存器，这些寄存器可以具有相互独立的地址，也可以几个一组，共用一个地址。这样的寄存器或寄存器组称为输入/输出端口（I/Oport）。CPU以访问端口的形式来访问接口。进而CPU通过这些端口与该接口所连接的外部设备进行信息交换。为传递的数据提供缓冲、锁存等功能的称为数据端口。用来保存设备和接口的状态信息，供CPU查询的称为状态端口。用来保存CPU发出的命令，以控制接口与外部设备的执行动作的称为控制（或命令）端口。接口与端口接口上可以包含唯一的端口,也可以包含几个端口。对CPU程序来说，接

6、口仅是一个笼统的概念，而接口中的各个端口寄存器是CPU程序与接口打交道的具体对象。端口的地址和端口的数据是程序唯一可见的内容，而接口和外设在程序中是无法直接反映出来的。端口一般分为数据端口、状态端口和控制端口。5.1.5I/O端口的编址方式端口有两种编址方式：统一编址和独立编址。统一编址：把外设接口与内存统一进行编址。各占据统一地址空间的不同部分。利用对存储器的读写操作完成数据的输入和输出。优点可使用全部对存储器操作指令，指令多，方便灵活；访问控制信号统一。缺点内存可用地址空间减小；寻址地址线数多

7、，译码复杂。0000H地址空间(共1MB)内存地址(960KB)I/O地址(64KB)FFFFFHEFFFFHF0000HI/O端口的编址方式独立编址：计算机单独给外设端口编址，外设地址空间和内存地址空间相互独立。PC系列机采用I/O端口独立编址方式优点：内存地址空间不受I/O编址的影响；I/O空间较存储器空间小，地址线少，译码电路简单。缺点：要有专门输入输出指令；I/O指令功能较弱，寻址方式少，不灵活。8088总线A19-A0A9-A0MEMR、MEMWIOR、IOW、AEN存储器输入/输出5.

8、1.68086的I/O编址把端口地址放在DX寄存器中，对该端口进行读写，可寻址的端口号为0~65535(FFFFH)INAL,DXOUTDX,AL端口地址小于或等于FFH(255)，可以用立即数表示端口地址。INAL,42HOUT43H,AL5.2CPU与输入/输出设备之间的信号CPU和I/O设备之间的信号分类数据信息数字量模拟量开关量状态信息：对于输入设备来说，用READY信号来标明待输入的数据是否准备就绪。对于输出设备来说，用BUSY信号来表示输出设备是否处于空闲状态。控制信息