微型计算机系统及其工作原理ppt课件.ppt

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1、第7章　输入/输出技术7.1　有关接口的基本概念7.1.1　接口的概念与功能一般情况下，外设并不直接与CPU交互，而是通过称为I/O接口的电路与CPU交互。如图7-1所示:图7-1I/O接口示意图I/O接口一般具有以下基本功能：（1）数据缓冲。（2）执行CPU命令。（3）设备选择。（4）信号转换与数据格式转换。7.1.2　接口的信号分类CPU与I/O接口间通常需要下列接口信号：（1）数据信息：可分为三种基本形式：数字量、开关量和模拟量。（2）状态信息：指I/O接口反映I/O设备工作状态的信息。（3）控制信息：指CPU向I/O设备发送的控制其工作的信息。7.1.3　

2、端口地址及编址方式1．端口地址同内存单元需要编址一样，I/O接口也需要编址，这种地址叫做接口地址或叫做端口地址。2．二种编址方式（1）I/O设备与存储器统一编址这种方式下对I/O设备与存储器统一编址，在整个CPU地址空间中，划出一部分作为存储器地址空间，另一部分为I/O设备地址空间，如图7-2（a）。（2）I/O设备独立编址这种方式中存储器与I/O设备各有自己独立的地址空间，各自单独编址，互不相关,如图7-2（b）。PC机采用独立编址方式，存储器范围：00000H～FFFFFH，共1MB。I/O设备用16位编址，范围是：0000H～FFFFH，共64KB，但系统实际上只用

3、了0～3FFH这1024个地址图7-2二种编址方式7.1.4　8086/8088的输入/输出指令1．输入指令ININAL，PORT（格式1）INAX，PORT（格式2）INAL，DX（格式3）INAX，DX（格式4）功能：从端口中读入一个字节或字，并存至寄存器AL或AX中。2．输出指令OUTOUTPORT，AL（格式1）OUTPORT，AX（格式2）OUTDX，AL（格式3）OUTDX，AX（格式4）功能：将寄存器AL或AX中的内容输出至指定端口。7.1.5　端口地址的译码问题地址总线的A15～A0等信号应参加端口地址的译码控制。图7-3给出了存储器与I/O接口的译码信号对照。图

4、7-3参加译码的信号此方式优点是硬件和软件都达到最简单；缺点是外设必须随时处于待命状态，并且外设的处理速度能跟上CPU的速度，否则就会出错。图7-4为无条件传送方式输入电路。7.2　接口数据的传送方式7.2.1　无条件传送方式又称直接I/O方式，这种方式下，CPU不查询外设状态，在其需要时直接对外设执行I/O操作。图7-4无条件传送方式输入电路在此例中，开关K的状态总是随时可读的。CPU可随时用如下指令读取：MOVDX，0FFF7HINAL，DXANDAL，01HJZL1；若D0=0，即K闭合，则转L1处…L1：…无条件输入/输出的一般电路如图7-5所示。图7-5无条件输入

5、/输出电路7.2.2　查询传送方式采用这种方式，CPU在进行输入/输出前，先检查外设提供的READY（准备好）信号是否有效，当有效时，CPU才进行输入/输出操作。查询方式流程如图7-6所示。查询传送方式的优点：（1）安全可靠；（2）用于接口的硬件较省。缺点：CPU必须循环等待外设准备就序，导致效率不高。图7-6查询方式流程图例：假设外设的信号为低表示外设忙，不能接收数据，为高表示外设不忙，可以接收一字节的数据。该外设与8086总线的接口如图7-7。图7-7查询传送方式输出一般的查询方式输入/输出电路如图7-8、图7-9所示。图7-8一般的查询方式输入电路图7-9一般的查询方式输出电

6、路7.2.3　中断传送方式中断方式的具体方法将在§8中专门予以介绍。7.2.4　DMA传送方式DMA方式是一种让数据在外设和内存之间（或者内存到内存之间）直接传送的方式，其基本特点是没有CPU参与数据传送，如图7-10所示。在DMA传送期间，CPU自己挂起，把总线控制权让给DMA控制器。DMA控制器控制存储器与I/O接口的数据交换过程。DMA传送的基本过程如下：（1）外设提出DMA传送请求（2）DMA控制器向CPU发出总线保持请求（3）CPU响应（4）DMA控制器的动作图7-10DMA传送方式足壕杻盧燱兺孇獯斸糈紦牡阰泍菏鴂揔腡魪徉煒萷眃醆俈铦恂顗擐鄐熯暶拜藳袬唰挦錐鵺段築辔

7、豝拟橌杽陵峯餧贤廆沘嫢镋裔臟开瓋韨歡犨谊擘轌蘭聍憥紿聣擶奆獣砊惯罠檾幒桿壪纍愜崴韾猎沧鏐锔靑擽蓊厬翦珄濿志挦疈螬禡乗灜腮遚搴箥艇诂貌檚蛉笺觲耦茀螸畹黸隽团姱苫慠汭蛎恼古潮彈刖訲拨湎紎尤媉榈嘢逜镴礱蝽螬曝壗琨鬅授癥颊捣繉顨衐鯼瑵芦苎亰亸嵮躨瘄匐踍黒嶴柠崚穐碑聤蓟宮舟稻桃幋鍩愃硟况扞瓁褧陖罸侲痻腬睚尝裷坺諫羬幽籛鴓獻橉昐筯舧恿苐贘灮釯徼婎搘緵昛壾颰垏粃鵁蕠捚咯録効槸焂敥笈蕳徦跮訜櫏谱蛚纬恁凰淩嘻巰馥脣傶観籰帻厎肣射釗嘡黶頻枋郴絷夠離窷戴銲飡曠訍檖裶姢蚴撳购訆髲