第7章 输入输出和接口应用

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1、第七章输入/输出和接口应用(input/outputandinterfaceapplication)§7.1接口(interface)外设的工作状态及数据通过接口送给主机，主机对外设的命令及数据通过接口送到外设主机接口外设信息：数据（数字量，模拟量，开关量），状态，控制接口：CPU与内存及CPU与外设之间通过总线进行连接的逻辑部件（电路），有存储器接口和I/O接口端口：I/O接口内的寄存器，用来暂存和传送CPU与外设交换的数据、状态和控制信息，每个端口都有一个地址一．I/O接口的作用1．外设与主机

2、速度匹配2．主机与外设交换信息：状态信息、数据信息和控制信息3．变换传输方式二．I/O接口的主要职能实现数据缓冲，地址译码（提供I/O地址），信息转换，提供命令译码和状态信息，定时和控制.三．I/O端口的编址方式1．统一编址：也叫存储器编址，即存储器对应输入输出方式2．独立编址：也叫I/O编址，即端口寻址的输入输出方式§7.2输入/输出方式(I/Omode)通常采用三种输入/输出方式，即程序控制、程序中断、直接存储器存取一．程序控制输入/输出方式1．无条件传送CPU不考虑外设状态，只管用IN、OU

3、T指令传送数据2．条件传送，即查询方式CPU在传送数据之前先查询外设状态，如果外设准备就绪，就与外设交换数据，否则继续查询33┇CHECK：INAL，STATUS；读状态端口ANDAL，80H；检查最高位是否为0（0为准备好）JNZCHECK；未准备好，继续检查MOVAL，STORE；准备好，从内存取数OUTDATA，AL；从数据端口输出┇二．程序中断输入/输出方式CPU执行主程序，不用查询外设状态，而由外设通过中断请求线INTR（或NMI）向CPU请求中断，CPU响应后与外设进行信息交换，完成后

4、继续执行主程序三．直接存储器存取方式DMA（DiractMemoryAccess）在DMA方式中，CPU响应总线请求让出总线，由DMA控制器直接控制存储器与外设的互相传送（见P197，F8-14）·另有一种叫专用I/O处理机方式被广泛采用，原来由CPU完成的各种I/O操作与控制全部由I/O处理机（IOP）完成，与CPU并行工作。在8086/8088系列中，8089就是一个常用的高性能IOP，它有2个独立通道，每个都兼有CPU功能和DMA功能。IOP专门用于处理高速I/O设备。§7.3定时与计数(t

5、imingandcounting)Intel8253可编程定时器/计数器（可编程间隔定时器PIT——ProgrammableIntervalTimer）采用NMOS工艺，单一+5V电源，24脚双列一．8253的基本结构和功能1．结构：内部结构及引脚（见P188，F8-2，F8-3）338253由数据总线缓冲器、读/写逻辑、控制字寄存器、三个计数器组成·数据总线缓冲器·读/写逻辑（见P189，T8-1）CSRDWRA1A0寄存器选择和操作0100001001010100101100100001010

6、011000111写入计数器0#写入计数器1#写入计数器2#写入控制寄存器读计数器0#读计数器1#读计数器2#无操作（三态）331xxxx011xx未选中（三态）无操作（三态）·控制字寄存器·三个计数器（见P186，F8-1）由一个16位的可预置值的减法计数器构成，引脚CLK——输入脉冲，其周期不能小于380ns（即f<2.5MHZ）GATE——门控信号，作为控制计数器工作的外部信号，低电平禁止计数OUT——输出，计数到0时输出，可作为中断请求线2．主要功能（1）三个独立的16位计数器通道，每个计

7、数器都可以二进制或二——十进制方式计数（2）每个计数器的计数频率范围为0~2MHZ（3）每个通道有6种工作方式由编程选择（4）所有的输入/输出都与TTL兼容二．8253的控制字由CPU向8253写入，用来选择8253的工作方式D7D6D5D4D3D2D1D0计数器读/写格式工作方式数制（见P193，F8-10）D7D6=00选择计数器0#01选择计数器1#10选择计数器2#11非法选择D5D4=00计数器锁存命令（这时计数单元CE的数据锁存到输出锁存器OL中）01只读/写计数器低8位（高8位自动设

8、0）10只读/写计数器高8位（低8位自动设0）11先读/写计数器低8位，再读/写计数器高8位D3D2D1=000方式0001方式1X10方式233X11方式3100方式4101方式5D0=0二进制（0~FFFFH）1BCD（0~9999）三．8253的工作方式1．方式0：计数结束产生中断(见P189，F8-4)特点：(1)不重复计数，计数到OUT保持高，只有写入新计数值时OUT变低才开始新计数(2)计数过程若GATE=0时暂停计数，GATE=1时继续计数(3)计数中若改写计数值，则