单元四接口概述讲稿ppt课件.pptVIP

单元四 微机接口概述 4.1为什么需要接口？ 总的来说，I/O接口具有下述三方面功能： （1）速度的匹配 （2）信息格式的变换：包括串并转换，A/D,D/A转换，电平转换等。 （3）提供主机和外设间传送数据所必须的状态和控制信息。 4.1接口具有的功能 I/O设备数据缓冲/锁存; 设备选择和寻址; 数据格式转换; 信号转换：逻辑关系，时序配合以及电平匹配上的转换。 设备控制; 可编程：修改驱动程序就可改变接口的工作方式; 错误检测控制. 4.2 I/O接口的传输内容 1.数据信息： （1）数字量（计算机可以直接接收和处理的数据） （2）模拟量 2.状态信息 例如：对于输入设备的“Ready” 对于输出设备的“Busy” 特点：①CPU?外设接口 ②可读（不可写） 3.控制信息： 特点①CPU?外设接口 ②可写（不可读） 4.2 I/O接口的传输内容 4.2 I/O接口的基本结构 外设通过I/O接口电路与CPU相连。每个接口电路包含一组寄存器： 数据输入寄存器 数据输出寄存器 状态寄存器 控制寄存器 通常称这些寄存器为I/O端口(I/O PORT)，每个端口有一个端口地址 I/O接口的编址 计算机中I/O端口也是可以编址的，编址的方法与存储器编址方法类似。 如何理解存储器和I/O端口寻址的区别？ 以城市类比计算机 I/O接口地址的编址方案 混合编址：存储器地址和I/O端口地址统一编址，Motorola系列CPU采用混合编址； 2. I/O端口和存储器分开编址（I/O Mapped I/O） 指令系统中分别设立面向存储器的指令和面向I/O操作的指令。（IN指令和OUT指令） 在微型计算机中，地址总线为存储器和I/O端口所共享，那么，CPU输出的地址信号究竟是给谁的？是给M，还是I/O? 在CPU芯片上设置专门的控制信号线M/IO（80x86均如此）。 I/O接口芯片连线的寻址原理 对I/O接口芯片的的寻址通过地址线连接： 74LS138译码器的连线方法 假设：I/O接口芯片的片内地址为370H—377H，求CPU如何通过74LS138译码器进行寻址？ 分析：片内地址8个，说明芯片具有片内地址线3位A0—A2，高位地址为A3—A9，按照全局译码的原理，A3—A9是高位地址线，要通过译码器连接到片选信号。 74LS138译码器的连线方法 370H—377H对应的二进制为： 1101110000——1101110111，根据界线原理：低三位直接连接，主要说明高位地址线的接法。 74LS138译码器的连线步骤 第一步：比较CPU高位地址线位数和74LS138译码器输入端位数的关系，有三种可能：相等、大于或小于； CPU高位地址线7位（A3-A9）， 74LS138译码器输入端6位。 74LS138译码器的连线步骤 第二步：将高位地址线中0和1分类； 第三步：接线，为0的端口线先接G2A、G2B，为1的端口先接G1；其余接线端自由接A、B、C端；当CPU高位地址线比74LS138译码器输入端数量多时，要用逻辑门电路过渡，减少接线端。 74LS138译码器的连线步骤 第四步：根据A、B、C的值确定Yi的输出选择，接芯片的片选。 问题：如何根据74LS138译码器的接线判断芯片的地址？ 4.3 接口数据传送的控制方式 程序方式； 中断方式； DMA方式。 程序方式 程序方式 程序方式 程序方式 程序方式 补：C语言的接口操作和位操作 补：C语言的接口操作和位操作 补：C语言的位操作运算符 补：C语言的位操作运算符 补：C语言的位操作运算符 程序方式 中断方式 中断方式的功能 中断方式的功能 中断功能调用 DMA方式 DMA控制器的作用 DMA控制器的功能结构 1）总线控制功能。 2）具有用于提供交换数据地址的地址寄存器。 3）具有数据块长度计数器。 4）具有编程寄存器和状态寄存器。 DMA数据传送的基本过程 1）外部设备向DMAC发出DMA传送请求信号（DREQ）。 2）DMAC向总线仲裁机构请求占用总线。 3）DMAC接到HLDA信号后成为总线的主控者。 4）向存储器和进行DMA传送的外设发出读写命令，开始DMA传送（外设和内存之间）。 5）撤消对CPU的总线请求，交回系统总线的管理和控制权。 通信方式比较 通信程序示例 通信程序流程 通信程序流程 通信程序流程 通信程序流程 中断的基本思想：CPU平时正常运行用户程序，只有在有特殊事件需求时才进行服务，服务完成后立即返回原来运行的程序，目的是提高CPU的工作效率。 中断的定义：CPU暂停正在运行的程序，处理需要服务的事件，等服务完成以后，返回到原来运行的程序。 发出中断请求信号：提供检测中断源的输入线路； 定向中断服务子程序：为指定