070033《微机原理》第6章 输入输出技术.ppt

第6章 输入输出技术 1 微型计算机接口技术概述 2 输入与输出 3 并行数据接口 4 串行数据接口 5 DMA接口 本章学习目的 掌握输入/输出接口电路和基本概念、掌握I/O端口编址方法和特点及地址译码方法。 掌握CPU与外设数据传送的方式方法。 掌握DMA的基本概念、可编程DMA控制器芯片8237A的结构、应用及编程方法。 6.1 微型计算机接口技术概述 一个简单的微机系统需要CPU、存储器、基本的输入／输出系统以及将它们连接在一起的各种信号线和接口电路。 外部设备通过接口电路和系统总线相联，接口电路的作用是把计算机输出的信息变成外设能够识别的信息，把外设输入的信息转化成计算机所能接受的信息。 6.2 输入与输出 6.2.1 概述 6.2.2 CPU与外设数据传送的方式 6.2.1 概述 1． 输入/输出接口的编址方式 （1）I/O端口与内存储器统一编址 （2）I/O端口单独编址（如图6-1所示） 2．Intel ×86CPU中的端口访问 （1）8086/8088采用IN和OUT指令访问端口 （2）80286和80386/80486还支持INSB/INSW和OUTSB/OUTSW指令访问端口 3．Intel CPU的输入输出时序 在CPU进行输入输出操作时，若8086 CPU处在最大组态下，则T1期间，S0~S1的编码为I/O操作；若8086 CPU在最小组态下，则使IO/信号为高电平，指明是对I/O操作（如图6-2所示）。 4．I/O端口地址译码 （1）当接口电路的I/O端口固定不变时，采用固定式译码电路。 （2）当端口地址可需适应不同的场合而改变时，采用可选式译码电路。 2.2 CPU与外设数据传送的方式 1．程序控制方式（如图6-6、6-7所示） 无条件传送方式 、查询传送方式 2．中断传送方式如图6-8所示 3．直接存储器访问（DMA）方式 4．I/O处理机方式 5 DMA接口 6.5.1 概述 6.5.2 可编程DMA控制器Intel 8237 5.1 概述 1．DMA传送的基本原理 2．DMA数据传送的基本过程 1）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。 5）撤消对CPU的总线请求，交回系统总线的管理和控制权。 3．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。 5.2 可编程DMA控制器Intel 8237 1．8237的结构框图和引脚（如图6-40、6-41、表6-7所示）。 2．8237的内部寄存器 （1）当前地址寄存器和当前字节计数寄存器 （2）基地址寄存器和基字节计数寄存器 （3）请求寄存器（如图6-42~6-44所示） 4．8237的初始化编程举例 例：PC机系统，程序中的变量DMA地址为00H，设对8237的0通道编程，使其工作于单一传送方式，地址加1，自动预置，读出操作。 5．8237在PC系列机中的应用 （1）PC/XT机的DMA系统：PC/XT机支持4个DMA通道， （2）PC/AT机的DMA系统：PC/AT机支持7个DMA通道，其中通道4用作主片与从片的级联。 表6-8 8237循环优先权的变化 ? 第1次服务 ? ? 第2次服务 ? 第3次服务 ? ? 通道 ? ? 通道 ? 通道 ? 0 ? ? 2 服务完毕 3 服务完毕 1 服务完毕 ? 3 请求服务 0 ? ? 2 ? ? 0 ? 1 ? 最低优先权 3 ? ? 1 ? 2 ? 3．8237的工作方式及编程控制字 图6-45 工作方式寄存器格式 图6-46 命令寄存器的命令格式 MOV AL，04H ；命令字禁止8237操作 OUT DMA+8，AL ；命令字送命令寄存器 OUT DMA+0DH，AL；发主清命令 MOV AL，0FFH ；传送字节数送AL OUT DMA+1，AL ；写0通道字节计数器和当前字节计数器低8位 OUT DMA+1，AL ；写0通道字节计数器和当前字节计数器高8位 MOV AL，58H ；DMA工作方式字，单一传送，地址加1，自动预置，；读出，0通道 OUT DMA+0BH，AL MOV AL，0 ；置命令寄存器 OUT DMA+08H，AL ；命令字送命令寄存器 OUT DMA+10 ；写单一屏