第六章 输入与输出系系统.ppt

第六章 输入/输出系统 微机与输入/输出设备信息交换 无条件传送方式 查询方式 中断方式 直接存贮器存取(DMA)方式 可编程定时器/计数器8254 接口电路应具备的功能 基本功能数据缓冲功能——设置数据缓冲器或锁存器，解决高速主机与低速外设的矛盾，避免因速度不同而丢失信息。 联络功能——提供外设的状态。 寻址功能——有I/O端口地址译码器，以便产生片选信号或者端口寄存器的选中信号。 数据转换功能——CPU处理的是并行数据，而外设处理的是串行数据。因此有数据的“串→并”和“并→串”的转换功能。 L 中断管理功能——为了便于CPU使用中断方式与端口寄存器交换信息，而设置中断控制电路，控制功能交给CPU，即CPU执行输出指令就可以允许或者禁止接口电路中断请求的提出与否。 接口电路的分类 按通用性分： n???????? 专用接口：如CRT显示控制器、软磁盘控制器、键盘控制器、DMA控制器。 n???????? 通用接口：不用附加电路，即可连接各种不同的外设。 按编程分类： n???????? 可编程接口：不改动硬件，只须修改初始化程序就可改变工作方式。 n???????? 不可编程接口。 l按与外设的传递方式分： n???????? 并行I/O接口——按字长传递（即8位或16位同时传送） n???????? 串行I/O接口——按位传递（即一个二进制位传送） 输入/输出端口 端口——接口电路中包含的一组能与CPU交换信息的寄存器，称为I/O端口寄存器或称端口。分为三类： 1．数据端口——用于存放数据信息（通常为8位或16位） l???????? 输入过程：数据由外设→数据端口→数据总线DB→CPU l???????? 输出过程：数据从CPU→数据总线DB→数据端口经数据线→外设。 2．状态端口——存放外设当前工作状态的信息。作为一种输入数据CPU可读取。 l???????? 输入接口电路——反映输入数据是否准备好。 l???????? 输出接口电路——反映输出设备的忙、闲状态。 3．控制端口——存放控制信息。作为一种输出数据由CPU通过接口电路→外设，控制外设工作。 I/O端口的编址方式 （1）端口和存储单元统一编址 特点： l???????? 一个I/O地址就是一个存储单元，可使用全部的存储器操作指令，不利于阅读。 l???????? 端口地址占用存储器地址，使内存容量减小。 l???????? 执行速度相对较慢。 （2）I/O端口单独编址 特点： l???????? CPU用专门的指令（IN或OUT）去访问I/O端口，便于阅读。 l???????? 不占用内存空间。 PC系列机中，I/O端口采用独立编址方式。 端口地址 当计算机系统中有多个外设时，CPU在某个时刻只能与一个外设打交道。为了确定此刻哪一个外设可以与计算机打交道，采取与内存同样的处理方法，利用二进制编码为外设编号，该编号被称为外设地址(又称I/O地址)，也即通过外设地址来识别不同的外设。 输入输出方法 外设与计算机间的信息交换可以用不同的输入输出方法完成。基本的输入输出方法有：程序控制I/O方式(无条件传送方式与查询方式)、中断方式、直接存贮器存取(DMA)方式。 无条件传送：输入示例 MOV DX, 160H IN AL, DX 无条件传送：输入实例 MOV DX, 160H IN AL, DX 无条件传送：输出示例 MOV DX, 160H MOV AL, [BX] OUT DX, AL 无条件传送：输出实例 MOV DX, 160H MOV AL, [BX] OUT DX, AL 无条件传送：输入输出接口 next: mov dx,8000h ；DX指向数据端口 in al,dx ；从输入端口读开关状态 not al ；反相 out dx,al ；送输出端口显示 call delay ；调子程序延时 jmp next ；重复 查询式输入 数据准备好？ 读取状态信息 读数据口——AL 查询式输入接口电路如图7.3，有两个端口寄存器：状态口和数据口。 l???????? 程序段及程序流程 SCAN：IN AL，状态口地址 ；取状态信息 TEST AL，80H ；测数据是否准备好（D7位） JZ SCAN ；没准备好，继续测 IN AL，数据口地址 ；数据已准备好，输入到AL 查询式输出 查询式输出接口电路如图7.5。 程序段及程序流程 SCAN：IN AL，状态口地址 ；取状态信息 TEST