微机原理第五章总结.doc

微机原理--第五章
2015/1/9Fio出版
※为重点
1.总线的概念、分类、总线标准名称
1）数字计算机是由若干个部件组成的，这些部件间的信息交换是通过一组公共的标准线路进行的，这组用来进行信息传送的公用线路，称为总线。
2）按总线在计算机系统中的位置：片内总线、系统总线、设备总线
按传输信息的内容：地址总线、数据总线和控制总线(数据总线的根数（位数）与计算机的字长相同。属单向传输，其位数与存储容量有关。)
3)ISA总线即工业标准总线、MCA总线即微通道总线、EISA总线、PCI总线即时钟同步型输入/输出总线

IO接口概念、基本结构和作用(功能)
1）把介于CPU与外设之间，实现硬件连接与软件通讯的部件称为I/O接口。
2)多数为可编程通用接口芯片。
3)实现CPU与外设之间信息的转换:包括信号形式的变换、电平的转换和放大、并行数据和串行数据的转换。I/O定向：每次IO传送都用地址指明具体的设备。IO接口电路接收地址并译码，选中具体的IO设备。

接口为什么遵循“输入要三态；输出要锁存”原则
输入要三态：设备需要通过三态门连接到总线上，CPU访问此外设时，打开三态门，其他时间与总线呈高阻状态。实现一个CPU连接多个外设。
输出要锁存：将数据锁存到接口电路中，解决CPU与外设间的速度不匹配。

4.接口部件的I/O端口及其编址方法
1）端口是I/O接口的基本组成单元，每个I/O端口有一个端口地址。CPU对I/O端口的操作是按端口地址进行的。I/O端口是由一组寄存器组成的。CPU与外设进行数据传输时，各类信息会进入不同类型的寄存器,一般称这些寄存器为I/O端口。
2）⒈存储器映射方式-------把端口作为存储器的存储单元来对待，每个端口占有存储空间的一个地址。端口地址和存储器地址按照统一的方式编址。也叫做统一编址方式。
其优点是：
①CPU对外设（端口）操作可使用全部的存储器操作指令，故可用指令多，使用方便；
②内存和外设（端口）的地址分布空间是同一个；
③不需要专门的输入输出指令。
缺点是：
①外设占用了内存单元，使内存容量减少；
②访问内存指令长度一般比专用I/O指令长，从而指令周期较长，执行速度较慢。
⒉I/O独立编址方式--------指有一个与存储器地址空间完全独立的I/O地址空间，在这个空间内每个端口有一个唯一端口地址。使用专门的IO指令访问端口。
其优点是：
①I/O端口不占内存空间；
②由于I/O指令都是使用累加器（AX/AL）操作，指令字节数少，因此指令周期较短。
缺点是：
①要求CPU有专用I/O指令，用于CPU与I/O端口间数据传输；
②用于I/O操作的指令少，因此不够方便灵活。

计算机与外设数据传送的方式
直接传送方式：这种外设总是准备就绪，不必查询外设的状态，在需要输入/输出的地方直接使用IN、OUT指令。
条件传送方式:查询方式
中断方式：利用中断方式，CPU与外设（甚至多个外设）可以实现并行（同时）工作。大大提高CPU的效率。
DMA方式:直接存储器访问方式传送
(由DMA控制器——DMAC接管，控制传送的字节数，判断DMA是否结束，以及发出DMA结束等信号。DMA控制器的功能：能向CPU发出HOLD信号；当CPU发出HLDA信号后，接管总线控制权，进入DMA方式；输出地址信息，能对存储器寻址及能修改地址指针；能输出读写等控制信号；能决定传送字节数及判断DMA传送是否结束；发出DMA结束信号，使CPU恢复正常工作状态。)

PC/XT的I/O端口地址译码
书上245页，=1(AEN=0，即不是DMA周期)时，且地址线A9=A8=0时，译码器工作。

I/O接口应用实例
例：若打印机的接口包括控制端口83H，数据端口地址80H和状态端口地址81H，编程实现：采用查询方式，状态位为D0＝1表示BUSY，将内存中1000H开始的100个字节（字符），输出到打印机。其中端口控制字为88H，应首先将控制字输出到控制端口中。
MOVAL,88H
OUT83H,AL
MOVSI,1000H
MOVCX,100
XML：INAL，81H ；读入状态字
TESTAL，01H ；测试状态位是否为1，为1转
JNZXML ；XML
MOVAL,[SI]
INCSI
OUT80H,AL ；已准备好，输出一个字节数据
LOOPXML
例：查询式输入程序实例：从端口地址为60H的外设输入一个字节数据。因外设速度较慢，故采用查询方式，状态口为61H，状态位为D1＝1表示READY，程序如下；
XML：INAL，61H；读入状态字
TESTAL，02H；测试状态位是否为1，不为1转
JZ XML；XML
INAL，60H；已准备好，输入一个字节数据
例：查询式输出程序实例；STATUS_POR