第6章串行并行接口祥解.ppt

第6章 基本I/O接口 输入输出设备是计算机的重要组成部分，计算机通过它们与外界交换数据，用户也通过它们来使用计算机。由于外设种类繁多，速度快慢差距很大，工作信号类型多样，所以在计算机系统中通常都是将设备通过接口与系统相连，而不是直接与系统总线相连。 本章主要讨论以下问题： ①什么是I/O接口，I/O接口的主要作用； ②计算机与接口之间的数据传输机制； ③ CPU对接口芯片的控制方法(用户如何使用接口)； ④常用的接口控制芯片的功能作用及编程控制使用。 ⑤计算机接口发展趋势。 本章涉及教材内容：第6章、第7章 6.1 I/O接口概述 计算机工作时，计算机系统必须与外部设备进行交换信息。用户通过输入设备将命令、数据输入计算机，计算机通过输出设备将处理的结果输出计算机。 由于外设种类繁多，速度快慢差距很大，工作信号类型多样，所以在计算机系统中通常都是将设备通过I/O接口与计算机系统相连。 1. I/O接口 接口：接口可以看作是两个系统或两个部件之间的交界部分，它既可以是两种硬件设备之间的连接电路，也可以是两个软件之间的共同逻辑边界。 I/O接口：把主机（系统总线）与外围设备或其他外部系统之间的接口逻辑，称为输入/输出接口（简称I/O接口），接口在它所连接的两个部件之间起着转换器的作用。 2 I/O接口的功能 ①寻址 接口逻辑接收总线送来的寻址信息，经过译码，选择多台外部设备中的一台，或该设备中的某个有关的寄存器。 ②实现数据缓冲 在接口电路中，一般设置一组数据缓冲寄存器，以补偿各设备之间的速度差 。 ③实现数据格式转换、电平变换等预处理。 接口与总线之间一般采用并行数据传输，接口与外设之间有并行传输，也有串行传输，数据传输前必须先进行数据格式的转换。 设备使用的信号电平与总线使用的信号电平有可能不同，必须进行电平转换。 ④实现控制逻辑 CPU与I/O设备的通信控制是主机通过总线向接口传输命令信息的，接口要予以解释，并产生相应的操作命令发送给设备。 接口连接的设备及接口本身的有关信息，通过总线传输给CPU。 当采用中断方式控制信息的传输时，接口中应有相应的中断控制逻辑。 当采用DMA方式控制信息传输，接口中应有相应的DMA控制逻辑。 ⑤检错 I/O接口负责检错，随后将错误信息报告给CPU。一类错误是设备中的电路故障，另一类错误是数据传输时数据位出错。 传输中的错误经常用一些检验码进行检测，如奇偶校验，保证数据无错传输。 ⑥与主机和设备通信 上述功能都必须通过I/O接口与主机或与设备之间的通信来完成。 6.2.3 PC机I/O接口地址分配 PC采用独立编址，因此内存的地址空间和I/O端口的地址是重叠的，为了区别同一地址是访问内存还是访问I/O端口，在引脚的控制信号上来区别，这些控制信号是： 存储器读MEMR(执行MOV Reg ,存储器单元) 存储器写MEMW(执行MOV 存储器单元, Reg) I/O读IOR(执行INS指令) I/O写IOW(执行OUTS指令) 任何时候只有一个信号有效。 对C口进行位操作的方法是: ①通过CS=0、A1A0=11选择8255控制寄存器; ②将选中的C端口的位线(PC7~PC0)中的某一位通过D3~D1编码来设置，置位还是复位通过D0来设置; ③将该数据写入到8255控制寄存器中; ④每次操作只能完成对一位的控制; ⑤该方式只能将C口设置为输出方式。 [例6.1]在PC4引脚上输出一正脉冲信号,假设8255A的地址(A、B、C端口和控制寄存器)分别为420~423H(取决与8255A的A1A0与系统地址线的连接)。 MOV AL , MOV DX , 423H ；选中PC4，并置0 OUT DX , AL NOP NOP MOV AL , ；选中PC4，并置1 OUT DX , AL NOP NOP MOV AL ,；选中PC4，并置0 OUT DX , AL 6.4.4 8255A的应用 [例6.2]（教材例7.4 P261）假设8255芯片端口地址为FF80H~FF83H，端口A工作在方式0，输出；端口B工作在方式1，输入，请写出初始化程序段。 解：根据题意，A口地址：FF80H;B口地址：FF81H; C口地址：FF82H; 控制字寄存器地址：FF83H。控制字：1000×11×（86H） MOV AL, 86H MOV DX,0FF83H OUT DX, AL [例6.3] 8255A的A口连接4个开关K0~K3，设定为方式0，输入，B口连接一个共阴极七段LED显示器，设定为方式0，输出。要求将A口的4个开关状态对应的二进制编码0000~1111以16进制0~F送B口显示。电路于图所示。(P262) ②确定