第6章_输入输出接口.ppt

《微机原理及应用》 主讲教师 郭莉莉 第6章 输入输出 一、接口的基本概念 二、输入输出的寻址方式 三、CPU与外设交换信息的控制方式 作业 一、接口的基本概念 1.接口的定义及功能 2.接口电路中的信息 3.接口的类型 二、输入输出的寻址方式 1、I/O端口的编址 2、 I/O端口地址译码方法 3、IBM PC/XT的I/O端口地址 三、CPU与外设交换信息的控制方式 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(DMA) 4、 I/O处理机（IOP）控制方式 1、接口的定义及功能 输入输出设备（I/O，又称外设）是计算机系统的基本组成部分, 是实现人—机联系的主要手段。 常见的外设有键盘，显示器，打印机，鼠标，开关量输入输出通道和A/D，D/A转换器等等。 1、接口的定义及功能 从原理上讲，输入输出操作类似于对存储器的读写操作, CPU可以用访问存储器的相类似的方法同外部设备交换数据。 事实上输入输出操作要比访问存储器复杂的多。 1、接口的定义及功能 I/O接口是建立在CPU与外设之间，使两者动作协调的连接电路。 也就是，在CPU与外设之间建立一个缓冲区，解决CPU与外设之间存在的数据形式、数据的传递方式、以及传递速率上存在的差异。 I/O接口的功能就是对数据传输的控制。 2、接口电路中的信息 从含义和功能上来看，数据信息、控制信息和状态信息是各不相同的，必须分别传送，各有通路，我们称这些通路为端口(PORT)，三种端口的集合就是接口。 接口电路中的数据信息 数据信息 —— CPU与外设交换的基本信息就是数据，8位或16位。 包括三种类型： (1)数字量：是指由键盘，磁盘等读入的信号， 或由CPU送到打印机,显示器等信息,，一般是二进制数，或是以ASCII码表示的数据及字符号。 接口电路中的数据信息 （2）模拟量：当微机系统用于过程控制系统时,则现场多数是模拟量，如温度、压力、流量等，需要通过A/D和D/A转换。 （3）开关量： 是指可以表示成两个状态的物理量，如开关的“通”与“断”，电机的“运转”与“停止”，可以用一位二进制表示。 接口电路中的控制信息 控制信息 —— CPU通过接口电路传送给外设,从而达到控制外设的目的。 常见的控制信号：外设的启动、停止 不同的外设，工作原理不同，其控制信号也会有所不同。 接口电路中的状态信息 状态信息 —— 是反映当前外设所处的工作状态,是外设通过接口电路向CPU传送的信号。 如： 输出设备常用BUSY信号来表明现在正处于忙碌状态； 输入设备常用READY信号来表明输入的数据已经准备好。 3、接口的类型 接口电路大多由接口芯片来实现。 （1）接口芯片按通用性可以分为两类：专用接口和通用接口； 如： 显示控制器，键盘控制器等属于专用接口； 而通用接口可以供几类外设使用。 3、接口的类型 （2）接口芯片按与外设数据的传送方式可以分为并行接口和串行接口。 并行接口是指主机与外设之间信息的传送按字节或字进行； 串行接口是指主机与外设备之间信息的传送是按通讯规则一位一位进行 1、I/O端口的编址 (1)I/O端口和存储器统一编址 (2)I/O端口独立编址 2、I/O端口地址译码方法 如：8237：A9A8=10，A7 A6A5=000； 8259：A9A8=10，A7 A6A5=001； A4~A0则由具体芯片的连线完成，用于芯片内多个端口的选择。 3、IBM PC/XT I/O端口地址分配 （1）I/O端口和存储器统一编址 统一编址方式是外设端口地址和存储器单元地址，共占存储器的地址，即一个外设端口占用一个存储单元地址。 CPU对外设端口的读写操作相当于对存储单元的读写操作。 CPU可以采用任意一条访问存储器的指令，访问I/O端口。 （2）I/O端口独立编址 独立编址方式是让I/O端口和存储器地址分别建立两个地址空间，独立编址。 这时，CPU采用专门的I/O指令去访问I/O端口。 8086/8088CPU采用I/O端口独立编址，设置了专门的I/O指令。 8086/8088的I/O指令 （1）直接端口寻址方式 对于端口PORT的地址范围是8位，即00H