第5章 微处理器外部特性与输入输出.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 计算机科学与技术学院 体系结构中心 三种交换方式 程序控制方式 无条件传送方式 查询方式 中断方式 DMA方式 计算机科学与技术学院 体系结构中心 1. 程序控制方式（1） 无条件传送方式 输入时假设外设已准备好，输出时假设外设空闲 适用于简单外设的操作 计算机科学与技术学院 体系结构中心 1. 程序控制方式（2） LS373真值表 LS245真值表 计算机科学与技术学院 体系结构中心 1. 程序控制方式（3） 查询方式 计算机科学与技术学院 体系结构中心 1. 程序控制方式（4） 特点 效率低，CPU与外设不能并行工作 接口电路简单，硬件开销小 适用于CPU负荷不太大、传送速度不高的系统 计算机科学与技术学院 体系结构中心 2. 中断方式 特点 CPU与外设可并行工作 接口需要中断控制逻辑支持 适用于CPU负荷较大、传送速度不太高的系统 计算机科学与技术学院 体系结构中心 3. 直接存储器存取（DMA）（1） 计算机科学与技术学院 体系结构中心 3. 直接存储器存取（DMA）（2） 数据传送不经过CPU 需要DMA控制器、硬件开销大 适用于高速大量数据传送的系统 结束 计算机学院体系结构中心 计算机科学与技术学院 体系结构中心 复习：三态门和D触发器 三态门和以D触发器形成的锁存器是接口电路中最常使用的两类逻辑电路 三态门：功率放大、导通开关 通常共用总线的器件需要使用三态电路： 需要使用总线的时候打开三态门； 不使用的时候关闭三态门，使之处于高阻 D触发器：信号保持，也可用作导通开关 计算机科学与技术学院 体系结构中心 三态缓冲器 C为低平时： 输出为高阻抗（三态） C为高电平时： 输出为输入的反相 C A Y 表示反相或低电平有效 C A Y C A Y C A Y 三态门具有单向导通和三态的特性 计算机科学与技术学院 体系结构中心 74LS244 双4位单向缓冲器 分成4位的两组 每组的控制端连接在一起 控制端低电平有效 输出与输入同相 计算机科学与技术学院 体系结构中心 D触发器 D Q C Q 电平锁存：高电平通过，低电平锁存 D Q C Q 上升沿锁存：通常用负脉冲触发锁存 负脉冲的上升沿 D Q C Q S R 带有异步置位清零的 电平控制的锁存器 计算机科学与技术学院 体系结构中心 74LS374 Q D CLK Q D CLK Q D CLK DI0 DI1 DI7 CLK DO0 DO1 DO7 OC CLK：上升沿锁存 OC：为0时输出有效 为1时输出为三态 计算机科学与技术学院 体系结构中心 373与245真值表 LS373真值表 LS245真值表 * * * * * * * * * * * * * * * * * 计算机科学与技术学院 体系结构中心 8288总线控制器 4. 存储器接口 计算机科学与技术学院 体系结构中心 8086存储器特点 数据总线16位，地址总线20位，可寻址空间为1M字节。 利用BHE信号线，可按字节或字寻址 当一个字存放在奇地址开始的边界上，需要两个 总线周期才能完成读或写的操作 计算机科学与技术学院 体系结构中心 16位存储器接口框图 奇地址存储体 A18~0 SEL D7~0 偶地址存储体 A18~0 SEL D7~0 A19~1 A0 BHE D7~0 D15~8 512K 512K 计算机科学与技术学院 体系结构中心 例：16位存储器接口 A0 5.2 I/O接口概述 计算机科学与技术学院 体系结构中心 接口的基本概念 接口可以看成是两个系统或两个部件之间的交接部分，它既可以是两种硬设备之间的连接电路，也可以是两个软件之间的共同逻辑边界。 I/O接口指的是微处理器与外部世界的连接电路（或部件）。在这里，外部世界指的是存储器、I/O设备、A/D和D/A转换器、控制设备等。 计算机科学与技术学院 体系结构中心 微机系统各类接口 CPU 内存接口 内存 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 数据线 地址线 控制线 数字化存储示 波器,数字万 用表 终端,调制 解调器 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,鼠标,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,视频卡,声卡 磁带,磁盘,软 盘,流带,光盘 计算机科学与技术学院 体系结构中心 接口功能（1） 执行CPU命令的功能 根据CPU发来的