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微机原理第五章总结微机原理第五章总结
微机原理--第五章
2015/1/9 Fio出版
※为重点
1.总线的概念、分类、总线标准名称
1)数字计算机是由若干个部件组成的,这些部件间的信息交换是通过一组公共的标准线路进行的,这组用来进行信息传送的公用线路,称为总线。
2)按总线在计算机系统中的位置:片内总线、系统总线、设备总线
按传输信息的内容:地址总线、数据总线和控制总线(数据总线的根数(位数)与计算机的字长相同。属单向传输,其位数与存储容量有关。)
3)ISA总线即工业标准总线、MCA总线即微通道总线、EISA总线、PCI总线即时钟同步型输入/输出总线
IO接口概念、基本结构和作用(功能)
1)把介于CPU与外设之间,实现硬件连接与软件通讯的部件称为I/O接口。
2)多数为可编程通用接口芯片。
3)(实现CPU与外设之间信息的转换:包括信号形式的变换、电平的转换和放大、并行数据和串行数据的转换。(I/O定向:每次IO传送都用地址指明具体的设备。IO接口电路接收地址并译码,选中具体的IO设备。
接口为什么遵循“输入要三态;输出要锁存”原则
输入要三态:设备需要通过三态门连接到总线上,CPU访问此外设时,打开三态门,其他时间与总线呈高阻状态。实现一个CPU连接多个外设。
输出要锁存:将数据锁存到接口电路中,解决CPU与外设间的速度不匹配。
4.接口部件的I/O端口及其编址方法
1)端口是I/O接口的基本组成单元,每个I/O端口有一个端口地址。 CPU对I/O端口的操作是按端口地址进行的。I/O端口是由一组寄存器组成的。CPU与外设进行数据传输时,各类信息会进入不同类型的寄存器,一般称这些寄存器为I/O端口。
2)(⒈存储器映射方式-------把端口作为存储器的存储单元来对待,每个端口占有存储空间的一个地址。端口地址和存储器地址按照统一的方式编址。也叫做统一编址方式。
其优点是:
①CPU对外设(端口)操作可使用全部的存储器操作指令,故可用指令多,使用方便;
②内存和外设(端口)的地址分布空间是同一个;
③不需要专门的输入输出指令。
缺点是:
①外设占用了内存单元,使内存容量减少;
②访问内存指令长度一般比专用I/O指令长,从而指令周期较长,执行速度较慢。
(⒉I/O独立编址方式--------指有一个与存储器地址空间完全独立的I/O地址空间,在这个空间内每个端口有一个唯一端口地址。使用专门的IO指令访问端口。
其优点是:
①I/O端口不占内存空间;
②由于I/O指令都是使用累加器(AX/AL)操作,指令字节数少,因此指令周期较短。
缺点是:
①要求CPU有专用I/O指令,用于CPU与I/O端口间数据传输;
②用于I/O操作的指令少,因此不够方便灵活。
计算机与外设数据传送的方式
直接传送方式:这种外设总是准备就绪,不必查询外设的状态,在需要输入/输出的地方直接使用IN、OUT指令。
条件传送方式:查询方式
中断方式:利用中断方式,CPU与外设(甚至多个外设)可以实现并行(同时)工作。大大提高CPU的效率。
DMA方式:直接存储器访问方式传送
(由DMA控制器——DMAC接管,控制传送的字节数,判断DMA是否结束,以及发出DMA结束等信号。DMA控制器的功能:能向CPU发出HOLD信号;当CPU发出HLDA信号后,接管总线控制权,进入DMA方式;输出地址信息,能对存储器寻址及能修改地址指针;能输出读写等控制信号;能决定传送字节数及判断DMA传送是否结束;发出DMA结束信号,使CPU恢复正常工作状态。)
PC/XT的I/O端口地址译码
书上245页,=1(AEN=0,即不是DMA周期)时,且地址线A9=A8=0时,译码器工作。
I/O接口应用实例
例:若打印机的接口包括控制端口83H,数据端口地址80H和状态端口地址81H,编程实现:采用查询方式,状态位为D0=1表示BUSY,将内存中1000H开始的100个字节(字符),输出到打印机。其中端口控制字为88H,应首先将控制字输出到控制端口中。
MOV AL, 88H
OUT 83H, AL
MOV SI, 1000H
MOV CX, 100
XML:IN AL,81H ; 读入状态字
TEST AL,01H ;测试状态位是否为1,为1转
JNZ XML ; XML
MOV AL, [SI]
INC SI
OUT 80H, AL ;已准备好,输出一个字节数据
LOOP XML
例:查询式输入程序实例:从端口地址为60H的外设输入一个字节数据。因外设速度较慢,故采用查询方式,状态口为61H,状态位为D1=1表示READY,程序如下;
XML:IN AL,61H ; 读入
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