02IO接口技术.ppt

§1.概述一.外部设备特点二.I/O接口和I/O端口（3）MPU与I/O之间的接口信号对CPU来说，外设状态信息须作为数据输入，而其控制命令作为数据输出，为使它们与数据相互区别.
这三者必须从各自端口出入。2.I/O端口(Port)
是I/O接口中可通过编程实现寻址并进行读写的寄存器。CPU与外设之间交换信息具体是通过I/O端口来进行的。
即端口寄存器

2）在微机系统中，每个端口分配有唯一的地址码，称之为端口地址。
3）CPU对外设的访问实际上是通过对I/O端口的访问来实现的-----因为端口与设备是一一对应的关系
4）I/O通道也就是可以传送和暂存数据的实际通路,所以I/O端口有时也称作I/O通道。§2I/O端口编址方式二。独立I/O的寻址方式(独立编址（2）单独的I/O指令，可与访问存储器的指令区分。
（3）指令地址较短，所需译码硬件较少。
（4）指令格式较短，执行时间也短。三。80X86的I/O指令四、独立编址方式的端口访问
1.I/O指令中端口地址的宽度
IBM-PC系列采用I/O(input/output)指令访问端口，实现数据的I/O传送。
双字节地址作为端口地址，则最多可寻址216=64K个端口。
MOVDX,××××H
INAL,DX；8位传送
MOVDX,××××H
OUTDX,AL；8位传送
这里，××××H为16位的两字节地址。

2.I/O端口访问
所谓对端口的访问就是CPU对端口的读/写。将端口的数据传送存储器
例如：输入时MOVDX,300H;I/O端口
INAL,DX;从端口读数据到AL
MOV[DI],AL;将数据从AL→存储器
输出时MOVDX,301H;I/O端口
MOVAL,[SI];从内存取数到AL
OUTDX,AL;数据从AL→端口
二、I/O端口地址分配
PC微机是根据上述I/O接口的硬件分类，把I/O空间分成两部分。
PC微机I/O地址线可有16根，对应的I/O端口编址可达64K字节，其端口地址译码是采用部分译码法，即只使用了低10位地址线一个A0~A9，故其I/0端口地址范围是0000H~003FFH,总共只有1024个端口。
表2.1系统板上接口芯片的端口地址
I/O芯片名称端口地址
DMA控制器1000~01FH
DMA控制器20C0~0DFH
DMA页面寄存器080~09FH
中断控制器1020~03FH
中断控制器20A0~0BFH
定时器040~05FH
并行接口芯片（键盘接口）060~06FH
RT/CMOSRAM070~07FH
协处理器0F0~0FFH
表2.2扩展槽上接口控制卡的端口地址
I/0接口名称端口地址
游戏控制卡200～20FH
并行口控制卡1370～37FH
并行口控制卡2270～27FH
串行口控制卡13F8～3FFH
串行口控制卡22F0～2FFH
插件板（用户可用）300～31FH
同步通信卡13A0～3AFH
同步通信卡2380～38FH
单显MDA3B0～3BFH
彩显CGA3D0～3DFH
彩显EGG/VGA3C0～3CFH
硬驱控制卡1F0～1FFH
软驱控制卡3F0～3F7H
PC网卡360～36FH

三、I/O端口地址选用的原则
①凡是被系统配置占用了的地址一律不能使用；
②未被占用的地址，用户可以使用，但申明保留的地址，不要使用。
③用户可使用300H~31FH地址。
§4I/O端口地址译码
一、I/O地址译码电路工作原理及作用
1.译码电路的输入信号
I/O地址译码电路不仅仅与地址信号有关，而且与控制信号有关。
二、I/O地址译码方法
①高位地址线与CPU的控制信号进行组合，经译码电路产生I/O接口芯片的片选信号CS。
②低位地址线不参加译码，直接连到I/O接口芯片，进行I/O接口芯片的片内端口寻址，即寄存器寻址（IO端口）。

三、I/O端口地址译码电路设计
1.固定式端口地址译码
固定式是指接口中用到的端口地址不能更改。
例1：使用74LS20/30/32和74LS04设计I/O端口地址为2F8H的只读译码电路。
分析：若要产生2F8H端口地址，则译码电路的输入地址线就应具有如下所示的值。
译码电路输入地址线的值
地址线00A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0
二进制001011111000
十六进制2F8
译码电路输入：
地址线:10根,地址值：2F8H
A9~A0=1011111000B
控制线：AEN=0IOR=0
译码电路输出： Y=0为译码选中。A9
A8

A7

A3
A2

A1
A0
AEN
IOR

当执行指令：MOVDX，2F8H
INAL，DX
时，Y=0，对应端口被选中
例⒉用门电路设计地址为2E2H的读写译码电路。例⒊使用专用译码器LS138设计PC机主板接口的译码
电路。74LS