第六章-微型计算机的输入输出.ppt

第6章微型计算机的输入/输出CPU与外设通讯的特点输入/输出方式CPU与外设通信的接口8086CPU的输入/输出一、CPU与外设通信特点1、通信特点需要有接口作为CPU与外设通讯的桥梁；需要有数据信息传送之前的“联络”；要传递的信息有三方面内容：状态、数据及控制信息。2、接口的用途进行地址译码或设备选择，以便使CPU能与某一指定的外部设备通讯；状态信息的应答，以协调数据传送之前的准备工作；进行中断管理，提供中断信号；进行数据格式转换，如正负逻辑的转换，串行与并行数据转换等；进行电平转换，如TTL电平与RS232电平间的转换；协调速度，如采用锁存、缓冲、驱动等；时序控制，提供实时时钟信号。3、I/O端口的寻址方式I/O寻址方式有两种：1）存储器映像的I/O寻址（统一编址）特点：和内存单元统一编址。访问一个I/O口就像访问一个存储器单元一样。优点：使用和访问内存一样的指令，编程方便，硬件节省。缺点：I/O口占用内存空间，I/O口不能太多。硬件连接方式：如图6.1，扩展的I/O口和存储器共用一个译码器，用存储器剩余的口线作为译码器输入。图6.1所示：扩展RAM用A10～A0共11条地址线，为2KB，则RAM:A19A18A17A16A15A14A13A12A11A10～A0000000000全0到000000000全1地址为：00000H～007FFH(其中A19A18A17A16没用，假设都为0)I/O口：假设A19～A16＝0000，A15A14=00，A10～A0可全为“0”或“1”而A13A12A11＝001则I/O口地址为：00800H～00FFFH范围中任一个。I/O寻址方式有两种：2）I/O口映像的I/O口寻址（独立编址）特点：I/O口编址与内存完全独立。优点：直接用IN、OUT指令，不占用内存空间。缺点：增加硬件开支。硬件连接方法：可用A7～A0（8位）或A15～A0（16位）编址。如图6.2所示。用8位地址：1＃I/O口地址为80H～87H（A2~A0可假设均为0或1）。2＃I/O口地址为88H～8FH（A2~A0可假设均为0或1）。4、I/O接口组成与结构接口中硬件和软件分别称为接口硬件和接口软件。1）．接口硬件接口电路通常做在一块大规模或超大规模集成电路芯片上，因而常被称为接口芯片。当然，有时也有根据需要而用中、小规模集成电路。不同功能的接口电路，其结构虽各有不同，但都是由寄存器和控制逻辑两大部分组成，每部分又都包含几个基本组成部分，如图5-2所示。（1）数据缓冲寄存器。数据缓冲寄存器有时也简称缓存器，它分为输入缓存器和输出缓存器两种。前者的作用是将外设送来的数据暂时存放，以便处理器将它取走；后者的作用是用来暂时存放处理器送往外设的数据。（2）控制寄存器。控制寄存器用于存放处理器发来的控制命令和其他信息，以确定接口电路的工作方式和功能。控制寄存器是写寄存器，其内容只能由处理器写入，而不能读出。（3）状态寄存器。状态寄存器用于保存外设现行各种状态信息。它的内容可以被处理器读出，从而使处理器了解外设状况及数据传送过程中正在发生或最近已经发生的事情，供处理器做出正确的判断，使它能安全可靠地与接口完成交换数据的各种操作。以上3种寄存器是接口电路中的核心部分。为了保证在处理器和外设之间通过接口正确地传送数据，接口电路还必须包括下面几种控制逻辑电路：2）．接口软件接口软件又称为设备驱动程序。从实现接口的功能来看，一个完整的设备驱动程序大约包括如下一些程序段。（1）初始化程序段。（2）传送方式处理程序段。（3）主控程序段。（4）程序终止与退出程序段。（5）辅助程序段。该程序段主要解决人—机对话等内容。二、输入/输出方式1、程序控制传送方式（1）同步传送方式：外设与CPU速度匹配时用。如：慢速的开关和快速的D/A转换器及多种常用的数据缓冲器等。（2）异步查询方式：慢速的外设和快速的CPU之间的速度协调，CPU需等待。（3）中