输入与输出ppt课件.ppt

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1、第7章输入与输出（I/O）本章主要教学内容输入输出接口的基本概念I/O端口的寻址方式输入/输出数据的传输控制方式本章教学目的及要求掌握输入/输出接口电路的基本概念；掌握I/O端口的编址方法和特点及其地址译码方法；了解PC机的I/O端口地址分配情况；掌握CPU与外设数据传送的控制方法。7.1输入输出（I/O）接口的基本概念程序、原始数据和各种现场信息需要输入计算机；计算结果或给出的各种控制信号需要输出进行显示、打印和实现动作控制；CPU与外设之间的信息交换需通过I/O接口来实现。CPURAMROMI/O接口I/O接口I/O接口I/O接口外存输入设备输出设备过程通道7

2、.1.1I/O接口的定义及功能1.I/O接口的定义接口的基本意思是交接界面（Interface），在计算机中指不同硬件或软件之间的连接部分；I/O接口指设置在主机与外设之间，使两者协调工作的连接电路；I/O接口在CPU和外设之间建立一个缓冲隔离区，解决两者在数据形式、数据的传递方式以及传输速率等方面存在很大差异的矛盾。2.I/O接口的功能实现数据传送及相应的控制，具体包括：信号暂存格式转换传送路径的切换控制状态信号的交换设备动作控制中断管理错误检测不同接口电路由于使用方式及功能要求各异，所以复杂程度存在较大差异，可包含上述的一种或几种功能。7.1.2接口电路中的信

3、息数据信息是CPU与外设交换的基本信息和最终目的，通常是8位和16位。根据类型可分为：数字型，模拟型，开关型及脉冲型等；数据的传送可以是输入，也可以是输出。状态信息反映外设当前的工作状态。对于输入设备，通常用数据准备就绪（READY）表示待输入数据已准备好；对于输出设备，通常用忙碌（BUSY）表示外设是否处于空闲状态；状态信息通过接口送往CPU，CPU在数据就绪和外设不忙的情况下才进行I/O操作。控制信息是用于控制接口和外设工作的信息。控制信息由CPU送给接口和外设。7.1.3端口的概念接口电路中传输的数据、状态和控制信息是不同性质的信息，需要区别对待；CPU通过

4、接口与外设交换信息时，对于三种不同性质的信息都用相同的IN、OUT指令以数据的形式通过数据总线进行传递；CPU与多个接口电路相连接，某一时刻只能与一个外设交换一种信息。接口中要分别设计存储不同信息的寄存器，即端口；每个端口都有自己独立的地址；复用端口通过操作顺序或数据特定标志位加以区分；接口电路的硬件设计对编程不可见，编程时需要清楚端口的分配及其相应的功能。数据输入寄存器数据输出寄存器状态寄存器控制寄存器地址译码控制电路外部设备CBABDB数据状态控制7.1.4接口的类型接口电路种类繁多，功能各异；按通用性划分：专用接口，如显卡、声卡、网卡、键盘和鼠标控制器、以及

5、软、硬盘控制器等；通用接口可供多种外设使用，如8255A、8251A等。按数据传送方式划分：并行接口和串行接口；按复杂程度划分：大规模集成的，具有标准、系列、智能等特点；分立元件的，自行设计；接口电路设计存在多种规范，如LPT、COM、USB（板载）和扩展槽的使用，PnP技术等等。7.2I/O端口的寻址方式7.2.1I/O端口的编址1.I/O端口和存储器统一编址端口地址和存储单元地址共同占用存储器的访问空间；端口输入和输出操作等同于存储器的读和写操作；优点：不用设置专用的I/O命令；CPU可以用访存命令，以及各种操作数寻址方式对I/O端口操作；缺点：在地址总线根数

6、一定的情况下，使系统中实际可以直接寻址的内存单元数减少；指令代码较长（端口地址字节多），对提高系统的运行速度不利。00000HI/O端口编址空间内存空间FFFFFH2.I/O端口独立编址端口地址和存储单元地址分别建立在各自的地址空间，独立寻址；CPU要用专门的I/O指令访问I/O端口。8088CPU采用I/O端口独立寻址：最小方式时用M/IO信号区分是访问存储器还是IO；最大方式时，用MWRC和MRDC访问存储器，用IOWC和IORC访问端口。I/O空间0000HFFFFH00000H内存空间FFFFFH1MB64KB7.2.2I/O端口地址译码方法1.直接地址译

7、码（固定式）按分配给某接口的地址区域，对部分高位地址译码产生对该接口包含各寄存器（端口）的组选信号，再由低位地址对组内端口译码寻址。G1Y0G2AG2BCBAIOWCA5A6A7AENA9A8Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7LS02&LS02&DMACSINTRCST/CCSPPICSNMI屏蔽寄存器DMA页面寄存器IBMPC系统板上的接口地址译码电路CSA9A7A6A5A8A4A3A2A1AEN分立元件译码电路2E0H~2E1H2.SWITH可选地址译码这是一种灵活的地址译码方法，采用SWITCH开关选择不同的地址组，并通过比较电路确定其中一组地址。P0P7GQ0Q

8、7+5V+