微机原理及接口技术-第7章-输入输出接口和总线.ppt

7-1I/OinterfaceandbusTTL电平转为外设所需信号
外设信号转为TTL电平
3）信号格式不匹配问题format
CPU总线上传送8位、16位、32位并行数据
外设：所需信号种类有模拟量，数字量，开关量等；电压，电流；串行方式，并行方式。
4）时序不匹配问题timesequence
CPU的时序与外设自己的定时和控制逻辑不一样。2、接口功能interfacefunction
主要作用：解决CPU与外设间的不匹配，不
能协调工作的问题。
功能如下：
1）设置数据缓冲器buffer，解决速度差异。
2）设置电平转换电路
如串行接口芯片MAX232（TTL12V）
3）设置信息逻辑转换电路：
如A/D，D/A，接触器的通/断等。
4）设置时序控制路实现CPU与外设同步，
如状态，应答信号。5）具备地址译码电路
选择不同外设进行操作
二、简单的I/O接口芯片（P248自学）
三、I/O端口及寻址方式portandaddressing
1、I/O端口：
CPU与外设通讯时，传送的信息
1）数据信息数据R数据口
2）状态信息状态R状态口
3）控制信息控制R命令口1）数据端口：存放CPU与外设间交换的数据，长度
1-2字节，其数据缓冲作用。
2）状态端口：指示外设当前状态，每种状态用1位表示
常用状态位：
READY（准备就绪）
READY=1时
输入口：数据已准备好，等待CPU读取，
CPU取走后，READY置0。
输出口：输出R已空，可接收下一数据，
收到下一数据，READY置0。BUSY忙碌位
表明输出设备能否接受数据。
BUSY=1：忙，不接收CPU传送数据
BUSY=0：闲，可接收CPU传送数据
错误位（ERROR）：数据传递出错位
如奇/偶校验错，溢出错。
3）命令端口（控制口）：
存放CPU对I/O设备的命令和控制字。
如：启动，停止，允许中断。
控制字有：方式选择控制字，操作命令字等2、I/O端口的寻址方法：
两种编址方式：存储器映象导址，mapping
I/O指令寻址。I/Oinstruction
存储器映象导址方式：
把I/O端口做一个存储单元，与存储单元统一
编址。
优点：无需专用I/O指令，简化了指令系统，端
口空间可大可小。
缺点：占用了存储空间，指令字节数比专用I/O
指令长。
如：MC6800，MC68000，单片机51、96系列。I/O单独编址方式：
不占用存储器空间，构成一个I/O空间。
用专用的IN，OUT指令
8086中：用A15~A0导址I/O端（可访问64K个）
用M/IO控制信号区分I/O导址和存储器导址
优点：可读性好（专用指令）
速度快（指令字节少）
不占用内存空间
缺点：专用IN，OUT，指令系统复杂
功能不如访问存贮器的指令强
增加了控制信号（M/IO）四、CPU与外设间数据传送方式datatransfer
程序控制方式program
三种类型中断方式interrupt
DMA方式（硬件实现）DMA
1、程序控制方式：无条件传送（同步传送）
条件传送（查询方式）

1）无条件数据传送方式unconditional
应用场合：用于外设在任何时刻均已处于准
备好或接收状态。
举例：定时采集和现实三部位的温度
端口地址10H，11H，12H是与三个温度
源相连的A/D转换器的地址。

编程：
START：INAL，10H；采集温度
CALLDISPLAY1；显示
INAL，11H；采集温度
CALLDISPLAY2；显示
INAL，12H；
CALLDISPLAY3；
CALLDELAY；调延时
JMPSTART；

2）条件传送（查询方式）conditionalquery
CPU不断查询状态，满足条件后则传送，
否则等待。查询输入流程图查询输入接口电路：编程：设状态口：PORT_SI
数据口：PORT_IN
传送数据字节数：COUNT_1
MOVBX,0;初始化指针
MOVCX,COUNT_1;字节数
READ_SI：INAL，PORT_SI;读入状态位
TESTAL，01H;D0=1？准备好？
JZREAD_SI;否，转。
INAL，PORT_IN;已准备好,读入数据
MOV[BX]，AL;存于缓冲区M/IO
A15-A02、中断方式数据传送：
平时CPU执行主程序，只有输入数据准备就绪或输出设备已闲，才向CPU申请中断。CPU响应中断后，执行中断服务程序，进行一次数据交换，然后返回继续执行原程序。（详细讲授在第八章中进行）
3、DMA方式：
问题的提出problemformulation：
虽然中断方式CPU利用率高，但执行中断仍需时间。DMA方式是数据传递时，要CPU让出总线，由DMA控制利用总线直接与外设进行数据传送，不占用CPU时间。传递完后，