数字量输入输出-基本输入输出 东南大学.pptVIP

第五章 数字量输入输出 本章内容 简单I/O接口 并行输入输出接口 中断控制系统 计数定时接口 串行输入输出接口 直接存储器存取DMA 系统总线及接口 简单I/O接口 什么是I/O接口（电路）？ I/O接口是位于系统与外设间、用来协助完成数据传送和控制任务的逻辑电路 PC机系统板的可编程接口芯片、I/O总线槽的电路板（适配器）都是接口电路 I/O信号的形式 开关量信号 数字量信号 脉冲量信号 模拟量信号 接口的作用 对输入输出数据进行缓冲和锁存 输出接口有锁存环节；输入接口有缓冲环节 实际的电路常见： 输出锁存缓冲环节、输入锁存缓冲环节 对信号的形式和数据的格式进行变换 微机直接处理：数字量、开关量、脉冲量 对I/O端口进行寻址 与CPU和I/O设备进行联络 输入接口的缓冲环节 输入接口的锁存、缓冲环节 输出接口的锁存环节 输出接口的锁存、缓冲环节 接口电路的典型结构 从编程角度看，接口内部主要包括CPU可以进行读/写操作的临时寄存器，又称I/O端口（Port)。 各I/O端口由端口地址区分(80X86 64K) ----编址方式 是构成I/O接口的基本单元 有自己的端口地址（端口号） 可供外部设备或CPU读/写 有宽度 端口内容是外部设备的信息反映 I/O接口的基本功能 信号形式变换 电平转换和放大 锁存及缓冲 I/O定向 并－串转换 I/O端口按功能分为三种类型 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。 CPU对外设输入/输出的控制 CPU对外设输入/输出的控制，通过对接口电路中各I/O端口的读/写操作完成。 端口选择?地址编号 I/O端口的编址 接口电路占用的I/O端口有两类编排形式 I/O端口单独编址 I/O地址空间独立于存储地址空间 如8086/8088 I/O端口与存储器统一编址 它们共享一个地址空间 如M6800 I/O端口单独编址 优点： I/O端口的地址空间独立 控制和地址译码电路相对简单 专门的I/O指令使程序清晰易读 缺点： I/O指令没有存储器指令丰富 I/O端口与存储器统一编址 优点： 不需要专门的I/O指令 I/O数据存取与存储器数据存取一样灵活 缺点： I/O端口要占去部分存储器地址空间 程序不易阅读（不易分清访问内存还是访问外设） 8088的输入/输出指令和时序 输入指令IN IN AL, port IN AL, DX IN AX,port IN AX,DX ；(Port)?(AL), (Port+1)?(AH) 8088CPU最小模式下, I/O端口读周期时序 8088CPU最小模式下, I/O端口写周期时序 读、写控制逻辑电路1 读、写控制逻辑电路2 PC总线:I/O端口读周期时序 PC总线:I/O端口写周期时序 IN AL ,21H OUT 43H,AL 例:一个输入设备的简单接口电路 例:一个输入设备的简单接口电路 例:一个输入设备的简单接口电路 例:一个输出设备的简单接口电路 例:一个输出设备的简单接口电路 例:一个输出设备的简单接口电路 I/O端口的译码 译码电路的作用 译码电路的构成(与存储器译码相似） 设计译码电路的方法 片内译码和片选译码 I/O译码电路的作用 设计译码电路的方法 根据端口地址确定地址信号A15~A0的条件取值，用门电路、译码器及组合、PLD/GAL实现满足条件情况的电路 设计I/O译码电路时： 端口的选通信号通常为低电平有效, 除端口的地址信号参加译码外，控制信号IOW、IOR (IO/M、 AEN也可参加译码) 例：设计端口地址为218H的译码电路 分析 CPU执行IN/OUT指令时，发出端口的地址信号 MOV DX, 218H IN AL, DX 或 OUT DX, AL 对应218H端口的地址信号为（只取A9~A0）： A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 (地址信号) 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 B 2 1 8 H 只要满足此地址取值的译码电路均可 方法一、用门电路实现218H的地址译码 地址重叠现象 实现电路 方法二、用译码器、门电路组合实现地址译码