微处理器80x86输入输出接口.ppt

第7章 输入输出接口 7.1 I/Ｏ接口概述 7.1.2 I/O接口的主要功能 输入接口:只有当CPU从该接口输入数据时才允许选定的输入接口将数据送到总线上由CPU读取，其它时间不得占用总线 。因此一般使用三态缓冲器（三态门）。 输出时，CPU通过总线将数据传送到输出接口内的数据寄存器中，然后由外设读取。在CPU向它写入新数据之前该数据将保持不变。 数据寄存器一般由锁存器实现，如74LS373。 7.1.3 I/O接口的结构 7.1.4 I/O的寻址方式 1．I/O端口与内存统一编址 7.2 简单I／O接口芯片 1.锁存器74LS373 2.缓冲器74LS244 7.3 CPU与外设之间的数据传输方式 微机系统与外设之间的数据传输过程在程序的控制下进行。 特点：以CPU为中心，由输入／输出程序实现数据传输。 两种方式：无条件传输 条件传输（查询方式） 1.无条件传输方式 一般用于能够确信外设已经准备就绪的场合。如读取开关的状态，LED的显示等。 CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE MAIN PROC FAR START: PUSH DS MOV AX,0 PUSH AX AGAIN: MOV AH,1 ；读键盘缓冲区字符 INT 16H CMP AL,1BH ；若为“Esc”键，则退出 JZ EXIT MOV DX,200H IN AL,DX ；读取开关状态 NOT AL ；取反 OUT DX,AL ；输出控制LED JMP AGAIN EXIT: RET ；返回DOS MAIN ENDP CODE ENDS END START 2.条件传输方式 7.3.2 中断方式 程序控制传输方式的缺点是CPU和外设只能串行工作，各外设之间也只能串行工作。 在中断传输方式下，当输入设备将数据准备好或输出设备可以接收数据时，便向CPU发出中断请求，使CPU暂时停止执行当前程序，而去执行数据输入／输出的中断服务程序，与外设进行数据传输操作，中断服务程序执行完后，CPU又返回继续执行原来的程序。 利用中断方式进行数据传输，CPU不必花费大量时间在两次输入或输出过程间对接口进行状态测试和等待，从而大大提高了CPU的效率。 7.3.3 直接存储器存取（DMA）方式 DMA方式是指不经过CPU的干预，直接在外设和内存之间进行数据传输的方式。1次DMA传输需要执行1个DMA周期（相当于1个总线读或写周期）。 实现DMA方式，需要专门的接口器件来控制外设接口和内存之间的数据传输，它被称为DMA控制器（DMAC）。 采用DMA方式进行数据传输时，使用系统的数据总线、地址总线和控制总线。在用DMA方式进行数据传输前，DMAC向CPU发出申请使用系统总线的请求。当CPU同意并让出系统总线控制权后，DMAC接管系统总线，实现外设与内存之间的数据传输。传输完毕，将总线控制权交还给CPU。 DMA操作的基本方法有三种： (1) CPU停机方式。指在DMA传送时，CPU停止工作，不再使用总线。该方式比较容易实现，但由于CPU停机，可能影响到某些实时性很强的操作，如中断响应等。 (2) 周期挪用方式。利用窃取CPU不进行总线操作的周期，来进行DMA传送。这一方式不影响CPU的操作，但需要复杂的时序电路，而且数据传送过程是不连续的和不规则的。 (3) 周期扩展方式。该方式需要专门时钟电路的支持，当传送发生时，该时钟电路向CPU发送加宽的时钟信号，CPU在加宽时钟周期内操作不往下进行；另一方面，仍向DMAC发送正常的时钟信号，DMAC利用这段时间进DMA传送。 7.4 DMA控制器 7.4.1 8237A的内部结构和引脚 需要说明的引脚： 7.4.2 8237A的工作周期和时序 7.4.3 8237A的工作方式和传送类型 7.4.4 8237A的寄存器 7.4.5 8237A的软件命令 7.4.6 8237A的应用 过程结束（ ）：低电平有效，双向信号，在DMA传送时，当当前字节数寄存器的计数值从0减到FFFFH时（即内部DMA过程结束），从 引脚上输出一个负脉冲。若由外部输入 信号，DMA传送过程被强迫终止。不论是内部还是外部产生