【2017年整理】接口_3IO端口地址译码技术.ppt

第3章 I/O端口地址译码技术;3.1 I/O地址空间 与存储器空间一样，I/O地址空间也是一片连续的地址单元，可供各种外设作为与CPU交换信息时存放数据、状态和命令代码之用。 16位微机地址空间的范围是0000H-0FFFFH，但IBM公司在规划微机接口卡时采用非完全译码方式，只考虑低10位地址线A0-A9，所以端口的地址范围是0000H-03FFH。;3.2 I/O端口 1、I/O端口 I/O端口（port)：是接口电路中能被CPU直接访问的寄存器的地址。CPU通过这些端口向接口中的寄存器发送命令，读取状态和传送数据。因此，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。 2、I/O操作 IO操作：是对I/O端口的操作，而不是对I/O设备的操作。;3、I/O端口共用技术 一般情况下，一个端口只允许接纳一种信息，但有些接口芯片中，一个端口即可作命令口又可作状态口使用，或允许同一个命令口写多个命令字，这就产生了端口的共用。;3.3 端口地址编址方式 1、独立编址 接口中的端口地址单独编址，而不和存储 空间合在一起。IBM-PC系列就采用这种方式。 优点： ? I/O端口地址不占用存储器空间。 ? I/O指令短，执行速度快。 ? 由于专门I/O指令与存储器访问指令有明 显的区别，使程序中I/O操作和存储器操 作层次清晰，程序的可读性强。 缺点：需要专门访问I/O端口的指令。;2、统一编址 从存储器空间中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，不设置专门的I/O指令。 优点：指令类型多，功能齐全。 缺点：端口占用了存储器的地址空间，使存储器容量减小，另外指令长度比专门I/O指令要长，因而执行速度较慢。;3.4 独立编址方式的端口访问 1、I/O指令 在I/O指令中可采用单字节地址或双字节地址寻址方式。若用单字节地址，最多可访问256个端口。其指令格式为： IN AL,0F4H ；输入 IN AX,0F4H OUT 0F4H,AL ；输出 OUT 0F4H,AX; 若用双字节地址作为端口地址，则最多可寻址216=64K个端口。其指令格式为 MOV DX, XXXXH IN AL, DX ；8位传送（输入） 或 IN AX，DX ；16位传送（输入） MOV DX, XXXXH OUT DX, AL ；8位传送（输出） 或 OUT DX，AX ；16位传送（输出） 这里，XXXXH为16位的两字节地址。;2、I/O端口的寻址方式 I/O端口寻址有直接I/O端口寻址和间接I/O端口寻址，其差别在I/O端口寻址是否经过DX传输。 例如：输入时 IN AL,0E0H ;直接寻址 MOV DX,300H ;间接寻址 IN AL,DX 例如：输出时 OUT 0E0H,AL ;直接寻址 MOV DX,300H ;间接寻址 OUT DX,AL;3.4 I/O端口地址分配及选用原则;I/O芯片名称;I/0接口名称;2、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，但对计算机 厂家申明保留的地址，不要使用。 ? 用户可使用的地址为：300H-31FH。;3.5 I/O端口地址译码; 16位微处理器的I/O地址线是16位，实际上只使用A0-A9地址线，地址线的选择应遵循下列规则： 高位地址作为片间寻址，低位地址作为片内寻址。 片内地址线数由接口中寄存器的数目决定。;2、I/O端口地址译码电路的输入与输出信号线;3.6 I/O端口地址译码电路设计 1、 I/O端口地址译码电路设计的几个问题 遵循I/O端口地址的选用原则 选用合适的地址段，避免发生冲突。 正确选用地址译码方法 一般情况下，单端口地址译码采用全译码法，多端口译码采用部分译码法。 灵活设计I/O地址译码电路 例如下面讲的几种形式。;2、I/O端口地址译码电路设计举例 固定式单端口地址译码电路设计 例：设计一个地址为2FBH的地址译码电路。 分析：这是一个单端口的地址译码电路，不需要产生片选CS，采用全译码方法。;只读I/O端口地址（2F8）的译码：; 固定式多端口的I/O地址译码电路设计 例：采用74LS138设计计算机系统板的译码电路。 分析：系统板的IO地址分配在00