《微型计算机原理与应用》课件第7章.pptVIP

第7章输入输出接口(1)

第7章输入输出接口(1)

7.1输入输出接口基础

7.2中断系统

7.3DMA传送和DMA控制器8237

7.4总线与接口标准

7.5主机板上的定时计数逻辑

7.6键盘接口及应用

小结

习题七

第7章输入输出接口(1)

7.1输入输出接口基础

在讨论具体接口之前，在这一节里，我们讨论I/O(输入

输出)接口的几个基本问题：I/O的基本方式、I/O接口的结构、

I/O指令要求的接口逻辑。通过这些问题的讨论，勾画出输

入输出接口技术的基本轮廓。

7.1.1输入输出的基本方式

1.输入输出指令

微机系统中存在着存储器地址空间和输入输出地址空间。

存储器的每个字节单元占存储器地址空间的一个地址。与此

相类似，在输入输出地址空间中，占据一个输入输出地址的

称为一个输入输出端口或简称为端口(PORT)。

第7章输入输出接口(1)

CPU可以从端口读入数据，也可以向端口输出数据。对

80X86微处理器，CPU从端口读入数据的指令称为输入指令，

助记符为IN；CPU向端口输出数据的指令称为输出指令，助

记符为OUT。指令的一般格式为

INDST，SRC

OUTDST，SRC

对于IN指令，目的地址DST的寻址方式为寄存器方式，

字节输入时为AL，字输入时为AX。

第7章输入输出接口(1)

源操作数的寻址方式有两种：①直接寻址方式，即在

SRC的位置上直接写上代表端口地址的数或能求出值的表达

式。对于直接寻址方式有一点限制，就是端口地址不能大于

255(0FFH)。②寄存器间接寻址。间址寄存器为DX。这种

寻址方式需要在IN指令之前，把输入端口地址传送至DX寄

存器。

对于OUT指令，源操作数的寻址方式和IN指令的目的

操作数的寻址方式相同，目的操作数寻址方式与IN指令的

源操作数寻址方式相同。

第7章输入输出接口(1)

有8位端口和16位端口两种端口。对于8位端口而言，要

用一条指令输入或输出16位数据将涉及两个相邻的端口，如

表7.1所示。对于16位端口，用一条指令输入或输出16位数

据只涉及一个端口。

第7章输入输出接口(1)

表7.1IN指令和OUT指令的格式和功能

输入输出指令的执行不影响任何标志位的状态。

第7章输入输出接口(1)

2.输入输出同步

IN指令可以把外部数据输入CPU，OUT指令可以把CPU

的数据输出到外部，它们是实现数据输入输出传输的基础。

但是，实际数据传输过程中，有一个突出的必须解决的问题，

就是主机与外部设备之间时间同步的问题。表现在：

(1)外部设备工作时有自己的定时机构，主机在运行程

序、执行指令时也有自己的定时系统，从一般意义上来讲，

它们在时间上是不同步的。对于一个要向主机输入数据的设

备，主机不能准确知道什么时候已把要输入的数据准备好了；

反之，这个输入设备把数据准备好之后，也不知道什么时候

主机将用IN指令取走数据。

第7章输入输出接口(1)

 对于一个接收主机输出数据的设备，主机不能准确知道什

么时候这个设备已经作好了接收数据的准备；反之，该设备

也不能准确知道什么时候主机将输出新数据。为了可靠而有

效地传输数据，主机和外部设备之间除传输数据之外，还需

要互相提供联络信息。联络信息可以理解为状态信息，如向

接收方提供“数据已准备好”的状态，请对方取走；联络信

息也可理解为命令或请求，如“把数据取走”。实际上，理

解为状态或命令并没有严格的区别，把“数据已准备好”的

状态解释为“请把数据取走”的命令也是可以的。

第7章输入输出接口(1)

如何向对方提供联络信息，对于对方提供的联络信息以

什么方式响应和处理，是实现主机与外部设备之间同步需要

解决的基本问题。

(2)一个微机系统中，如果有多个外部设备存在，也就

存在这种可能性：两个或多于两个设备同时要求与主机交换

信息。在这种情况出现时，必须以某种策略决定首先应该响

应和处理哪个设备的传输请求，然后响应和处理哪个设备的

传输请求，这是实现同步要解决的另一个基本问题。

在以后讨论的各种输入输出方式以及各种接口板，都用

某种方法解决了主机与外设之间同步问题。

第7章输入输出接口(1)

3.输入输出的基本方式

在微机中，CPU和接口之间的