第6微机原理与接口技术课件清华大学.pptVIP

第6章  输入输出及中断技术 主要内容 输入输出系统的基本概念 I/O接口和端口 端口的编址方式 简单接口芯片及其应用 基本输入输出方法 中断的基本概念及工作过程 *中断控制器8259 §6.1 输入输出系统 了解和掌握： I/O系统的概念和特点 接口的基本功能 端口的概念 端口的编址方式 I/O地址译码 一、输入输出系统的组成及特点 组成： I/O设备， I/O接口， I/O软件 特点： 复杂性 实时性 异步性 与设备无关性 二、I/O接口和端口 I/O接口： 将外设连接到总线上的一组逻辑电路的总称。 实现外设与主机之间的信息交换。 I/O端口： 接口中的寄存器 I/O接口要解决的问题 速度匹配(Buffer) 信号的驱动能力(电平转换器、驱动器) 信号形式和电平的匹配(A/D、D/A) 信息格式(字节流、块、数据包、帧) 时序匹配(定时关系) 总线隔离(三态门) 接口的功能 数据的缓冲与暂存 信号电平与类型的转换 增加信号的驱动能力 对外设进行监测、控制与管理，中断处理 I/O端口 I/O端口 三、I/O端口的编址方式 8086/8088的寻址能力： 内存： 1MB 端口： 64KB 编址方式： 与内存统一编址 独立编址 端口与内存的统一编址 特点： 指令及控制信号统一 内存地址资源减少 端口的独立编址 特点： 内存地址资源充分利用 能够应用于端口的指令较少 端口的寻址 8088/8086寻址端口数： 64KB 寻址端口的信号： IOR、IOW A15 ～ A0 8088/8086的I/O端口编址 采用I/O独立编址方式(但地址线与存储器共用) 地址线上的地址信号用IO/M来区分 I/O操作只使用20根地址线中的16根：A15～A0 可寻址的I/O端口数为64K(65536)个 I/O地址范围为0～FFFFH IBM PC只使用了1024个I/O地址(0～3FFH) 四、I/O地址的译码 目的： 确定端口的地址 参加译码的信号： IOR，IOW，高位地址信号 OUT指令将使总线的IOW信号有效 IN指令将使总线的IOR信号有效 I/O译码的地址信号 当接口只有一个端口时，16位地址线一般应 全部参与译码，译码输出直接选择该端口； 当接口具有多个端口时，则16位地址线的高 位参与译码（决定接口的基地址），而低位 则用于确定要访问哪一个端口。 I/O地址译码例 某外设接口有4个端口，地址为2F0H——2F3H，由A15～A2译码得到，而A1、A0用来区分接口中的4个端口。试画该接口与系统的连接图。 I/O地址译码例 地址范围： × × × × 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 × × × × 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 I/O地址译码例 译码电路图： §6.2 简单接口电路 掌握： 接口电路的分类及特点； 两类简单接口芯片的应用 一、接口的基本构成 接口的基本构成 数据输入/输出寄存器 暂存输入/输出的数据 命令寄存器 存放控制命令 设定接口功能、工作参数和工作方式。 状态寄存器 保存外设当前状态，以供CPU读取。 二、接口的类型及特点 按传输信息的方向分类： 输入接口 输出接口 按传输信息的类型分类： 数字接口 模拟接口 按传输信息的方式分类： 并行接口 串行接口 接口特点 输入接口： 要求对数据具有控制能力 常用三态门实现 输出接口： 要求对数据具有锁存能力 常用锁存器实现 三、三态门接口 高电平、低电平、高阻态 三态门接口 三态门的工作波形： 74LS244 含8个三态门的集成电路芯片 在外设具有数据保持能力时用来输入接口 74LS244应用例——教材p238 三态门接口应用例 利用三态门作为输入接口（接口地址380H）接到地址范围为70000H----71FFFH的EEPROM芯片的READY/BUSY端，当三态门输出高电平时，可向98C64A写入一个字节数据，输出低电平时则不能写入。画芯片与系统的连接图 三态门接口应用例 四、锁存器接口 通常由D触发器构成； 特点： 具有对数据的锁存能力； 不具备对数据的控制能力 常用锁存器芯片 74LS273 8D触发器，不具备数据的控制能力 74LS373 含三态的8D触发器，具有对数据的控 制能力 锁存器芯片74LS374 I/O接口综合应用例 根据开关状态在7段数码管上显示数字或符号 设输出接口的地址为F0H 设输入接口地址为F1H 当开关的状态分别为0000～1111时，在7段数码管上对应显示’0’～’F’ I/O接口综合应用例 —— 程序段 …… Seg7 DB 3FH,06H, 5BH,4FH,66H,6DH, 7DH,07H