计算机接口技术 第6章.ppt

第6章输入/输出6.1输入/输出概述6.1输入/输出概述
6.1.1外设接口的功能
（1）转换信息的格式
（2）提供联络信号
（3）协调定时差异
（4）进行译码选址
（5）实现电平转换
（6）具备时序控制
（7）最好可编程序6.1.2接口与端口
一个基本的外设接口如图6-1所示
“外设接口”是“CPU”与“外设”之间传递信息的控制电路，
是“CPU”与“外设”之间传送信息的一个“界面”、一个连接部件。
外设接口一边通过CPU的三总线（或微机总线）同CPU连接，一边通过三种信息—数据信息、控制信息和状态信息同外设连接。数据信息可以有数字量、模拟量和开关量三种类型。
数字量是以二进制码形式提供的信息。
开关量是用2个状态表示的信息。
模拟量是指由传感器等提供的由物理量转换成的相应的连续变化的电信号。
数据信息、状态信息和控制信息通常都以数据形式通过CPU的数据总线（或微机总线）同CPU进行传送的，这些信息分别存放在外设接口的不同类型的寄存器中。CPU同外设之间的信息传送实质上是对这些寄存器进行“读”或“写”操作。
“接口”中这些可以由CPU进行读或写的寄存器被称为“端口”（Port）。这些端口可分为“数据口”、“状态口”与“控制口”。6.1.3I/O端口的编址方式
I/O端口的编址方式有两种：
独立编址与存储器映象编址。
一、独立编址（专用的I/O端口编址）
存储器和I/O端口在两个独立的地址空间中，I/O端口的读、写操作由硬件信号和来实现，访问I/O端口用专用的IN指令和OUT指令。
独立编址方式的优点
I/O端口的地址码较短（一般比同一系统中存储单元的地址码短）；
译码电路比较简单，存储器同I/O端口的操作指令不同，程序比较清晰；
存储器和I/O端口的控制结构相互独立，可以分别设计。
独立编址方式的缺点
I/O指令的功能一般不如存储器访问指令丰富；
程序设计灵活性较差。10 二、存储器映象编址（统一编址）
这种编址方式的特点
存储器和I/O端口共用统一的地址空间。
I/O端口的读写操作同样由硬件信号和来实现，
访问I/O端口同样用MOV指令。
所有访问存储器的指令（包括存储器的算术、逻辑运算指令）都可用于I/O端口。
存储器映象编址的优点：
任何对存储器数据的指令都可用于I/O端口的数据操作，
不需专用I/O指令，从而使系统编程比较灵活；
存储器映象编址的缺点：
I/O占用了一部分内存空间，
且指令的机器码也长，
执行时间较长。136.2简单的输入/输出接口芯片6.2简单的输入/输出接口芯片
6.2.1芯片功能简介
在外设接口电路中，对传输过程中的信息进行放大、隔离以及锁存的就是缓冲器、数据收发器和锁存器。
一、锁存器74LS373
8D锁存器，具有三态驱动输出，由8个D门组成，8个输入端1D～8D、8个输出端1Q～8Q，2个控制端—G和。74LS373的锁存器功能从表6-1可见。74LS373锁存器逻辑电路和引脚图表6-174LS373的真值表

H为高电平，L为低电平，Q0为原状态，Z为高阻抗，×为任意值。
74LS373锁存器主要用于锁存地址信息、数据信息以及DMA页面地址信息等。
常用的锁存器还有74LS273，573，Intel8282和8283等二、缓冲器74LS244
三态输出的八缓冲器和线驱动器；
8个输入端，分为二路—1A1～1A4，2A1～2A4；
8个输出端，分为二路—1Y1～1Y4，2Y1～2Y4；
分别由2个门控信号和控制；和为低，芯片工作，Y=A；
74LS244缓冲后，输入信号被驱动，输出信号的驱动能力加大了；
常用的缓冲器还有74LS240和74LS241等。74LS244缓冲器逻辑电路和引脚图
三、数据收发器74LS245
三态输出的8总线收发器；
16个双向传送的数据端，A1~A8，B1~B8；
两个控制端—使能端和方向控制端DIR；
芯片的功能见表6-2。
表6-274LS245的真值表

通常用于数据的双向传送、缓冲和驱动。
常用的数据收发器还有74LS243、Intel8286、Intel8287等74LS245八总线收发器逻辑电路和引脚图
6.2.2芯片的应用举例
一、74LS373、245、244在PC/XT机中的应用

8088发出的地址总线、数据总线和控制总线要经过一些总线接口器件变成系统总线中的对应信号；
8288总线控制器是控制总线的接口器件；
地址总线和数据总线的接口部件为：
1.地址锁存器74LS373；
2.地址缓冲器74LS244；
3.数据收发器74LS245。 二、用于一般的总线驱动电路
8086系统中，存储器和I/O接口较多，须在CPU总线和系统总线