第五章微机与外设的数据传输.ppt

第五章 输入输出及其接口 本章学习要求： 了解输入输出接口的基本结构，掌握计算机 与外设之间进行数据传送的3种基本输入输出方 法及对输入输出接口的要求。 5.1 为什么要用接口电路 一、CPU与外设间的连接 接口概念 计算机通过外围设备同外部世界通信或交换数据称为 “输入／输出”。 把外围设备同微型计算机连接起来实现数据传送的控制 电路称为“外设接口电路”，简称“外设接口”。(介于主机和 外设之间的一种缓冲电路称为I/O接口电路)。 二、为什么要用接口电路 种类： 接口电路种类很多： 总线控制器（8288芯片） 时钟发生器（8284A芯片） 总线裁决器（8289芯片） 通用接口电路（如8251、8255、8253、8237、8259、74LS244/245、74LS273、74LS374/373等） 专用接口（如电平转换接口、A/D和D/A转换器等） 接口芯片有两类:一是可编程芯片，二是简单芯片。 5.2 CPU和外设之间的接口信息 5.2 CPU和输入/输出设备之间的信号 5.2 CPU和输入/输出设备之间的信号 5.2 CPU和输入/输出设备之间的信号 5.3 接口部件的I/O端口 5.3 接口部件的I/O端口 选择接口时应注意： 输入端口必须采用具有三态门控制的芯片：输入数据时，因简单外设输入数据的保持时间相对于CPU的接收速度来说较长，故输入数据时通常不用加锁存器来锁存，而直接使用三态缓冲器与CPU数据总线相连，起隔离作用，可避免总线竞争。如74LS244等。 输出端口必须使用锁存器：输出数据时，一般都需要锁存器将要输出的数据保持一段时间，其长短和外设的动作相适应。锁存时，在锁存器允许端CE（为无效电平）时，数据总线上的新数据不能进入锁存器。只有当确知外设已经取走CPU上次送入的数据，方能在CE=0电平时将新数据再送入锁存器保留。如：74LS373/74LS374(带三态门)，74LS273等。 5.4 CPU和外设之间的数据传送方式 CPU与外设之间的数据传送方式，概括起来 有如下三种： 程序传送方式 程序中断方式 DMA方式 5.4.1 程序传送方式 程序传送方式是指CPU与外设间的数据交换 在程序控制（即IN或OUT指令控制）下进行。 又分为：无条件传送方式 条件传送方式。 二、条件传送方式 条件传送也称为查询方式传送。用条件传送方式时，CPU通过执行程序不断读取并测试外设的状态，如果外设处于准备好状态（对输入设备）或空闲状态（输出设备）则CPU执行输入（IN指令）或输出（OUT指令）指令与外设交换信息。 可见，对于条件传送，一个数据的传送过程由3个环节组成：即 ? CPU从接口中读取状态字。 ? CPU检测状态字的对应位是否满足“就绪”条件，如不满足转? ? 如表明外设已处于“就绪”状态，则传送数据。 [例2]利用具有三态输出的锁存器（74LS374）作为 输出接口，接口地址为00F8H，若前图a输入接 口的bit3、bit4和bit7同时为1时，将DATA为 首地址的10个内存数据连续由输出接口输出； 若不满足条件则等待，试编程序。 注：输入接口用前面的图a，其接口地址为87F7H。 根据此例要求，即主要是查询接口地址为87F7H 的输入接口的状态，确定是否输出10个数据 根据给定的接口地址，其输出接口硬件连接图如下所示 程序段如下： TDATAP：MOV DX，SEG DATA MOV DS，DX MOV SI，OFFSET DATA MOV CX，10 L1: MOV DX，87F7H IN AL，DX AND AL，98H CMP AL，98H JNE L1 MOV DX，00F8H L2： MOV AL，[SI] OUT DX，AL INC SI LOOP L2 HLT 4. 系统与多个外设连接时的数据传送 当系统与多个外设连接并利用查询方式进行数据的输入/输出时，可以有两种方法： （1）利用轮流查询的方式来检测接口的状态位。