第6章输入输出技术分解.ppt

第6章 基本输入输出接口 教学重点 I/O接口电路的典型结构 无条件传送方式 查询传送方式 中断工作过程 6.1 输入输出的基本方法 为什么需要I/O接口（电路）？ 微机的外部设备多种多样 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 这部分电路被称为I/O接口电路 6.1.1 输入/输出接口概述（续1） 什么是I/O接口（电路）？ I/O接口是位于系统与外设间、用来协助完成数据传送和控制任务的逻辑电路 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 6.1.1 输入/输出接口概述（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 注意其软硬结合的特点 根据应用系统的需要，使用和构造相应的接口电路，编制配套的接口程序，支持和连接有关的设备 2. 接口电路分类 ⑴ 按接口电路的通用性 ⑵ 按数据传送格式 ⑶ 按接口是否可编程 ⑷ 按时序控制方式 3. 接口的基本功能 ⑴ 对输入输出数据进行缓冲和锁存 输出接口有锁存环节 输入接口有缓冲环节 ⑵ 对信号的形式和数据的格式进行变换 微机直接处理：数字量、开关量、脉冲量 ⑶ 对I/O端口进行寻址 ⑷ 与CPU和I/O设备进行联络 ⑸ 中断管理/DMA控制功能 4. 接口电路的基本结构 6.1.2 外设接口的编址方式 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 I/O地址空间独立于存储地址空间 如8086/8088 I/O端口与存储器统一编址 它们共享一个地址空间 如M6800、51单片机 1. 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（不易分清访问存储器还是访问外设） 2. 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 补充: 8088/8086的输入输出指令 输入指令 IN AL,i8/DX ;字节输入 IN AX,i8/DX ;字输入 输出指令 OUT i8/DX,AL ;字节输出 OUT i8/DX ;字输出 6.1.3 输入输出的基本方法 1. 程序控制方式 2. 中断控制方式 3. 直接存储器存取控制方式 4. 通道方式 5. 外围处理方式 数据传送方式 程序控制下的数据传送——通过CPU执行程序中的I/O指令来完成传送，又分为： 无条件传送 查询传送 中断传送 直接存储器存取（DMA）——传送请求由外设向DMA控制器（DMAC）提出，后者向CPU申请总线，最后DMAC利用系统总线来完成外设和存储器间的数据传送 I/O处理机——CPU委托专门的I/O处理机来管理外设，完成传送和相应的数据处理 1. 无条件传送方式及其接口 在CPU与慢速变化的设备交换数据时，可以认为它们总是处于“就绪”状态，随时可以进行数据传送，这就是无条件传送，或称立即传送、同步传送 适合于简单设备，如LED 数码管、按键/按纽等 无条件传送的接口和操作均十分简单 这种传送有前提：外设必须随时处于就绪状态 无条件传送：输入示例 MOV DX, 160H IN AL, DX 无条件传送：输入实例 MOV DX, 160H IN AL, DX 无条件传送：输出示例 MOV DX, 160H MOV AL, [BX] OUT DX, AL 无条件传送：输出实例 MOV DX, 160H MOV AL, [BX] OUT DX, AL 无条件传送：输入输出接口 无条件传送：输入输出接口 next: mov dx,8000h ;DX指向数据端口 in al, dx ;从输入端口读开关状态 not al ;反相 out dx, al ;送输出端口显示 call delay ;调子程序延时 jmp next ;重复 2. 查询传送方式及其接口 CPU先了解（查询）外设的工作状态，在外设就绪（可以交换信息的情况下）实现数据的输入或输出 对多个外设的情况，则CPU按一定顺序依次查询（轮询）。先查询的外设将优先进行数据交换 查询传送的特点是：工作可靠，适用面宽，但传送效率低 查询传送的两个环节 查询环节 寻址状态口 读取状态寄存器的标志位 若不就绪就继续查询，直至就绪 传送环节 寻址数据口 是输入，通过输入指令从数据口读入数据 是输出，通过输出指令向数据口输出数据 查询输入接口 查询输入接口 m