输入输出接口总论.pptVIP

第 7 章 第7章 基本输入输出接口 教学重点 I/O接口电路的典型结构 端口的地址译码方式 无条件传送方式 查询传送方式 中断工作过程 第7章：7.1 I/O接口概述 什么是I/O接口（电路）？ I/O接口是位于系统与外设之间、用来协助完成数据传送和控制任务的中间连接电路 PC机系统板的可编程接口芯片、I/O总线槽的电路板（适配器）都是接口电路 第7章：7.1 I/O接口概述（续1） 为什么需要I/O接口（电路）？ 微机的外部设备多种多样，各种外设工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作速度方面彼此差别很大 它们不能与CPU直接相连，必须经过中间电路再与系统相连 第7章：7.1 I/O接口概述（续2） 什么是微机接口技术？ 处理微机系统与外设间联系的技术 根据应用系统的需要，采用软硬件结合的方式，使用和构造相应的接口电路，编制配套的接口程序，支持和连接相关设备 (1) I/O接口的主要功能 （1）根据CPU的命令，对外设进行控制，如设置其工作方式、数据传输等 （2）充当CPU与外设数据交换的中转站与翻译机：对输入输出数据进行缓冲和锁存、对信号的形式和数据的格式进行变换（如进行串、并转换，数模转换等） （3）对I/O端口进行寻址 （4）与CPU和I/O设备进行联络：如采用何种传送方式与CPU交换数据（中断传送等） （2） I/O接口的典型结构 1. 接口电路的外部特性 接口电路的外部特性主要体现在引脚上，分成两侧信号 面向CPU一侧的信号： 用于与CPU连接 主要是数据、地址和控制信号 面向外设一侧的信号： 用于与外设连接 提供的信号五花八门 功能定义、时序及有效电平等差异较大 2. 接口电路芯片的分类 接口电路核心部分往往是一块或数块大规模集成电路芯片（接口芯片）： 通用接口芯片 支持通用的数据输入输出和控制的接口芯片 面向外设的专用接口芯片 针对某种外设设计、与该种外设接口，如显卡、声卡等 面向微机系统的智能接口 与CPU和系统配套使用，以增强其总体功能，如DMA控制器等 3. 接口电路的内部结构 CPU与外设主要有数据、状态和控制信息需要相互交换，于是从应用角度看，接口电路的内部结构主要有： ⑴ 数据寄存器（数据端口） 输入数据寄存器：保存外设给CPU的数据 输出数据寄存器：保存CPU给外设的数据 ⑵ 状态寄存器（状态端口） 保存外设或接口电路的状态 ⑶ 控制寄存器（控制端口） 保存CPU给外设或接口电路的命令 7.2 I/O端口（PORT） 端口是接口电路中能被CPU访问的单元，通常对应接口电路的寄存器 一个接口电路可以具有多个I/O端口（寄存器），每个端口用来保存和交换不同的信息 数据寄存器、状态寄存器和控制寄存器占有的I/O地址常依次被称为数据端口、状态端口和控制端口，用于保存数据、状态和控制信息 输入、输出端口可以是同一个I/O地址 第7章：7.1.1 I/O端口的编址 接口电路占用的I/O端口有两类编排形式 I/O端口单独编址方式 I/O地址空间独立于存储地址空间 如8086/8088 与存储器对应的统一编址方式 它们共享一个地址空间 如M6800 第7章：⑴ I/O端口单独编址 优点： I/O端口的地址空间独立 控制和地址译码电路相对简单 专门的I/O指令使程序清晰易读 缺点： I/O指令没有存储器指令丰富 ⑵ I/O端口与存储器统一编址 优点： 不需要专门的I/O指令 I/O数据存取与存储器数据存取一样灵活 缺点： I/O端口要占去部分存储器地址空间 程序不易阅读（不易区分本次操作是访问内存还访问外设） （2） 8088/8086的输入输出指令 输入指令（IN：将外设数据传送给CPU内的AL/AX） IN AL,i8 ;字节输入 （端口地址小于256时用此方式） IN AL,DX ;字节输入 IN AX,i8 ;字输入 IN AX,DX ;字输入 输出指令（OUT：将CPU内的AL/AX数据传送给外设） OUT i8,AL ;字节输出 OUT DX,AL ;字节输出 OUT i8,AX ;字输出 OUT DX,AX ;字输出 第7章：8088/8086的I/O端口 8086只能通过输入输出指令与外设进行数据交换；呈现给程序员的外设是端口（Port），即I/O地址 8086用于寻址外设端口的地址线为16条，端口最多为216＝65536个，端口号为0000H ~ FFFFH 访问端口时有两种寻址方式 直接寻址：只用于寻址00H ~ FFH前256个端口，操作数i8表示端口号 间接寻址：可用于寻址全部64K个端口，DX寄存器中的值就是端口号 对大于FFH（255）的端口必须采用间接寻址方式 IN、OUT指令实例 （1）从20H端口输入一个字 ；