第6章输入输出与中断..ppt

第6章 输入输出和中断控制 6.1 输入/输出接口概述 CPU和外设之间必须要设置输入/输出接口(I/O接口)，作为CPU与外设进行信息交换的桥梁。 6.1.1 输入/输出接口的功能 (1)I/O地址译码与设备选择 所有外设都通过I/O接口挂接在系统总线上，在同一时刻，总线只允许一个外设与CPU进行数据传送。 (2)信息的输入/输出 通过I/O接口，CPU可以从外部设备输入各种信息，也可将处理结果输出到外设； CPU可以通过向I/O接口写入命令字来控制I/O接口的工作，还可以随时监测与管理I/O接口和外设的工作状态； I/O接口还可以通过接口向CPU发出中断请求。 (3)命令、数据和状态的缓冲与锁存 因为CPU与外设之间的时序和速度差异很大，为了能够确保计算机和外设之间可靠地进行信息传送，要求接口电路应具有信息缓冲能力。 接口不仅应缓存（暂时存留）CPU送给外设的信息，也要缓存（暂时存留）外设送给CPU的信息。以实现CPU与外设之间信息交换的同步。 (4) 信息转换 I/O接口还要实现信息格式变换、电平转换、码制转换、传送管理以及联络控制等功能。 6.1.2 CPU与输入/输出接口之间的信息 注意 数据信息、状态信息和控制信息是属于不同性质的信息，需要分别传送。 6.1.3 输入/输出端口的编址方式 在微机系统中，CPU对外设的访问实际上是对外设接口电路中相应的I/O端口进行访问，CPU用相应的读写指令来对端口进行读或写。因此，对这些端口必须指定相应的地址码，这就是I/O端口的编址。 I/O端口的编址通常有两种不同的方式： 1. I/O端口统一编址 又称为存储器映射编址方式，即把每个I/O端口都当作一个存储单元看待，按照存储单元的编址方式统一安排端口的地址。 优点：可以用访问内存的方法来访问I/O端口。由于访问内存的指令种类丰富、寻址方式多样，因此这种编址方式为访问外设带来了很大的灵活性。同时，I/O控制信号也可与存储器的控制信号共用，从而给应用带来了很大的方便。 2. I/O端口独立编址 内存地址空间和外设地址空间是相互独立的。 8086/8088系统的内存地址范围为00000H~0FFFFFH，共1M空间，而外设端口的地址范围为0000H~0FFFFH，共64K空间。这两个地址空间相互独立，互不影响。 CPU在寻址内存和外设时，使用不同的控制信号来区分当前是对内存操作还是对I/O端口操作。例如8086的M/IO#。 指令系统中单独设置有专用的I/O指令。 优点：将输入输出指令和访问存储器的指令明显区分开，使程序清晰，可读性好，而且I/O指令长度短，执行的速度快，也不占用内存空间；I/O地址译码电路较简单， 缺点：必须有专门的IN和OUT指令，这些指令的功能没有访问存储器指令强，也增加了指令系统的规模。另外，CPU要能提供区分存储器和I/O的控制信号。 6.2 CPU与外设之间的数据传送方式 6.2.1 无条件传送方式 例题： 某输入接口的状态端口地址为86H，数据端口地址为87H，外部输入信息准备好状态标志为D7＝1（D7=0表示外设未准备好）．用查询方式写出从外设读入100字节数据并存于内存BUFFER开始的单元中。 LEA BX , BUFFER ;将BUFFER偏移地址送BX MOV CX , 100 ; 字节数 ABC: IN AL, 86H ； 读状态端口 （目的读状态位） TEXST AL, 80H ；测试D7位是否为1（准备好） JZ ABC ；若D7=0未准备好，循环检测 IN AL , 87H ；准备好，读数据端口 MOV [BX], AL ； 存到内存BUFFER缓冲区 INC BX ； 修改地址指针 LOOP ABC ； 未送完，继续传送 1)输入指令IN 格式：IN OPD，OPS 功能：从端口(地址为n或在DX中)输入８位数据到AL或输入16位数据到AX。 IN AL，40H；从40H端口读入一个字节送AL MOV DX，8F00H；将端口地址8F00H送DXIN AL，DX；从8F00H端口读入一个字节送AL 2)输出指令OUT 格式：OUT OPD，OPS 功能：从AL输出8位数据或从AX输出16位数据到端口(地址为n或