lec16基本IO接口讲述.ppt

查询方式的输入接口 一般的内部结构 查询式输入接口内部构造说明 接口内有两个端口： 数据端口（8位，输入） 状态端口（1位，输入，连接在D7上，=1表示有数据） 选通信号有二个作用： 将外设的数据送到接口的锁存器中； 使接口中的D触发器置“l”（READY=1） 数据信息和状态信息从不同端口经过数据总线送到CPU。 系统设计者决定 查询式输入程序设计 如下程序输入一个字节： status: mov dx,0102h ;DX指向状态端口 in al,dx ;读状态端口 test al,80h ;测试标志位D7 jz status ;D7＝0，未就绪，继续查询 mov dx,0100H ;D7＝1，就绪，DX指向数据端口 in al,dx ;从数据端口输入数据 思考：若要以查询方式输入100个字节数据，请编制相应的程序。 查询方式的输出接口 一般的内部结构 查询式输出接口内部构造说明 接口内有两个端口： 数据端口（8位，输出） 状态端口（1位，输入，连接在D7上，=1表示正在输出，“BUSY”） D触发器的作用： 为外设提供一个联络信号STB，通知外设接口中现在已有数据可供提取； 用作该设备的状态标志（ “忙”，BUSY）。 CPU读取接口中的状态： 外设忙（ BUSY =1），CPU等待 外设空闲（ BUSY =0），向外设输出数据 “数据端口写”信号作用：把数据打入“锁存器”；将“状态触发器”置1 查询式输出程序设计 思考：若要以查询方式输出以‘-1’结束的一串字节数据，请编制相应的程序。 如下程序输出一个字节： status: mov dx,0102h ;DX指向状态端口 in al,dx ;读状态端口 test al,80h ;测试标志位D7 jnz status ;D7＝1，忙，继续查询 mov dx,0100H ;D7＝0，不忙，DX指向数据端口 mov al,char out dx,al ;向数据端口输出数据 程序查询方式的特点： 程序查询方式解决了CPU与外设工作的协调问题，但是却大大降低了CPU的使用效率； 在程序查询方式中，CPU处于主动地位，外设处于消极等待查询的被动地位； 设备较多时，查询方式的数据传送很难使每一个外设都能工作在最佳状态。 ( 3 ) 程序中断方式 中断方式传送数据的过程 外设 接口电路 CPU 处理数据 处理数据 执行其它程序 就绪 中断请求 执行中断 服务程序 完成数据交换 执行原来 的程序 处理数据 注：CPU只与接口电路中的数据端口进行数据交换，与外设无关。 程序中断方式特点： 赋予系统中的外设某种主动申请、配合CPU工作的“权利” 外设把数据准备好时，主动向CPU发出一个请求信号。 CPU不必反复查询该设备的状态，而是正常地处理系统任务。 CPU与外设处于某种“并行工作”的状态，从而提高CPU的工作效率。 CPU接收到请求信号后，暂停当前的工作，进行该设备的数据传送操作。 CPU也是通过执行用户编制的程序（中断服务程序）完成与外设间的数据交换。 8086/8088中断系统 8086/8088的中断系统采用向量中断机制 中断类型：用8位二进制表示，可以有256个不同的中断; 中断请求输入引脚：NMI、INTR; 可屏蔽中断借助专用中断控制器Intel 8259A实现统一管理 ( 4 )直接存储器存取（DMA）方式 DMA，直接存储器存取，不经过CPU和程序，通过专门的硬件装置——DMA控制器（DMAC）来进行控制，并借用系统总线作为信息的传送通道。 除事先设置DMAC需要CPU介入外，一旦启动DMA传送，则完全由硬件自动操作完成，整个传送过程不再需要CPU的干预。 在微机系统中，DMAC有双重身份： 在CPU掌管总线时，它是总线上的被控设备（I/O设备），CPU可以对它进行I/O读和I/O写； 在DMAC接管总线时，它是总线的主控设备，通过系统总线来控制存储器和外设直接进行数据交换。 DMA方式与前两种方式的比较 外设 CPU DMA控制器 内存 外设 MOV [XX]，AL OUT DX，AL IN AL，DX MOV AL，[XX] 无需CPU指令 内存 小结 I/O接口电路的主要功能 I/O接口电路的内部结构和外部特点 I/O端口编址方法 I/O地址译码 I/O指令 无条件传送方式接口及编程应用 查询传送方式接口及编程应用 第 16 讲 基本I/O接口 I/O接口电路的典型结构 I/O端口编址及I/O指令 I/O数据传输：无条件传输、查询传输、中断传输、DMA传输 I/O接口概述 为什么需要I/O接口（电路）？ 微机的