[工学]微机原理7第六章.ppt

第一节 接口技术的基本概念 一、 接口的概念和功能 二、 接口电路的典型结构 一、 接口的概念和功能 外设是用来实现人机交互的一些机电设备。 外设处理信息的类型、速度、通信方式与CPU不匹配, 不能直接挂在总线上，必须通过接口和系统相连 二、接口电路的典型结构 ?从编程角度看，接口内部主要包括一个或多个 CPU可以进行读/写操作的寄存器，又称为I/O端口。 ?各I/O端口由端口地址区分。 ?按存放信息的不同，I/O端口可分为三种类型 数据端口：用于存放CPU与外设间传送的数据信息 状态端口：用于暂存外设的状态信息 控制端口：用于存放CPU对外设或接口的控制信息， 控制外设或接口的工作方式。 第二节 I/O端口的编址和译码 一、 I/O端口的编址方式 二、8088的输入/输出指令和时序 三、I/O端口的译码 一、I/O端口的编址方式 特点： 端口与存储器分别独立编址 端口不占用内存空间 设有专门的 I/O指令对端口进行读写， 对内存操作的指令不能用于I/O端口 当CPU执行IN指令时，进入I/O端口读周期 当CPU执行OUT指令时，进入I/O端口写周期 与读、写存储器的过程相似，不同之处： 1．IO/M变高，CPU操作I/O端口。 2．端口的地址信号出现在A15~A0上， A19~A16全为低电平。 信号变化过程： ① A15~A0上出现地址信号 0000 0010 0001 1000B (由CPU发出) ② ALE上出现正脉冲信号 ③ IOR 变低 ④ D7~D0 上出现有效信号 0111 1011B (由端口送出) ⑤ IOR变高，数据进入AL 三、I/O端口的译码 1. 译码电路的作用 2. 译码电路的构成 3. 设计译码电路的方法 4. 片内译码和片选译码 将CPU执行IN/OUT指令发出的地址信号, “翻译”成欲操作端口的选通信号，解决存储器、I/O设备与CPU连接时地址总线失配问题。 此信号常作为接口内三态门或锁存器的控制信号， 接通或断开接口数据线与系统的连接。 门电路： 与门、非门、或门、与非门、或非门等 译码器： 2-4线译码器 74LS139 3-8线译码器 74LS138 4-16线译码器 74LS154 等 据端口地址确定地址信号A15~A0的取值， 用门电路、译码器或两者组合实现满足此取值情况的电路。 1．根据电路先确定与使能控制连接的信号： G1=1 即： AEN=0 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 G2A=0 1 0 0 0 0 1 1 G2B=0 IOW 或 IOR为0 2．再分析与选择控制C、B、A 相连的各引脚 3．最后综合所有地址信号的取值，得出结论 片内译码: 在芯片内部的译码电路 用于区分芯片内部不同的端口 片选译码: 在芯片外部的译码电路 用于选择不同的芯片或端口 1. 先确定与使能控制G1、G2A、G2B相连的各引脚 G1连+5V，始终有效 IOR、IOW任一为 0 G2A、G2B为0，则 A9 A8 A7 A6 ，AEN为 0 1 0 0 0 2. 再分析与选择控制C、B、A 相连的各引脚 3. 考虑到A2、A1、A0未参加译码，其值任意， 即A2A1A0的取值为000 ~ 111 4. 最后综合所有地址信号的取值，得出结论。 第三节 CPU与外设间的数据传送方式 CPU与外设的工作速度不一致， 如何使两者高效、可靠地进行数据传送， 是本节讨论的问题。 一、 无条件传送方式 二、 条件传送方式 ( 查询方式 ) 三、 中断传送方式 四、 DMA传送方式 ( Direct Memory Access ) 一、无条件传送方式 (同步传送方式) ? 实现方法 CPU不查询外设工作状态， 与外设速度的匹配通过在软件上延时完成，