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第六章 输入输出控制 第六章 输入输出控制 第一讲 回 顾：微机系统的层次结构，CPU、主机、接口电路及外部设备之间的结 构关联，输入/输出的一般概念。 本讲重点：微机系统主机与外部设备之间的数据传送，包括 I/O 端口的寻址方 式，输入/输出的传送控制方式。 讲授内容： 6.1 输入/输出数据的传输控制方式 CPU 与外设之间传输数据的控制方式通常有三种：程序方式、中断方式和 DMA 方式。 一.程序方式 指用输入/输出指令，来控制信息传输的方式，是一种软件控制方式，根据程序 控制的方法不同，又可以分为无条件传送方式和条件传送方式。 ①无条件传送方式 条件：利用程序来控制与外设交换信息时，如果可以确信外设总是处于“准备好” 的状态，不需用任何状态查询，就可以直接利用输入/输出指令进行信息的输入/ 输出操作。 如图 6-1，从硬件电路上来看： 输入：加三态缓冲器（控制端由地址译码信号和RD 信号选中，CPU 用 IN 指令） 输出：加锁存器（控制端由地址译码信号和WR 信号选中，CPU 用 OUT 指令） 这种方式下的硬、软件设计都比较简单，但应用的局限性较大，因为很难保证外 设在每次信息传送时都处于“准备好”状态，一般只用在一些简单外设的操作上， 如开关控制，七段数码管的显示控制等。 图6-1 ②条件传送方式（亦称为查询方式） 又称查询方式，即通过程序查询相应设备的状态，若状态不符合，则 CPU 不能 进行输入/输出操作，需要等待；只有当状态信号符合要求时，CPU 才能进行相 应的输入/输出操作。 - 1 - 第六章 输入输出控制 一般外设均可以提供一些反映其状态的信号，如对输入设备来说，它能够提供“准 备好”（“READY ”）信号，“READY ”＝1 表示输入数据已准备好。输出设备则 提供“忙”( “BUSY ”)信号，“BUSY ”＝1 表示当前时刻不能接收 CPU 来的数 据，只有当“BUSY ”＝0 时，才表明它可以接受来自于 CPU 的输出数据。 查询式传输，即用程序查询相应设备的状态，（对输入设备就是查询READY ， 对输出设备查询 BUSY ），若状态不符合要求则等待，只有当状态信号符合要求 时，才进行相应的传输。 过程： 输入操作的程序流程如图 6-2 所示： 对 READY 的状态查询，是通过读状态端口的相应位来实现的，输出的情况亦大 致相同，这种传送控制方式的最大优点是，能够保证输入/输出数据的正确性。 输入接口 以输入设备将数据送入锁存，发选通信号开始，→READY ＝1→CPU 查询（读 READY）→读数据→清除READY。见图5-3。 图 6-3 输出接口 CPU 送数据至锁存器，发选通信号，→a 。通知外设取数据；→b 。BUSY→ 输出设备取完数据→ACK→清BUSY→CPU查询。见图6－4 - 2 - 第六章 输入输出控制 图 6-4 例 1：假设从某输入设备上输入一组数据送缓冲区，接口电路如图 6-3，若缓冲 区已满则输出一组信息“BOFFER OVERFLOW ”，然后结束。设该设备的启动地 址为 0FCH，数据端口为 0F8H，状态端口为FAH 。 程序如下：　 DATA SEGMENT 　 MESS1 DB “BUFFER OVERFLOW ”，“$”　 BUFF DB 60 DUP(?)　 DATA ENDS 　 CODE SEGMENT 　 ASSUME CS ：CODE，DS ：DATA 　 START：MOV AX ，DATA 　 MOV DS ，AX 　 MOV BX ，OFFSET BUFF ；送缓冲区指针　 MOV CX ，60 ；送计数初值　 OUT 0FCH ，AL