微机原理及应用 课件 第6章 输入输出接口与总线 .pptx

微机原理及应用

第6章输入输出接口与总线理解微机接口技术的基本概念掌握I/O端口及其编址方式掌握CPU与外设之间的数据传送方式学习目标：

6.1接口概述返回6.1.1I/O接口中的信息6.1.2I/O接口的结构6.1.3I/O接口的功能6.1.4I/O端口的编址方式

6.1.1I/O接口中的信息CPU与外设之间可以通过I/O接口传递三种信息：数据信息、状态信息和控制信息。1．数据信息数据信息是I/O接口传递的主要内容，如键盘、鼠标、扫描仪等输入设备传送到计算机内部的信息，及由计算机内部传送到打印机、显示器等输出设备的信息。

6.1.1I/O接口中的信息2．状态信息状态信息反映了外设当前所处的工作状态，是外设发送给CPU的，用来协调CPU与外设之间的操作。对于输入设备来说，通常用准备好（READY）信号来表示输入数据是否准备就绪；对于输出设备来说，通常用忙（BUSY）信号表示输出设备是否处于空闲状态，若为空闲，则可接收CPU送来的信息，否则CPU等待。3．控制信息控制信息是CPU发送给外设的，以控制外设的工作。如对外设的初始化，外设的启动和停止等控制信息。

6.1.2I/O接口的结构每个I/O接口内部一般由3类寄存器组成，CPU与外设进行数据传输时，各类信息在接口中进入不同的寄存器，一般称这些寄存器为I/O端口。每一个端口均有各自的编号，即端口地址。有时为了节省I/O端口地址的使用或简化译码电路的设计，可以使一个输入端口与一个输出端口共用一个端口地址。一个外设或接口电路往往有多个端口地址，CPU寻址的是端口，而不是笼统的外设。一个I/O接口一般都由数据端口、状态端口及控制端口组成。I/O接口的结构如图6-1所示。

6.1.2I/O接口的结构（1）数据端口。数据端口是数据信息输入/输出的端口。该端口的数据传送方向是双向的，CPU通过端口将外部数据信息取进来，将CPU处理过的数据再通过数据端口送出去。（2）状态端口。CPU通过状态端口将外设的状态信息读入CPU。状态端口的数据传送方向是单向的。（3）控制端口。CPU通过控制端口发出控制命令以控制外设的动作。控制端口信息的传送方向是单向的。

6.1.3I/O接口的功能由于外部设备的多样性、复杂性，I/O接口电路的基本功能可包括以下几个方面。（1）数据缓冲与锁存功能。（2）端口选择功能。（3）接收和执行CPU命令的功能。（4）信号转换功能。（5）数据宽度变换功能。（6）中断管理功能。

6.1.4I/O端口的编址方式CPU与内部存储器或I/O端口交换信息时，是通过地址总线访问内存单元或I/O端口来实现的，如何实现对内存单元或I/O端口的访问取决于这些内存单元或I/O端口的编址方式。微型计算机常用两种I/O端口的寻址方式：I/O端口与内存统一编址和I/O端口独立编址方式。1．统一编址方式I/O端口与内存统一编址，即I/O端口的地址和内存地址在同一个地址空间内。每个I/O端口被看作一个内存单元，纳入统一的存储器地址空间，可用访问存储器的方法来访问I/O端口。

6.1.4I/O端口的编址方式2．独立编址方式I/O端口有独立的地址空间，即I/O端口的地址和内存地址不在同一个地址空间内。CPU使用专门的I/O指令及I/O控制信号来访问I/O端口。其特点是I/O端口和存储器分别编址，各自都有完整的地址空间，而且由于有专用的I/O指令，在程序清单中对I/O端口的访问和对存储器的访问一目了然。以上两种I/O端口的寻址方式，其优缺点正好互补，微型计算机中都有所使用。如Intel公司80x86系列微处理器使用的是I/O端口独立编址方式，而80C51系列单片机使用的则是I/O端口统一编址方式。

6.2CPU与外设之间的数据传输方式返回6.2.1程序控制方式6.2.2中断方式6.2.3DMA方式

6.2.1程序控制方式程序控制方式是指CPU与外设之间的数据传输过程是在程序的控制下完成的，它又可以分成无条件传输方式和查询传输方式。1．无条件传输方式无条件传输方式是指传输数据过程中，发送/接收数据一方不查询判断对方的状态，进