第七章_IO接口.ppt

3. 一个采用查询方式的数据采集系统 一个有8个模拟量输入的数据采集系统，用查询的方式与CPU传送信息，其电路如图7-15所示。 8个输入模拟量，经过多路开关——它由端口4输出的3位二进制码(D0、D1、D2)控制(000——相应于A0输入)，每次送出一个模拟量至A/D转换器；同时A/D转换器由端口4输出的D4位控制启动与停止。 A/D转换器的READY信号由端口2的D0输送至CPU数据总线，经A/D转换后的数据由端口3传送至数据总线。所以，这样的一个数据采集系统，需要用到3个端口，它们有各自的地址。 实现这样的数据采集过程的程序为： START: MOV DL，0F8H；设置启动A/D 转换的信号 LEA DI，DSTOR；存放输入数 据缓冲区的地址偏移量→DI AGAIN： MOV AL，DL AND AL，0EFH；使D4=0 OUT 4，AL；停止A/D转换 CALL DELAY；等待停止A/D操作 的完成 MOV AL，DL OUT 4，AL；启动A/D，且选择 模拟量A0 POLL： IN AL，2；输入状态信息 SHR AL，1 JNC POLL；若未READY， 程序循环等待 IN AL，3；否则，输入数据 STOSB ； 存至内存 INC DL；修改多路开关控制 信号，指向下一个模拟量 JNE AGAIN；8个模拟量未输 入完，循环已完，执行别的程序段 当外设把数据准备好以后，发出一个选通脉冲使DMA请求触发器置“1”，它一方面向控制/状态端口发出准备就绪信号，另一方面向DMA控制器发出DMA请求。于是DMA控制器向CPU发出HOLD信号，当CPU在现行的机器周期结束后响应发出HLDA信号，于是DMA控制器就接管总线。 当外设把数据准备好以后，发出一个选通脉冲使DMA请求触发器置“1”，它一方面向控制/状态端口发出准备就绪信号，另一方面向DMA控制器发出DMA请求。于是DMA控制器向CPU发出HOLD信号，当CPU在现行的机器周期结束后响应发出HLDA信号，于是DMA控制器就接管总线。 向地址总线发出地址信号，在数据总线上给出数据，并给出存储器写的命令，就可把由外设输入的数据写入存储器。然后修改地址指针，修改计数器，检查传送是否结束，若未结束则循环直至整个数据传送完毕。 在整个数据传送完后，DMA控制器撤除总线请求信号(HOLD变低)，在下一个T周期的上升沿，就使HLDA变低。 当CPU需要运行别的周期时，又取得对总线的控制。 随着大规模集成电路技术的发展，DMA传送已不局限于存储器与外设间的信息交换，而可以扩展为在存储器的两个区域之间，或两种高速的外设之间进行DMA传送，如图7-20所示。 1. DMA控制器的基本功能 DMAC是控制存储器和外部设备之间直接高速地传送数据的硬件电路，它应能取代CPU，用硬件完成图7-17所示的各项功能。具体地说，DMAC应具有如下功能： (1) 能接收外设的请求，向CPU发出DMA请求信号； (2) 当CPU发出DMA响应信号之后，接管对总线的控制，进入DMA方式； (3) 能寻址存储器，即能输出地址信息和修改地址； (4) 能向存储器和外设发出相应的读/写控制信号； (5) 能控制传送的字节数，判断DMA传送是否结束； (6) 在DMA传送结束以后，能结束DMA请求信号，释放总线，使CPU恢复正常工作。 2. DMA传送方式 DMAC一般都有两种基本的DMA传送方式： (1) 单字节方式： 每次DMA请求只传送一个字节数据，每传送完一个字节，都撤除DMA请求信号释放总线； (2) 字节(字符)组方式： 每次DMA请求连续传送一个数据块，待规定长度的数据块传送完了以后才撤除DMA请求释放总线。 在DMA传送中，为了使源和目的之间的数据传送取得同步，不同的DMAC在操作时都受到外设的请求信号或准备就绪信号——READY信号的限制。 7.3 DMA 控 制 器 下面以Intel 8237 DMAC为例介绍DMA控制器（DMAC）的工作原理和使用。 Intel 8237/8237A-5是一种高功能的可编程的DMA控制器，采用5MHz的8237-2传送速度可以达到1.6兆字节/秒。 7.3.1 DMA控制器的主要功能 DMA控制器有以下主要功能： (1) 在一个芯片中有四个独立的DMA通道(8237必须与一片8位地址锁存器如8282连用)。 (2) 每一个通道的DMA请求都可以分别