基本输入输出接口技术.ppt

第6章 基本输入输出接口技术 第6章 基本输入输出接口技术 6.1 概述 一、输入/输出与输入/输出接口 1.输入/输出：微处理器与外部设备之间的信息交换即通信。 2.输入/输出接口：完成微处理器与外部设备数据通信即输入/输出任务的接口。 包括:硬件接口电路和软件接口程序。 二、I/O接口的功能 1. 内部地址译码 2.提供联络信号 3.信号特性匹配（如电平转换） 4.信息格式的转换（如正负逻辑的转换，串并  格式，模数转换） 5.数据缓冲与锁存 6.对外设进行中断管理 7.提供时序控制 三、CPU与I/O设备间的接口信息 三种：数据信息、状态信息、控制信息 这些信息均通过数据总线传输。 四、I/O端口的编址方法 1.存储器映射编址 含义： I/O端口的地址与存储器的地址统一混合编址。 用访问存储器的指令，即可对整个地址空间（存储器和I/O）进行访问，而无需专用I/O指令。 优点： 访问I/O指令多，使用方便。 内存与外设地址分布相同。 无需专用的I/O指令。 2. I/O映射编址 含义 I/O端口与存储器分开独立编址，即I/O端口和存储器都有自己的一套地址空间，而且互不相干。 优点 I/O设备不占用内存单元，节约了内存空间。 指令执行速度快。 I/O端口 8086～Core2微机采用I/O映射的编址方法。 I/O端口的地址64K 个8位口地址（0000H-FFFFH）。 五、I/O组织 8位I/O组织-基于8088 16位I/O组织-基于8086~80286 32位I/O组织-基于80386~80486 64位I/O组织-基于Pentium~ Core2 2.I/O端口的地址分配 1. I/O地址范围 0000H-FFFFH.共64K个8位端口 从8086～Core2 I/O地址采用A15～A0共16条地址线，且与存储器分开编址。 2. 系统板保留的1K个I/O端口 （详见书P.238表6.1） 000H-03FFH，共1K个8位端口 3. 查看当前系统I/O地址分配 系统板保留的1K地址 I/O指令时序 6.2 输入输出控制方式 直接程序控制方式 中断控制方式 DMA控制方式 I/O处理机控制方式 一、直接程序控制方式 含义：直接在程序控制下进行微处理器与外设之间的数据传送。 分类：无条件传送方式和条件传送方式两种。 1.无条件传送方式 含义：不查询外设状态而直接进行输入输出的一种方式。 特点：简单、经济，但可靠性差。 2.条件传送方式 含义：首先查询外设状态，满足条件时才进行数据的传送，因此也叫查询传送方式。 特点：简单、可靠性高，但CPU效率低。 二、中断控制方式 含义：在满足传输条件时，外设向CPU发请求传输的中断信号，CPU接收请求后进入服务程序，在中断服务程序中进行输入输出操作。 特点：无需查询等待，CPU利用率大大提高。 不足：中断控制方式仍需要一系列本与输入输出无关的操作（如压栈保护等），因此对于高速I/O设备效率仍不算快。 三、DMA控制方式 含义：直接由DMA控制器硬件控制数据传输，传输过程无需CPU干预。 特点：速度快（因为有DMA硬件直接控制），效率高。 DMA方式与其它方式比较 四、I/O处理机控制方式 尽管DMA方式优点比较突出，但在DMA进行传输之前，对DMA的初始操作、对数据的运算和处理等都需要处理器事先干预。为了让处理器彻底摆脱管理和控制I/O设备的负担，引入了I/O处理机控制方式。这种方式下，由专用I/O协处理器负责I/O操作和处理。 6.3 I/O接口的读写技术 一、简单输入输出接口 输入采用缓冲器,输出采用锁存器。 1.常用缓冲器： 简单I/O接口-锁存器 2.常用锁存器 二、简单I/O接口的读控制 读操作程序: MOV DX,377H IN AL,DX 2.简单I/O接口的写控制 3. 16位I/O接口的读操作 32位I/O接口的写操作 常用接口芯片及应用 6.4 并行通信与串行通信 6.5 可编程串行通信接口芯片 6.6 可编程并行通信接口芯片 6.7 可编程定时/计数器芯片 6.4 并行通信与串行通信 一、并行通信与并行接口 1. 并行通信 含义：并行通信是指将一个字节或一个字的各  位同时进行传输的一种通信方式。 要点：传输的各位同时传输（输入或输出）。 特点： （1）传输速度快 （2）传输的信息率高 （3）比串行通信需要更多通信信号线 用途：常用于传输距离短，数据传输速度要求　　 高的场合。 2.并行接口 含义：实现并行通信的接口称为并行通信接口。 二、串行通信与串行接口