河科大微机原理五.ppt

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1、一、输入输出概念计算机与外围设备交换数据称为“输入/输出”。CPU与外围设备之间的信息交换需通过一个中间环节，这个中间环节叫外设接口电路（简称接口）。CPU与外设交换的信息包括以下三类：1、数据信息2、状态信息3、控制信息§５.１输入和输出数据信息又分为三种类型：①数字量，②开关量，③模拟量。状态信息反映外设当前所处的工作状态。控制信息是由CPU发出的、用于控制接口工作方式或外设的启动和停止的信息。状态信息、控制信息和数据信息，通常都是以数据形式通过数据总线传送的。一、输入输出概念端口：接口电路中有分

2、别存放不同信息的寄存器，称为端口，可由CPU进行读写操作。状态信息、控制信息和数据信息就存放在接口里的不同端口中，可分“数据口”、“状态口”和“控制口”。一个外设接口中常有若干个端口，而每个端口对应一个不同于别的端口的地址。CPU通过地址进行读写操作。一、输入输出概念（续）二、I/O端口的寻址方式计算机I/O端口的寻址方式有两种——I/O指令寻址和存储器映象I/O寻址。1、I/O指令寻址方式用专用的IN和OUT指令访问I/O端口；存储器单元与I/O端口分别独立编址，允许它们出现地址重叠现象。8086C

3、PU即属于这种方式，有IN和OUT指令。可寻址220=1M个内存单元内存范围00000～FFFFFH内存单元的地址有5种寻址方式可寻址216=64K个I/O端口I/O端口范围0000～FFFFHI/O端口的地址由一个8位二进制数直接寻址或DX寄存器间接寻址I/O空间内存空间8086CPU采用I/O端口与存储器分别独立编址所有访问存储器的指令均可用于访问I/O端口；存储器和I/O端口共用一个地址空间；即存储器单元与I/O端口统一编址，也就是将每个端口作为存储器的一个单元对待。2、存储器映象的I/O寻址1

4、.输入指令INport为数字形式的端口地址,大小为0～255或0～FFH三、8086的I/O指令(1)INAL，28H若(28H端口)=10101111B执行后(AL)=(28H端口)=0AFH(2)INAX，28H若(28H端口)=10101111B(29H端口)=01010000B执行后(AL)=(28H端口)=0AFH(AH)=(29H端口)=50H输入指令IN：(3)MOVDX，300HINAL，DX若(300H端口)=69H执行后(AL)=(300H端口)=69Hport为数字形式的端口地址

5、,大小为0~255或0~FFH2.输出指令OUT(1)OUT21H,AL若(AL)=11001100B执行后（21H端口)=0CCH(2)MOVDX，21BHOUTDX，AL若（AL）=10100110B执行后(21BH端口)=(AL)=0A6H输出指令OUT：1.无条件传送（CPU与外设同步工作）：外部控制过程各种动作时间是固定的，而且是已知的。2.查询方式（CPU与外设不同步工作）：传送前，先查询外设状态，准备好才传送，否则CPU处于等待状态。四、I/O数据传送的控制方式3.中断方式：外设与CPU

6、处于并行工作，一旦外设准备好，外设向CPU发中断申请，条件具备，CPU暂停原程序执行，响应中断，外设与CPU串行工作。4.DMA方式（高速I/O及成组交换数据）：CPU不干予，由硬件实现存储器与外设之间交换数据，称直接存取存储器。四、I/O数据传送的控制方式（续）5.I/O处理机方式：直接由I/O处理机控制完成。四、I/O数据传送的控制方式（续）实现方法CPU不查询外设工作状态，与外设速度的匹配通过在软件上延时完成，在程序中直接用I/O指令，完成与外设的数据传送特点1.适用于外设动作时间已知，在C

7、PU与外设进行数据传送时，外设保证已准备好的情况。2.软硬件十分简单。1、无条件传送方式(同步传送方式)D7～0数据总线地址总线端口译码器﹠M/IOWRRD﹠输出锁存器输入锁存器至输出设备自输入设备无条件传输方式2.查询传送方式实现方法：在与外设进行传送数据前，CPU先查询外设状态，当外设准备好后，才执行I/O指令，实现数据传送特点：1.CPU通过不断查询外设状态，实现与外设的速度匹配2.CPU的工作效率低输入设备锁存器数据缓冲器三态缓冲器RQD+5V地址译码REDAY﹠﹠选通数据数据地址总线RD

8、M/IORD查询输入接口（图）输出设备数据锁存器RQD+5V状态寄存器端口译码﹠﹠数据ACK选通信号WRBUSY地址总线RDM/IO数据总线查询输出接口（图）NY从状态端口读入状态信息从数据端口传送一个数据外设准备好否？查询传送方式，编程流程：实现方法：1.当外设准备好，向CPU发出中断请求2.CPU在满足响应中断的条件下，发出中断响应信号；3.CPU暂停当前的程序，转去执行中断服务程序，完成与外设的数据传送；4.CPU从中断服务程序返回，继续执行被中