微型计算机接口 第3章 IO端口地址译码技术.ppt

2024/8/211、接口信息
数据信号：
如：8位、16位、32位数据；
状态信号：
表示外设是否准备好信号。
如：READY、BUSY、ACK
控制信号:
表示启动、停止外设之类的信号.
(STROBE)
二、接口软件（设备驱动程序）
初始化程序段：设置接口工作方式及初始条件。传送方式处理程序段：CPU针对不同的I/O设备有不同的处理方式。
主控程序段：完成接口任务的程序。程序终止与退出程序段：接口电路硬件保护及操作系统中数据恢复。
辅助程序段：提供人-机对话手段。3、接口的功能3.1I/O地址空间

3.2I/O端口
3.2.1什么是端口
端口（port）是接口（Interface）电路中能被CPU访问的寄存器的地址，是物理电路中寄存器的抽象。微机系统给接口电路中的每个寄存器分配一个端口，因此，CPU在访问这些寄存器时，只需指明它们的端口，不需指明什么寄存器。这样，我们在输入/输出程序中，只看到端口，而看不到相应的具体寄存器。也就是说，访问端口就是访问接口电路中的寄存器。可见，端口是为了编程从抽象的逻辑概念来定义的，而寄存器是从物理含义来定义的。
接口电路中有三种不同类型的端口，存储不同的信息，分别是数据口、状态口和控制口。

3.2.2I/O端口共用技术

一般情况下，一个端口只接收一种信息（命令、状态或数据）
的访问，但有些接口芯片，允许同一端口既作命令口用，又作状态口用，
或允许向同一个命令口写入多个命令字，这就产生端口共用的问题。
端口共用问题的处理方法是：
对命令口和状态口共用的处理方法是，根据读/写操作来区分。向该口
写，就是写命令，作命令口用；从该端口读，就是读状态，作状态口用
例如，串行接口芯片8251A采用这种办法。
对多个命令字写到同一个命令口时，可采用两种办法解决：其一，在
命令字中设置特征位，根据特征位的不同，就可以识别不同的命令，例如
82C55A接口芯片采用这种办法；其二，在编写初始化程序段时，按先后顺
序向同一个端口写入不同的命令字，命令寄存器就根据先后顺序的约定来
识别不同的命令，8251A接口芯片采用这种方法。

2024/8/213.2.4I/O端口访问

本节只讨论累加器I/O指令IN和OUT，它们用于在I/O端口和AL、AX、EAX之间交换数据。
例如:

I/O指令表示，CPU从端口读数据或向端口写数据，
仅仅是指I/O端口与CPU的累加器之间的数据传输，
并未涉及数据是否传输到存储器的问题。若要将端口的数据传输到存储器，还得用MOV指令进行传输。
例如：

2024/8/21

它们是完成I/O操作这一共同任务的软件（逻辑）和硬件（物理），是相互依存、缺一不可的两个方面。
IOR和IOW是CPU对I/O设备进行读/写的硬件上的控制信号，低电平有效。
但是，这两个控制信号本身并不能激活自己，使之有效去控制读/写操作，必须由软件编程，在程序中执行IN/OUT指令才能激活。
执行IN指令使IOR信号有效，完成读操作。
执行OUT指令使IOW信号有效，完成写操作。

4.C语言I/O语句3.3I/O端口地址分配及选用的原则
3.3.1早期微机I/O地址的分配
I/O端口只使用了低10位地址线A0～A9，地址范围0000H～03FFH。I/O空间分成系统I/O支持芯片的端口地址和常规外设接口卡的端口地址两部分。如表3.1和表3.2所示。

3.3.2现代微机I/O地址的分配

3.3.3I/O端口地址选用的原则

3.4I/O端口地址译码
3.4.1I/O地址译码的方法

3.4.2I/O地址译码电路的输入与输出信号线

3.4.3CS的物理含义

3.5设计I/O端口地址译码电路应注意的问题

1.合理选用I/O端口地址范围

2.正确选用I/O地址译码方法

3.灵活选用I/O地址译码电路

I/O端口地址分配
PC微机I/O地址线有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非完全译码方式，即只考虑了低10位地址线A0~A9，而没有考虑高6位地址线A10~A15。
I/0端口地址范围是0000H~03FFH,总共只有1024个端口。

I/O端口地址选用的原则
凡是被系统配置占用了的地址一律不能使用；
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。
用户可使用300H--31FH地址。I/O端口地址译码I/O地址译码方法3.6I/O端口地址译码电路设计

例1单个端口地址译码电路设计
1．要求
设计I/O端口地址为2F8H的只读译码电路。
2．分析
由于是单个端口地址的译码电路，不需产生片选信号，故采用全译码方法。地址线全部作为译码电路的输入线，