微型计算机05范例.ppt

第 5 章 第5章 微型计算机和外设的数据传输 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 存储器都是用来保存信息的，功能单一，传送方式单一（一次必定是传送1个字节或者1个字），品种很有限(只有只读类型和可读/可写类型)，存取速度基本上和CPU的工作速度匹配。 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，通过接口电路对输入/输出过程起一个缓冲和联络的作用。 注：接口电路完成相应的信号转换、速度匹配、数据缓冲等功能 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 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 ⑴ 寻址能力：对送来的片选信号进行识别。 ⑵ 输入/输出功能：根据读/写信号决定当前进行的是输入操作还是输出操作。 ⑶ 数据转换功能：并行数据向串行数据的转换或串行数据向并行数据的转换。 ⑷ 联络功能：就绪信号，忙信号等。 ⑸ 中断管理：发出中斯请求信号、接收中断响应信号、发送中断类型码的功能。并具有优先级管理功能。 ⑹ 复位：接收复位信号，从而使接口本身以及所连的外设进行重新启动。 ⑺ 可编程：用软件来决定其工作方式，用软件来设置有关的控制信号。 ⑻ 错误检测：一类是传输错误。另一类是覆盖错误。 注：一些接口还可根据具体情况设置其它的检测信息。 CPU与外设主要有数据、状态和控制信息需要相互交换，于是从应用角度看内部： ⑴ 数据寄存器 输入数据寄存器：保存外设给CPU的数据 输出数据寄存器：保存CPU给外设的数据 ⑵ 状态寄存器 保存外设或接口电路的状态 ⑶ 控制寄存器 保存CPU给外设或接口电路的命令 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（不易分清访存和访问外设） 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 8088/8086的输入输出指令 输入指令（IN：将外设数据传送给CPU内的AL/AX） IN AL,i8 ;字节输入 IN AL,DX ;字节输入 IN AX,i8 ;字输入 IN AX,DX ;字输入 输出指令（OUT：将CPU内的AL/AX数据传送给外设） OUT i8,AL ;字节输出 OUT DX,AL ;字节输出 OUT i8,AX ;字输出 OUT DX,AX ;字输出 8088/8086的I/O端口 8088只能通过输入输出指令与外设进行数据交换；呈现给程序员的外设是端口（Port），即I/O地址 8086用于寻址外设端口的地址线为16条，端口最多为216＝65536（64K）个，端口号为0000H ~ FFFFH 每个端口用于传送一个字节的外设数据 I/O寻址方式 8088/8086的端口有64K个，无需分段，设计有两种寻址方式 直接寻址：只用于寻址00H ~ FFH前256个端口，操作数i8表示端口号 间接寻址：可用于寻址全部64K个端口，DX寄存器的值就是端口号 对大于FFH的端口只能采用间接寻址方式 数据交换方式 如果输入输出一个字节，利用AL寄存器 如果输入输出一个字，利用AX寄存器 输入一个字，实际上是从连续两个端口输入两个字节，分别送AL（对应低地址端口）和AH（对应高地址端口） 输出一个字，实际上是将AL（对应低地址端口）和AH（对应高地址端口）两个字节的内容输出给连续两个端口 第5章：IN指令实例（从20H端口输入一个字） ；方法1：直接寻址，字量输入 in ax,20h ；方法2：间接寻址，字量输入 mov dx,20h in ax,dx 第5章：OUT指令实例（向300H端口输出一个字节） ；唯一的方法：间接寻址，字节量输出 mov al,bvar ；bvar是字节变量 mov dx,300h out dx,al 5.4 CPU和外设之间的数据传送方式 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