《基本IO接口简介.ppt

第6章 基本I/O接口 6.1 外设接口的基本模型 6.2 程序控制I/O方式 6.3 中断方式 6.4 直接存贮器存取(DMA)方式 6.1 外设接口的基本模型 1. 应答联络 大多数外设与计算机进行信息交换时都需要事先进行联络，只有双方建立好联络关系(即握手成功)之后，双方才能进行信息交换。例如，欲将计算机内部的数据输出给外设，常规的工作过程为：首先由CPU读外设与系统连接的状态端口，获得外设的工作状态，CPU根外设状态决定输出数据的时刻。 2. 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。 3. 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。 6.2 程序控制I/O方式 6.2.1 无条件传送方式 所谓无条件传送方式是指可以在需要的时刻让CPU直接与外设进行输入输出操作，也即CPU仅需要通过I/O指令即可由接口获取外设数据或为外设提供数据。这种方式的实现很简单，硬件上只需要提供CPU与外设连接的数据端口，而软件上则只提供相应的输入或输出指令即可。 1.输入接口设计 对于简单的输入设备，在硬件上只需要设计一个数据输入接口即可以将该外设与CPU连接起来。实现数据输入接口的器件可选用三态门，如74LS244。 如果希望完成如下任务：当开关接通时，CPU执行程序段ON；当开关断开时，CPU执行程序段OFF。下述指令的执行可以完成该任务： MOV DX, 0FFF7H IN AL,DX AND AL,01H JZON ；假定程序段ON与本程序段在同一内存段中 JMP OFF 2. 输出接口设计 作为无条件传送方式实现数据输出的例子，下面给出CPU对发光二极管的控制。图6.4为发光二极管与微机系统连接的接口电路。锁存器作为发光二极管与微机系统数据总线连接的中间接口，接收来自CPU的输出数据。当锁存器的CP端出现上升沿信号时，数据总线上的数据被锁存于锁存器内部并输出。 反相器对锁存器起保护作用，当发光二极管发亮时，反相器提供足够大的吸入电流，以保护锁存器不受损坏。对于图中电路，CPU执行下述指令可以使两个发光二极管发亮： MOV DX，0000H MOV AL，81H OUT DX，AL 而CPU执行下述指令可以使两个发光二极管不发亮： MOV DX，0000H MOV AL，00H OUT DX，AL 6.2.2 查询方式 1. 查询方式的实现 当外设已处于准备好数据的状： ① 在中断处理程序中要有开中断指令。 ② 要设置足够大的堆栈。 ③ 要正确地操作堆栈。 DAOUT: MOV AX, 0D200H MOV DS,AX MOV BX，0 ；初始化内存首地址 MOV CX，1000 ；初始化计数器 MOV DX，02F9H MOV AL，01H OUTDX，AL ；初始化选通信号 NEXT: MOV DX，02FAH WAT：IN AL，DX AND AL,80H JNZ WAT