G第6章输入输出接口技术汇编.ppt

§6.1 输入输出接口的基本概念 ① I/O接口（Interface） 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的电路。 ② I/O端口（Port） 接口中的寄存器（数据端口、控制端口、状态端口）。 2、I/O接口的基本结构 4、I/O接口要解决的问题 速度不匹配 信号电平不匹配 信息格式不匹配 时序不匹配 信号的驱动能力 1、端口与内存统一编址（存储器映象） 特点： 指令及控制信号统一，无需专门指令 内存地址资源减少 无法区分是对内存还是对I/O操作 2、端口独立编址（I/O映象） 特点： 内存地址资源充分利用 需专门的访问端口的指令：IN、OUT 1、8086与存储器及I/O端口连接相关信号线 2、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M/IO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)，其中0 ～FF为直接寻址范围。 3、I/O地址的译码 （1）参加译码的信号： IOR、IOW、A15 ～ A0 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 四、数据的传送方式 1、并行传送方式： 同一时刻传送多位数据。 优点：传送速度快、效率高。 缺点：传输距离短（成本、线间干扰） 2、串行传送方式：将数据一位一位地传送。 优点：传输线少，成本较低。适合于远距离传输。 缺点：传送速度慢。 五、接口分类 一、接口的基本构成 二、接口的类型及特点 输入接口 输出接口 三、三态门接口 高电平、低电平、高阻态。 四、常用接口芯片 2、三态门的工作波形 2、74LS245（双向数据总线缓冲器） 含8个三态门的集成电路芯片 除门控信号G外，有一方向控制端DIR DIR=1，An Bn（n=1～8） DIR=0，反方向传递 常用于数据的双向传送、缓冲和驱动 3、74LS374（锁存器） 逻辑图和真值表 由D触发器构成 可直接挂到总线上 具有对数据的锁存能力 具有三态总线驱动能力 4、简单的输入输出接口设计 §6.3 CPU与I/O的控制方式 一、无条件传送 ? 实现方法 CPU不查询外设工作状态， 与外设速度的匹配通过在软件上延时完成， 在程序中直接用I/O指令，完成与外设的数据传送 ? 特点 1. 适用于外设动作时间已知， 在CPU与外设进行数据传送时，外设保证已准备好的情况 2. 软硬件十分简单。 无条件传送例一 读取开关的状态 当开关闭合时，对应的发光二极管亮 程序段： 二、查询工作方式 ?实现方法： 在与外设进行传送数据前，CPU 先查询外设状态，当外设准备好 后，才执行I/O指令，实现数据 传送。 ?特点： CPU通过不断查询外设状态，实现与外设的速度匹 配。 CPU的工作效率低 3、A/D转换器ADC08098简介 特性 8通道（8路）输入 8位字长 逐位逼近型 转换时间100μs 内置三态输出缓冲器 ADC0809内部结构 工作时序 ADC0809的工作过程 ①把通道地址送到ADDA～ADDC上，选择一个模拟输入端； ②在通道地址信号有效期间，ALE上的上升沿使该地址锁存到内部地址锁存器； ③START引脚上的下降沿启动A/D变换； ④变换开始后，EOC引脚呈现低电平， EOC重新变为高电平时表示转换结束； ⑤OE信号打开输出锁存器的三态门送出结果 。 三、中断传送方式 1、实现方法： 1. 当外设准备好，向CPU发出中断请求 2. CPU在满足响应中断的条件下，发出中断响应信号； 3. CPU暂停当前的程序，转 去执行中断服务程序， 完成与外设的数据传送； 4. CPU从中断服务程序返回，继续执行被中断的程序 四、DMA 传送方式(直接存储器存取方式) ? 实现方法： 由专用接口芯片DMA控制器 (称DMAC) 控制传送过程， 当外设需传送数据时，通过?DMAC向CPU发出总线请求； CPU发出总线响应信号，释放总线； 4. DMAC接管总线，控制外设、内存之间直接数据传送 ① ② ③ ④ ⑤ 4、查询工作方式例 采用ADC809设计8路模拟信号输入接口电路。 说明：ADC0809通过一个输入/输出接口与CPU连线。A/D数据D0~D7接U8的1A1~2A4，A/D的状态EOC与D0一起接U8的1A1，分时使用，通过U9的Q4与Q5来控制。读数据时Q4=1，Q5=1；读状态时，Q4=0，Q5=0。 RDEOC EQU 00H RDAD EQU 30H CL