微机接口技术-3章 IO端口地址译码技术.ppt

* 第3章 IO端口地址译码技术 3.1 I/O地址空间 和存储器地址空间一样，IO地址空间也是一片连续的地址单元。 地址单元可以被任何外设使用，但不可以地址冲突。 和存储单元一样，都是以数据字节来组织的。 内存 内存接口 CPU 系统总线：地址总线XA19-0，数据总线XD7-0，控制总线/XIOR …… 智能仪器接口 通信接口 过程控制接口 输入接口 输出接口 外存接口 数字化存储示波器，数字化万用表 终端调制解调器TTY 电传机 A/D转换器开关量输入D/A转换器开关量输出 键盘 数字化仪光笔 图形输入 声音输入 扫描仪 点阵打印 CRT 显示激光打印 液晶显示喷墨打印 绘图仪X-Y记录仪 硬盘 软盘光盘 磁带 系统总线接口 3.1 I/O端口 一。IO端口及其编码方式 1. IO端口 端口是接口电路中能被CPU直接访问的寄存器的地址。计算机给接口电路中的每个寄存器分配一个地址。 IO操作 指CPU对设备相关的IO端口的访问操作，而不是对IO设备的操作 二。IO端口地址编码方式 1、统一编址方式 端口地址与存储器地址统一编址 译码器 CPU AB 去存储器芯片 去I/O接口芯片 Y０---i Yi+1---j 优点：指令丰富，电路简单。 缺点：外设占用存储器空间，内存容量减小。 内存 译码器 8088 CPU （最大 模式） 系统总线 AB 去存储器 去I/O接口 /Y0-i /Y0-j 接口 译码器 /XMENR /XMEMW /XIOR /XIOW 注：最大模式下系统的控制总线来源于总线控制器8288和DMA总线仲裁逻辑 2、独立编址方式 优点：存储器和外设都有自己的地址译码器，地址空间独立，互不影响。用专用的I/O 指令访问I/O 端口。 三。 独立编址方式的端口访问 输入指令： IN AL, n ; n 为8位IO端口地址 IN AL, DX ; 16位地址用DX间址 输出指令： OUT n, AL OUT DX, AL 1. IO地址宽度 IO地址在00H－0FFH，称为8位地址宽度； IO地址在0100H－FFFFH，称为16位地址宽度 说明： 不论IO地址宽度是8位，还是16位，都 可以用DX间接寻址； 只有IO地址是8位宽度才能直接寻址。 2. IO 数据宽度 当一次传输1个端口数据，即8位数据时，用AL累加器 当一次传输连续2个端口数据，即16位时，用AX累加器 3.3 IO端口地址分配 一。IO接口硬件分类 系统板（主板）上的IO芯片（如定时器，并口等等） IO扩展槽上的接口控制卡（声卡、网卡、软驱卡、显卡） 二。IO端口地址分配 参看表3.1 表3.2 三。IO端口地址选用的原则 被系统配置已经占用的不可用 计算机厂家声明保留的地址不要使用 一般IBM实验卡用300H-31FH。 3.4 I/O 端口地址译码 一。IO地址译码电路工作原理及作用 输入信号：地址信号，控制信号 输出信号：“选中”信号。 原理：译码器根据地址和控制信号，产生选中信号。不同的地址控制组合，最多只可能使一根“选中”信号有效，该有效的选中信号用于打开它所连接的IO接口芯片的数据线与系统线的通路总开关。 地址译码器 地址信号 控制信号 “选中” 信号 “地址”信号线 “控制”信号线 “选中”信号线 在这一段时间，3个控制信号没有同时有效，译码器“选中”信号线输出全部无效 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 控制信号有效时，地址000时，仅/IOY0有效。其余选中线全无效 二。 I/O 端口地址译码方法： 1.简单接口芯片，只含有一个端口，内部不带带译码器，译码器设计原则： 由“IO地址”信号和“IO读/写”控制信号的不同组合实现。控制芯片内寄存器的入口或出口开关。 T1 T2 T3、TW T4 0026H号IO端口地址 来自CPU内AL中的数据 向IO端口写数据时（OUT 0026H，AL）系统总线时序（假设（AL）=22H） CLK XA15-0 XREADY XD7-0 0026H 22H T1 T2 T3、TW T4 0025H号IO端口地址 来自0025H号IO端口的数据 从IO端口读出数据（IN AL,0025H）时系统总线时序（ （25H端口）=11H） CLK XA