第07章输入输出接口.ppt

* 第 7 章 输入输出接口 第7章 输入输出接口 本章重点： 理解输入/输出接口的概念；了解CPU与外设数据传送方式。 本章难点： 结合实际要求选择合理的数据传送方式。 接口是连接计算机与I/O设备的部件。计算机与外部设备之间可以通过串行接口进行信息交换，也可以通过并行接口进行信息交换。接口电路的功能就是对信息传送的硬件控制，具体应有以下几种功能。 1. 锁存功能 2. 缓冲隔离功能 3. 转换功能 4.中断管理功能 5.联络功能 6. 对外围设备编址(译码)功能 7.1 概述 7.1.1 接口的功能 计算机I/O接口电路与外部设备间交换的信号，通常有以下几种类型： 1、数据信息 CPU和外部设备交换的基本信息就是数据，数据通常为8位或16位。数据信息大致分为以下三种类型：数字量、模拟量和开关量。 7.1 概述 7.1.2 接口信息 2.状态信息 状态信息反映了当前外设所处的工作状态，是外设通过接口送往CPU的。 3.控制信息 控制信息是CPU通过接口传送给外设的，CPU通过发送控制信息，控制外设的工作。 7.1.2 接口信息 端口是指I/O接口（包括芯片和控制卡）中供CPU直接存取访问的那些寄存器或某些硬件特定电路。一个I/O接口总要包括若干个端口，除常见的数据端口、命令端口和状态端口外，还有特殊用途的端口。 7.1.3 I/O接口的结构 在设计接口电路时，I/O接口电路与外部设备间交换的信息可以划分为CPU与接口之间的信息以及接口与外设之间的信息两部分。典型的I/O接口如图所示。 译 码 数据 端口 状态 端口 控制 端口 CPU I/O 设备 (1) 端口统一编址 端口统一编址是把每一个端口视为一个存储器单元，并赋以相应的存储器地址。微处理机访问端口，如同访问存储器（只是地址不同），所有访问存储器指令同样适合于I/O端口。由于端口地址被映象到存储空间，作为存储空间的一小部分，因此，也称为“存储器映象编址”。 7.1.4 端口编址方式 (2) 端口独立编址 端口独立编址是把所有I/O接口看作一个独立于存储的I/O空间。在这个I/O空间内，每个端口都被分配一个地址与之对应。要访问独立于存储空间的端口，必须用专门的I/O指令。 7.1.4 端口编址方式 8086/8088 属于端口独立编址 1.无条件传输方式 无条件传送方式是指CPU对外设接口的读写随时都可以进行，不需要等待某种条件的满足。无条件传送方式仅局限于外部控制过程的各种动作时间是固定且是已知的前提下，直接用IN或OUT指令与外设进行传送数据。 外部设备与微机之间的信息传送实际上是CPU与接口之间的信息传送。传送方式一般有四种： 7.2 CPU与外设之间的数据传输方式 2.程序查询传输方式 程序查询传送方式是指CPU在与外设传递数据前首先查询外设的状态(即条件)，若外设准备好才传送，若未准备好，CPU就等待。CPU要不断查询外设状态，占用大量CPU时间。 7.2 CPU与外设之间的数据传输方式 3.中断方式 为了提高CPU的效率和使系统具有实时性，可以采用中断传送方式。在中断传送方式下，外设具有申请CPU服务的主动权，当输入设备将数据准备好或输出设备可以接收数据时，外设就可以向CPU提出中断请求，使CPU暂时停下目前的工作而和外设进行一次数据传输。等输入操作和输出操作完成后，CPU继续进行原来的工作。 7.2 CPU与外设之间的数据传输方式 *