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第12~15章 I/O程序设计 一、CPU与外设 二、输入/出端口 （补充说明 P272 ） 1、数据端口（数据缓冲寄存器） 2、状态端口（状态寄存器） 3、控制端口（控制寄存器） 补充说明 状态信息、控制信息与数据信息是不同性质的信息，必须要分别传送。但在大部分微机中，只有输入指令IN，输出指令OUT。因此，状态信息和控制信息也被广义地看成一种数据信息，即状态信息作为一种输入数据，而控制信息作为一种输出数据，这样状态信息和控制信息也通过数据总线来传送。为了区别输入数据和状态信息，数据口和状态口必须有不同的口地址；同样区别输出数据和控制信息，数据口和控制口也有不同的口地址。 三、I/0端口的编址（寻址）方式 1、端口和存储单元统一编址 把I/O端口作为存储器的一个单元看待，故每个I/O端口占用存储器的一个地址：从输入端口输入一数据即为一次存储器读操作，从输出端口输出一数据即为一次存储器写操作。 特点：a、CPU对外设的操作可使用全部的存储器指令，不需专门的I/O指令； b、端口地址占用内存空间，使内存容量减少。 2、I/0端口单独编址 I/O端口和存储器分别建立两个地址空间，单独编址。 特点：a、CPU有专门的指令专用端口 b、端口地址不占内存空间。 IBM PC 端口地址分配 20-21 中断控制器8259A 40-43 时钟/定时器 60-63 可编程序外围接口芯片8255A 200-20F 游戏I/O适配器 378-32A 并行接口打印机控制器 I/O指令 IN：端口输入 OUT：端口输出 说明： 1、 端口地址范围：0~65535 2、累加器AX/AL,端口直接/间接寻址 IN AL，N IN AX，N IN AL，DX IN AX，DX 3、IN/OUT指令不影响标志位 IN AL,20H MOV DX,0400H IN AL,DX MOV DX,400H MOV AL,86H OUT DX,AL 程序查询控制方式 接受数据之前，CPU首先要查询输入数据是否准备好；输出数据之前，CPU首先要查询输出设备是否空闲好，只有确认条件具备才传送，否则CPU就等待。流程如下图 故I/O端口除数据寄存器外，还必须有传送状态信息的寄存器。 中断 基本概念 1. 什么是中断、中断源、中断服务程序？ 在CPU执行程序的过程中，由于出现了某个事件，CPU暂停当前程序，而转去执行处理该事件的程序，处理完后，返回被暂停的程序处继续执行，这个过程称为中断。 引起中断的事件称作中断源， 处理该事件的程序称作中断服务程序（Interrupt Service Routine，简称ISR）。 实现中断的硬件及软件称为中断系统。 2、中断请求、中断响应、中断屏蔽、开中断、关中断 另见 3、外中断（硬件中断）、内中断（软件中断） 中断优先级 4、中断号 80x86系统允许256种中断，每种中断对应0 ~ 255之间唯一的编号，称为中断号或中断类型号。 5. 中断向量与中断向量表 每种中断都有一个与之对应的中断服务程序。 在实模式下，将中断服务程序的入口地址称作中断向量，存放256个中断向量的内存区域称为中断向量表。 每个中断向量占4个字节，用32位分段地址来描述。 中断向量表位于内存地址00000H ~ 003FFH，共1KB（256*4B）。 对于中断号n，中断向量所在地址为n ~ 4n+3。例如，0号中断的向量位于地址00000H，1号中断的向量位于地址00004H，等等。 中断向量表在系统复位时初始化。 8086 中断 0H 除以零 1H 单步（用于DEBUG） 2H 非屏蔽中断 3H 断点指令（用于DEBUG） 进一步说明：中断的中断响应 当中断发生时，由硬件自动完成下列工作： （1）标志寄存器FLAGS进栈。 （2）置IF = 0，TF = 0。 （3）返回地址（CS:IP）进栈。 （4）根据中断号n，从地址0:n×4取出4字节的中断向量，低字送IP，高字送CS。 （5）转去执行中断向量所指的中断服务程序。 软件部分 主程序：为响应中断做准备工作： 1、设置中断相量