[信息与通信]第五章基本IO接口.ppt

5.1 输入/输出接口概述 问题的提出: 输入/输出接口在计算机系统中起什么作用? 输入/输出接口：CPU完成各种运算的原始数据如果要求由外部设备提供，CPU是如何从外部设备取回数据？如果CPU运算的结果要传送给外部设备，CPU 如何传送？ 解决的方法就是在外部设备与CPU之间架设一个“桥”，这个“桥”的作用就是把外部设备的数据和运算方式与命令传递给中央处理器，等中央处理器完成了给定的运算后按给定的要求再把结果传递外部设备。计算机通过这个“桥”----输入/输出接口与外部实现信息或数据的交换。 把介于主机和外设之间的电路称为I/O接口电路，简称I/O接口。 5.1.4 I/O接口的种类: 1、并行接口 在计算机的I/O接口中满足多位数据同时输入或输出的接口称为并行接口。常见的并行接口有8位或16位。基本结构如下图。 2、串行接口 计算机与外设的数据交换一位一位地顺序传送，只占用一条传输线，它可由两种方式来实现：一种是将8位通道中的一位依靠软件来实现串行数据传送(如图中的D0-D7中的某一位,按一定的时间间隔来把数据转变成序列脉冲的形式)；另一种是通过专用的通讯接口， 将并行数据转换为串行数据。典型的串行接口电路有8251。 3、脉冲/计数器（定时器）接口 实现对外部事件的计数或要求对时间进行精确定时----计数/定时器。计数由外部脉冲信号提供,当达到设定的计数值时,输出一个电平信号,告知外部设备已经计满。 定时可由计算机内部或外部提供一个标准的时钟信号，当达到设定的定时时间后,输出一个电平信号,告知外部设备已经到时。 典型的串行接口电路有8251。 4、A/D（模/数）、D/A （ 数/模）转换器 在工业过程控制中，经常要对温度、压力、流量、浓度及位移等物理量进行计算机控制。通常，先用传感器测量这些物理量，得到与之相应的模拟电流或模拟电压，再通过A/D转换器(ADC)转换为相应的数字信号，送入数字计算机处理。计算机处理后的结果是数字量，若用它去控制外部模拟量执行机构，则需通过D/A转换器(DAC)转换为相应的模拟信号，去驱动执行机构工作。 5、专用接口：不可编程，专用于一个目的的接口电路； 6、 通用接口：可编程，通过编程可以实现多种功能和目的的接口电路； 5.1.5 微机外设对接口的要求： 1、速度 2、数据位数 3、是否可编程，通用还是专用 5.1.6 接口需满足的功能： 1、选址功能:实现地址唯一性的要求； 2、数据传输功能:实现CPU与接口之间的数据交换； 3、传送命令的功能:实现CPU与向接口发出命令和接口工作状态传送到CPU； 无条件传送：输入输出接口编程 next: mov dx,8000h ；DX指向数据端口 in al,dx ；从输入端口读开关状态 not al ；反相 out dx,al ；送输出端口显示 call delay ；调子程序延时 jmp next ；重复 查询传送的两个环节 ⑴ 查询环节 寻址状态口 读取状态寄存器的标志位 若不就绪就继续查询，直至就绪 ⑵ 传送环节 寻址数据口 是输入，通过输入指令从数据端口读入数据 是输出，通过输出指令向数据端口输出数据 查询输入接口例程 MOV DX，S_PORT ；DX指向状态端口 STA: IN AL，DX ；读状态端口 TEST AL，80H ；测试标志位D7 JZ STA ；D7＝0,未就绪,继续查询 MOV DX，D_PORT ；D7＝1,就绪,DX指向数据端口 IN AL，DX ；从数据端口输入数据 查询输出接口例程 MOV DX，S_PORT ；DX指向状态端口 STA: IN AL，DX ；读取状态端口的状态数据 TEST AL，80H ；测试标志位D7 JNZ STA ；D7＝1,未就绪,继续查询 MOV DX，D_PORT ；D7＝0,就绪,DX指向数据端口 MOV AL，BUF ；变量buf送AL OUT DX，AL ；将数据输出给数据端口 谢谢观看,敬请批评指正 北方民族大学电信学院自动系 2005年2月第一稿 2006年2月第二修改 2007年2月第三修改 2008年4月第四修改 2008年10月第五修改 有条件和无条件传送都难以满足实时控制系统对I/O工作的要求。因为在查询方式中，CPU处于主动地位，外设