第三章IO端口地址译码技术.pptVIP

第 3 章I/O端口地址译码技术;本章内容提要: I/O接口与CPU如何交换数据? I/O端口及其编址方式 I/O端口地址分配 I/O端口地址译码 I/O端口地址译码电路设计 ;3.1 I/O数据的传输控制方式; 条件是己知的情况; 外部设备是准备好的; 不用查询外设的状态信息; 直接使用IN或OUT指令完成数据传送;8位;先查询外设的状态信息是否准备好; 准备好,就传送数据; 否则,继续查询.;三、中断传送方式;四、DMA传送方式;一、I/O端口 1.端口是接口电路中能被CPU直接存取访问的寄存器的地址。 2. CPU通过端口地址向接口电路中的寄存器发送命令，读取状态和传送数据。 3.一个接口可以有几个端口。 如命令口、状态口和数据口，分别对应于命令寄存器、状态寄存器和数据寄存器，一一对应，不能错位。特殊情况如串行接口芯片8251A的命令口和状态口共用一个端口。 ;状态寄存器;1.统一编址 从存储器空间划出一部分地址空间给I/O设备，把I/O接口中的端口当作存储器单元一样进行访问。 优点： 不设置专门的I/O指令,指令类型多，功能齐全。 缺点： 1、占用了存储器的地址空间，使存储器容量减小。 2、另外指令长度比专门I/O指令要长，因而执行速度较慢。;2.独立编址;三、独立编址方式的端口访问;所谓对端口的访问就是CPU对端口的读/写，将端口的数据传送存储器。 例如： 输入时 MOV DX, 300H ;I/O端口 IN AL, DX ;从端口读数据到AL MOV [DI], AL ;将数据从AL→存储器 输出时 MOV DX, 301H ;I/O端口 MOV AL, [SI] ;从内存取数到AL OUT DX, AL ;数据从AL→端口;I/O端口寻址：直接寻址；间接寻址。 寻址是时是否经过DX寄存器。 例如： 输入时 IN AX, 0E0H ;直接寻址 MOV DX, 300H IN AX, DX ;间接寻址 输出时 OUT 0E0H, AX ;直接寻址 MOV DX, 300H ; OUT DX, AX ;间接寻址;3.3 I/O端口地址分配;表3.1 系统的I/O接口芯片端口地址;表3.2 系统的外设接口卡端口地址;二、I/O端口地址分配 PC微机I/O地址线有16根，对应的I/O端口编址可达64K字节。(0000H—FFFFH) 其端口地址译码是采用非完全译码方式，即只考虑了低10位地址线A0~A9，而没有考虑高6位地址线A10~A15。 I/0端口地址范围是0000H~03FFH,总共只有1024个端口。 三、I/O端口地址选用的原则 凡是被系统配置占用了的地址一律不能使用； 未被占用的地址，用户可以使用。但申明保留的地址，不要使用。 用户可使用300H--31FH地址。;3.4 I/O端口地址译码;部分译码： 高位地址线与CPU的控制信号进行组合，经译码电路产生I/O接口芯片CS的片选。 低位地址线不参加译码，直接连到I/O接口芯片，进行I/O接口芯片的片内端口寻址，即寄存器寻址。 ;二、I/O地址译码电路原理 译码电路的输入信号 I/O地址译码电路不仅仅与地址信号有关，而且与控制信号有关 .例如， 用AEN信号控制非DMA传送； 用IOR_和IOW_信号控制对端口的读/写等。 用I/OCS16信号控制8位或16位I/O端口; 译码电路的输出信号 I/O地址译码电路的输出信号中只有1根/CS,且低电平有效。;1.固定式端口地址译码 固定式是指接口中用到的端口地址不能更改。 例1：设计I/O端口地址为2F8H的只读译码电路。; 分析： 若要产生2F8H端口地址，则译码电路的输入地址线就应具有如表3.4所示的值。 ;;固定式端口地址译码;例2： 使用74LS138设计一个系统板上接口芯片的I/O端口地址译码电路，并且让每个接口芯片内部的端口数目为32个。 ;分析：由于系统板上的I/O端口地址分配在000~0FFH范围内，只使用低8位地址线。