第五章 输入与输出.pptVIP

第六章 输入与输出 执行CPU的命令 CPU对被控对象外部设备的控制命令是以命令代码的形式先发送到接口的命令寄存器，即命令端口。 返回外设状态 如，“忙”、“闲”、“准备就绪”、“未准备就绪”等状态，接口中一般设置状态寄存器，即状态端口。 数据缓冲 为了解决高速主机和低速外设的矛盾，避免因速度不匹配而丢失数据，接口中一般都设置数据缓冲器。 信号转换 外设所需的控制信号和它所提供的状态信号往往与系统的总线信号不兼容，信号转换是接口的一个重要任务。 设备选择 数据宽度与数据格式转换 应具有“并－串”或“串－并”转换的功能 例，不断读入按钮的状态，若按钮按下，LED亮，未按下则灭.注：三态门作为输入接口，锁存器作为输出接口Q6=1，亮；Q6=0，灭 STA：IN AL，40H AND AL，80H JNZ OPE MOV AL，40H OUT 30H，AL JMP STA OPE: MOV AL, 00H OUT 30H，AL JMP STA * * §1 基本概念 CPU的外设种类繁多，在电平，功率，速度，信息形式上与CPU有很大的差别。 有许多矛盾需解决，而不能简单的连接。 要解决的问题： CPU如何对I/O寻址 CPU如何与不同速度的外设配合工作 CPU如何与大量外设协调工作 CPU如何在电平，功率上与外设协调工作 CPU如何与不同信息形式的外设配合工作 接口的功能 §2 I/O 寻址方式 存储器对应的寻址方式 将I/O当成存储器寻址，每个I/O占有存储器的一个地址。 与存储器一起占有1MB的存储空间 特点：指令丰富，I/O数量不受限制，不便于阅读 专用I/O寻址方式 将存储器和I/O分别寻址 用专用的 IN 和OUT 指令 用8条地址线或16条地址线寻址 特点：I/O不占存储器地址，译码电路较简单。易于阅读  §3 CPU与I/O数据传送方式 一，CPU与I/O间的接口信号 接口信号 CPU I/O 状态 数据 控制 数据 状态信息 表征目前I/O所处状态 控制信息 CPU发出控制I/O工作的信息 CPU I/O 装置 数据 端口 状态 端口 控制 端口 端口地址 数据 M/IO WR RD 数据 数据 状态 控制 数据，状态和控制是不同性质的信息，必须分别传送 但CPU只有 IN 和 OUT 指令 所以外设的状态信息也必须作为数据输入 CPU发出的控制信息也必须作为数据输出 外设与主机的连接端口也包含：数据端口，状态端口和控制端口 每个端口一个地址，CPU是对端口寻址，而不是笼统对外设寻址 接口是有若干个端口组成 二，I/O控制方式 无条件传送方式（同步方式） 用于CPU与低速的外设间传送数据。 数据的保持时间相对CPU的速度要慢得多。 输入端口直接用三态缓冲器，外界数据送到其输入端，CPU执行 “IN” 指令 对于输出设备要求锁存，输出的数据应在输出接口的输出端保持一段时间，锁存的时间与外设的动作速度相适应。CPU执行 “OUT” 指令 特点 接口电路简单，程序设计简单。 输入时，应保证输入的数据已准备好。 输出时，应保证外设已将上次送出的数据取走，可接收新的数据。 无条件式传送输入接口 IN AL,08H 三态 缓冲器 CS 输入数据 CPU数据线 RD 地址 M/IO ＆ 锁存器 输出数据 CPU数据线 WR 地址 M/IO ＆ 无条件式传送输出接口 OUT 08H,AL CS Q6 锁存器 CS D0-D7 IOW · 30H IOR · 40H D7 输出接口 输入接口 +5V 查询传送方式 CPU与外设的速度在多数情况下是不匹配的。 CPU必须在外设准备好的情况下才能与其传送数据。 接口电路中一般都有一个反映外设准备就绪的标志。 只有当其表征外设具备工作条件时，CPU才能控制数据的输入/输出操作。 即用状态端口提供外设的工作状态。 查询方式的过程 输入I/O接口的状态端口的内容（0或1）。 确认是否准备就绪。 是，传送数据；否，等待。 查询式输入 CPU用查询方式从外设中输入数据时，必须先由状态端口查询外设的数据是否已经准备好，确认准备好后，再由数据端口输入