IO接口的基本概念ppt課件

1、第第 8 8 章章第第8章章 根本輸入輸出接口根本輸入輸出接口教學(xué)重點(diǎn) I/O接口電路的典型構(gòu)造 無(wú)條件傳送方式 查詢(xún)傳送方式 中斷任務(wù)過(guò)程第第8章：章：8.1 I/O接口概述接口概述為什么需求為什么需求I/OI/O接口電路？接口電路？微機(jī)的外部設(shè)備多種多樣微機(jī)的外部設(shè)備多種多樣任務(wù)原理、驅(qū)動(dòng)方式、信息格任務(wù)原理、驅(qū)動(dòng)方式、信息格式、以及任務(wù)速度方面彼此式、以及任務(wù)速度方面彼此差別很大差別很大它們不能與它們不能與CPUCPU直接相連直接相連必需經(jīng)過(guò)中間電路再與系統(tǒng)相必需經(jīng)過(guò)中間電路再與系統(tǒng)相連連這部分電路被稱(chēng)為這部分電路被稱(chēng)為I/OI/O接口電接口電路路多種外設(shè)多種外設(shè)第第8章：章：8.1 I

2、/O接口概述續(xù)接口概述續(xù)1什么是什么是I/O接口電路？接口電路？I/O接口是位于系統(tǒng)與外設(shè)間、接口是位于系統(tǒng)與外設(shè)間、用來(lái)協(xié)助完成數(shù)據(jù)傳送和控用來(lái)協(xié)助完成數(shù)據(jù)傳送和控制義務(wù)的邏輯電路制義務(wù)的邏輯電路PC機(jī)系統(tǒng)板的可編程接口芯機(jī)系統(tǒng)板的可編程接口芯片、片、I/O總線(xiàn)槽的電路板適總線(xiàn)槽的電路板適配器都是接口電路配器都是接口電路第第8章：章：8.1 I/O接口概述續(xù)接口概述續(xù)2什么是微機(jī)接口技術(shù)？什么是微機(jī)接口技術(shù)？處置微機(jī)系統(tǒng)與外設(shè)間聯(lián)絡(luò)的處置微機(jī)系統(tǒng)與外設(shè)間聯(lián)絡(luò)的技術(shù)技術(shù)留意其軟硬結(jié)合的特點(diǎn)留意其軟硬結(jié)合的特點(diǎn)根據(jù)運(yùn)用系統(tǒng)的需求，運(yùn)用和根據(jù)運(yùn)用系統(tǒng)的需求，運(yùn)用和構(gòu)造相應(yīng)的接口電路，編制構(gòu)造相應(yīng)的

3、接口電路，編制配套的接口程序，支持和銜配套的接口程序，支持和銜接有關(guān)的設(shè)備接有關(guān)的設(shè)備第第8章：章：8.1.1 I/O接口的主要功能接口的主要功能 對(duì)輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)展緩沖和鎖存對(duì)輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)展緩沖和鎖存輸出接口有鎖存環(huán)節(jié)；輸入接口有緩沖環(huán)輸出接口有鎖存環(huán)節(jié)；輸入接口有緩沖環(huán)節(jié)節(jié)實(shí)踐的電路常見(jiàn)：實(shí)踐的電路常見(jiàn)：輸出鎖存緩沖環(huán)節(jié)、輸入鎖存緩沖環(huán)節(jié)輸出鎖存緩沖環(huán)節(jié)、輸入鎖存緩沖環(huán)節(jié) 對(duì)信號(hào)的方式和數(shù)據(jù)的格式進(jìn)展變換對(duì)信號(hào)的方式和數(shù)據(jù)的格式進(jìn)展變換微機(jī)直接處置：數(shù)字量、開(kāi)關(guān)量、脈沖量微機(jī)直接處置：數(shù)字量、開(kāi)關(guān)量、脈沖量 對(duì)對(duì)I/O端口進(jìn)展尋址端口進(jìn)展尋址 與與CPU和和I/O設(shè)備進(jìn)展聯(lián)絡(luò)設(shè)備進(jìn)展聯(lián)絡(luò)

4、第第8章：章：8.1.2 I/O接口的典型構(gòu)造接口的典型構(gòu)造控制總線(xiàn)控制總線(xiàn)CB地址總線(xiàn)地址總線(xiàn)ABI/O接口電路接口電路數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)控制控制形狀形狀數(shù)據(jù)總線(xiàn)數(shù)據(jù)總線(xiàn)DBCPU外設(shè)外設(shè)控制存放器控制存放器形狀存放器形狀存放器數(shù)據(jù)存放器數(shù)據(jù)存放器1. 接口電路的內(nèi)部構(gòu)造接口電路的內(nèi)部構(gòu)造2. 接口電路的外部特性接口電路的外部特性3. 接口電路芯片的分類(lèi)接口電路芯片的分類(lèi)4. 接口電路的可編程性接口電路的可編程性第第8章：章：1. 接口電路的內(nèi)部構(gòu)造接口電路的內(nèi)部構(gòu)造CPU與外設(shè)主要有數(shù)據(jù)、形狀和控制信息與外設(shè)主要有數(shù)據(jù)、形狀和控制信息需求相互交換，于是從運(yùn)用角度看內(nèi)部：需求相互交換，于是從運(yùn)用角度看

5、內(nèi)部： 數(shù)據(jù)存放器數(shù)據(jù)存放器輸入數(shù)據(jù)存放器：保管外設(shè)給輸入數(shù)據(jù)存放器：保管外設(shè)給CPU的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)存放器：保管輸出數(shù)據(jù)存放器：保管CPU給外設(shè)的數(shù)據(jù)給外設(shè)的數(shù)據(jù) 形狀存放器形狀存放器保管外設(shè)或接口電路的形狀保管外設(shè)或接口電路的形狀 控制存放器控制存放器保管保管CPU給外設(shè)或接口電路的命令給外設(shè)或接口電路的命令第第8章：章：2. 接口電路的外部特性接口電路的外部特性主要表達(dá)在引腳上，分成兩側(cè)信號(hào)主要表達(dá)在引腳上，分成兩側(cè)信號(hào)面向面向CPU一側(cè)的信號(hào)：一側(cè)的信號(hào)：用于與用于與CPU銜接銜接主要是數(shù)據(jù)、地址和控制信號(hào)主要是數(shù)據(jù)、地址和控制信號(hào)面向外設(shè)一側(cè)的信號(hào)：面向外設(shè)一側(cè)的信號(hào)：用于與外設(shè)

6、銜接用于與外設(shè)銜接提供的信號(hào)五花八門(mén)提供的信號(hào)五花八門(mén)功能定義、時(shí)序及有效電平等差別較大功能定義、時(shí)序及有效電平等差別較大第第8章：章：3. 接口電路芯片的分類(lèi)接口電路芯片的分類(lèi)接口電路中心部分往往是一塊或數(shù)塊大規(guī)接口電路中心部分往往是一塊或數(shù)塊大規(guī)模集成電路芯片接口芯片：模集成電路芯片接口芯片：通用接口芯片通用接口芯片支持通用的數(shù)據(jù)輸入輸出和控制的接口芯支持通用的數(shù)據(jù)輸入輸出和控制的接口芯片片面向外設(shè)的公用接口芯片面向外設(shè)的公用接口芯片針對(duì)某種外設(shè)設(shè)計(jì)、與該種外設(shè)接口針對(duì)某種外設(shè)設(shè)計(jì)、與該種外設(shè)接口 面向微機(jī)系統(tǒng)的公用接口芯片面向微機(jī)系統(tǒng)的公用接口芯片與與CPU和系統(tǒng)配套運(yùn)用，以加強(qiáng)其總體功

7、和系統(tǒng)配套運(yùn)用，以加強(qiáng)其總體功能能第第8章：章：4. 接口電路的可編程性接口電路的可編程性許多接口電路具有多種功能和任務(wù)方式，許多接口電路具有多種功能和任務(wù)方式，可以經(jīng)過(guò)編程的方法選定其中一種可以經(jīng)過(guò)編程的方法選定其中一種接口需進(jìn)展物理銜接，還需編寫(xiě)接口軟件接口需進(jìn)展物理銜接，還需編寫(xiě)接口軟件接口軟件有兩類(lèi)：接口軟件有兩類(lèi)：初始化程序段初始化程序段設(shè)定芯片任務(wù)方式等設(shè)定芯片任務(wù)方式等數(shù)據(jù)交換程序段數(shù)據(jù)交換程序段管理、控制、驅(qū)動(dòng)外管理、控制、驅(qū)動(dòng)外設(shè)，擔(dān)任外設(shè)和系統(tǒng)間信息交換設(shè)，擔(dān)任外設(shè)和系統(tǒng)間信息交換第第8章：章：8.1.3 I/O端口的編址端口的編址接口電路占用的接口電路占用的I/O端口有兩

8、類(lèi)編排方式端口有兩類(lèi)編排方式I/O端口單獨(dú)編址端口單獨(dú)編址I/O地址空間獨(dú)立于存儲(chǔ)地址空間地址空間獨(dú)立于存儲(chǔ)地址空間如如8086/8088I/O端口與存儲(chǔ)器一致編址端口與存儲(chǔ)器一致編址它們共享一個(gè)地址空間它們共享一個(gè)地址空間如如M6800第第8章：章： I/O端口單獨(dú)編址端口單獨(dú)編址優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：I/O端口的地址空間獨(dú)立端口的地址空間獨(dú)立控制和地址譯碼電路相對(duì)簡(jiǎn)控制和地址譯碼電路相對(duì)簡(jiǎn)單單專(zhuān)門(mén)的專(zhuān)門(mén)的I/O指令使程序明晰易指令使程序明晰易讀讀缺陷：缺陷：I/O指令沒(méi)有存儲(chǔ)器指令豐富指令沒(méi)有存儲(chǔ)器指令豐富內(nèi)存內(nèi)存空間空間I/O空間空間FFFFF0FFFF80 x86采用采用I/O端口獨(dú)立編址端口獨(dú)

9、立編址第第8章：章： I/O端口與存儲(chǔ)器一致編址端口與存儲(chǔ)器一致編址優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：不需求專(zhuān)門(mén)的不需求專(zhuān)門(mén)的I/O指令指令I(lǐng)/O數(shù)據(jù)存取與存儲(chǔ)器數(shù)數(shù)據(jù)存取與存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存取一樣靈敏據(jù)存取一樣靈敏缺陷：缺陷：I/O端口要占去部分存儲(chǔ)端口要占去部分存儲(chǔ)器地址空間器地址空間程序不易閱讀不易分程序不易閱讀不易分清訪存和訪問(wèn)外設(shè)清訪存和訪問(wèn)外設(shè)內(nèi)存內(nèi)存部分部分I/O部分部分存儲(chǔ)器空間存儲(chǔ)器空間00000FFFFF第第8章：章：8.1.4 8088/8086的輸入輸出指令的輸入輸出指令輸入指令輸入指令I(lǐng)N：將外設(shè)數(shù)據(jù)傳送給：將外設(shè)數(shù)據(jù)傳送給CPU內(nèi)的內(nèi)的AL/AXIN AL,i8 ;字節(jié)輸入字節(jié)輸入IN AL,

10、DX;字節(jié)輸入字節(jié)輸入IN AX,i8 ;字輸入字輸入IN AX,DX;字輸入字輸入輸出指令輸出指令OUT：將：將CPU內(nèi)的內(nèi)的AL/AX數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)傳送給外設(shè)外設(shè)OUT i8,AL;字節(jié)輸出字節(jié)輸出OUT DX,AL;字節(jié)輸出字節(jié)輸出OUT i8,AX;字輸出字輸出OUT DX,AX;字輸出字輸出演示演示演示演示第第8章：章：8088/8086的的I/O端口端口8088只能經(jīng)過(guò)輸入輸出指令與外設(shè)進(jìn)展數(shù)只能經(jīng)過(guò)輸入輸出指令與外設(shè)進(jìn)展數(shù)據(jù)交換；呈現(xiàn)給程序員的外設(shè)是端口據(jù)交換；呈現(xiàn)給程序員的外設(shè)是端口Port，即，即I/O地址地址8086用于尋址外設(shè)端口的地址線(xiàn)為用于尋址外設(shè)端口的地址線(xiàn)為16條

11、，條，端口最多為端口最多為2166553664K個(gè)，端口個(gè)，端口號(hào)為號(hào)為0000H FFFFH每個(gè)端口用于傳送一個(gè)字節(jié)的外設(shè)數(shù)據(jù)每個(gè)端口用于傳送一個(gè)字節(jié)的外設(shè)數(shù)據(jù)第第8章：章：I/O尋址方式尋址方式8088/8086的端口有的端口有64K個(gè)，無(wú)需分段，設(shè)個(gè)，無(wú)需分段，設(shè)計(jì)有兩種尋址方式計(jì)有兩種尋址方式直接尋址：只用于尋址直接尋址：只用于尋址00H FFH前前256個(gè)個(gè)端口，操作數(shù)端口，操作數(shù)i8表示端口號(hào)表示端口號(hào)間接尋址：可用于尋址全部間接尋址：可用于尋址全部64K個(gè)端口，個(gè)端口，DX存放器的值就是端口號(hào)存放器的值就是端口號(hào)對(duì)大于對(duì)大于FFH的端口只能采用間接尋址方式的端口只能采用間接尋址方

12、式第第8章：數(shù)據(jù)交換方式章：數(shù)據(jù)交換方式假設(shè)輸入輸出一個(gè)字節(jié)，利用假設(shè)輸入輸出一個(gè)字節(jié)，利用AL存放器存放器假設(shè)輸入輸出一個(gè)字，利用假設(shè)輸入輸出一個(gè)字，利用AX存放器存放器輸入一個(gè)字，實(shí)踐上是從延續(xù)兩個(gè)端口輸入輸入一個(gè)字，實(shí)踐上是從延續(xù)兩個(gè)端口輸入兩個(gè)字節(jié)，分別送兩個(gè)字節(jié)，分別送AL對(duì)應(yīng)低地址端口對(duì)應(yīng)低地址端口和和AH對(duì)應(yīng)高地址端口對(duì)應(yīng)高地址端口輸出一個(gè)字，實(shí)踐上是將輸出一個(gè)字，實(shí)踐上是將AL對(duì)應(yīng)低地址對(duì)應(yīng)低地址端口和端口和AH對(duì)應(yīng)高地址端口兩個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)高地址端口兩個(gè)字節(jié)的內(nèi)容輸出給延續(xù)兩個(gè)端口的內(nèi)容輸出給延續(xù)兩個(gè)端口第第8章：章：IN指令實(shí)例從指令實(shí)例從20H端口輸入一個(gè)字端口輸入一個(gè)字方法

13、方法1 1：直接尋址，字量輸入：直接尋址，字量輸入in ax,20hin ax,20h；方法；方法2 2：間接尋址，字量輸入：間接尋址，字量輸入mov dx,20hmov dx,20hin ax,dxin ax,dx第第8章：章：OUT指令實(shí)例向指令實(shí)例向300H端口輸出一個(gè)字節(jié)端口輸出一個(gè)字節(jié)獨(dú)一的方法：間接尋址，字節(jié)量輸出獨(dú)一的方法：間接尋址，字節(jié)量輸出mov al,bvarmov al,bvar ；bvarbvar是字節(jié)變量是字節(jié)變量mov dx,300hmov dx,300hout dx,alout dx,al第第8章：章：8.1.5 I/O地址的譯碼地址的譯碼I/O地址的譯碼方法與存

14、儲(chǔ)器地址的譯碼方法一樣，地址的譯碼方法與存儲(chǔ)器地址的譯碼方法一樣，但有它的特點(diǎn)：但有它的特點(diǎn)：部分譯碼時(shí)，通常是中間地址線(xiàn)不銜接部分譯碼時(shí)，通常是中間地址線(xiàn)不銜接部分譯碼也有最低地址線(xiàn)不銜接的情況部分譯碼也有最低地址線(xiàn)不銜接的情況每個(gè)接口電路通常只占用幾個(gè)每個(gè)接口電路通常只占用幾個(gè)I/O地址，這時(shí)可以利地址，這時(shí)可以利用根本邏輯門(mén)電路進(jìn)展地址譯碼用根本邏輯門(mén)電路進(jìn)展地址譯碼除采用譯碼器、門(mén)電路進(jìn)展譯碼外，除采用譯碼器、門(mén)電路進(jìn)展譯碼外，I/O地址譯碼還地址譯碼還經(jīng)常采用可編程邏輯器件經(jīng)常采用可編程邏輯器件PLD為了給系一致定的選擇余地，有些接口電路利用比為了給系一致定的選擇余地，有些接口電路利

15、用比較器、開(kāi)關(guān)或跨接器等進(jìn)展多組較器、開(kāi)關(guān)或跨接器等進(jìn)展多組I/O地址的譯碼地址的譯碼第第8章：章：IBM PC/AT主機(jī)板的主機(jī)板的I/O譯碼電路譯碼電路接口芯片內(nèi)部譯碼接口芯片內(nèi)部譯碼A0A4DMA控制器控制器1中斷控制器中斷控制器1定時(shí)計(jì)數(shù)器定時(shí)計(jì)數(shù)器并行接口電路并行接口電路DMA頁(yè)面存放器頁(yè)面存放器中斷控制器中斷控制器2DMA控制器控制器2協(xié)處置器協(xié)處置器A5A6A7A8A9ALS譯碼器譯碼器HLDAMASTERABCE1E2E3Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7第第8章：邏輯門(mén)電路進(jìn)展章：邏輯門(mén)電路進(jìn)展I/O地址譯碼地址譯碼A9A8A7A6A5A2A4A3AENA1A074LS033E

16、7H第第8章：章：8.1.6 數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式程序控制下的數(shù)據(jù)傳送程序控制下的數(shù)據(jù)傳送經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)CPU執(zhí)行程執(zhí)行程序中的序中的I/O指令來(lái)完成傳送，又分為：無(wú)條件指令來(lái)完成傳送，又分為：無(wú)條件傳送、查詢(xún)傳送、中斷傳送傳送、查詢(xún)傳送、中斷傳送直接存儲(chǔ)器存取直接存儲(chǔ)器存取DMA傳送懇求由外傳送懇求由外設(shè)向設(shè)向DMA控制器控制器DMAC提出，后者向提出，后者向CPU懇求總線(xiàn)，最后懇求總線(xiàn)，最后DMAC利用系統(tǒng)總線(xiàn)來(lái)利用系統(tǒng)總線(xiàn)來(lái)完成外設(shè)和存儲(chǔ)器間的數(shù)據(jù)傳送完成外設(shè)和存儲(chǔ)器間的數(shù)據(jù)傳送第第8章：章：8.2 無(wú)條件傳送方式及其接口無(wú)條件傳送方式及其接口在在CPU與慢速變化的設(shè)備交換數(shù)據(jù)時(shí)，可以與慢

17、速變化的設(shè)備交換數(shù)據(jù)時(shí)，可以以為它們總是處于以為它們總是處于“就緒形狀，隨時(shí)可以就緒形狀，隨時(shí)可以進(jìn)展數(shù)據(jù)傳送，這就是無(wú)條件傳送，或稱(chēng)立進(jìn)展數(shù)據(jù)傳送，這就是無(wú)條件傳送，或稱(chēng)立刻傳送、同步傳送刻傳送、同步傳送適宜于簡(jiǎn)單設(shè)備，如適宜于簡(jiǎn)單設(shè)備，如LED數(shù)碼管、按鍵或按數(shù)碼管、按鍵或按紐等紐等無(wú)條件傳送的接口和操作均非常簡(jiǎn)單無(wú)條件傳送的接口和操作均非常簡(jiǎn)單這種傳送有前提：外設(shè)必需隨時(shí)就緒這種傳送有前提：外設(shè)必需隨時(shí)就緒流程流程第第8章：無(wú)條件傳送：輸入例如章：無(wú)條件傳送：輸入例如IOR三態(tài)緩沖器OEI/O裝置地址譯碼器CSD7D0A15A1A00160HMOV DX, 160HIN AL, DX第第

18、8章：無(wú)條件傳送：輸入實(shí)例章：無(wú)條件傳送：輸入實(shí)例MOV DX, 160HIN AL, DX74LS244+5V10K x 8G1 G2數(shù)據(jù)總線(xiàn)數(shù)據(jù)總線(xiàn)CSRD第第8章：無(wú)條件傳送：輸出例如章：無(wú)條件傳送：輸出例如地址譯碼器數(shù)據(jù)鎖存器A15A1IOWA0CS0160H輸出設(shè)備D7D0MOV DX, 160HMOV AL, BXOUT DX, AL第第8章：無(wú)條件傳送：輸出實(shí)例章：無(wú)條件傳送：輸出實(shí)例MOV DX, 160HMOV AL, BXOUT DX, AL+5V74LS373300 x 8LE OE數(shù)據(jù)總線(xiàn)數(shù)據(jù)總線(xiàn)CSWR第第8章：無(wú)條件傳送：輸入輸出接口章：無(wú)條件傳送：輸入輸出接口K7

19、K1K0+5VD0D7A0A15CLKLS06反相反相驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器LS2738D鎖存器鎖存器LS244三態(tài)三態(tài)緩沖器緩沖器8000H譯碼譯碼+5VLED0LED7GIOWIORnext:mov dx,8000h；DX指向數(shù)據(jù)端口指向數(shù)據(jù)端口in al,dx；從輸入端口讀開(kāi)關(guān)形狀；從輸入端口讀開(kāi)關(guān)形狀not al；反相；反相out dx,al；送輸出端口顯示；送輸出端口顯示call delay ；調(diào)子程序延時(shí)；調(diào)子程序延時(shí)jmp next；反復(fù)；反復(fù)第第8章：章：8.3 查詢(xún)傳送方式及其接口查詢(xún)傳送方式及其接口CPU需求選了解查詢(xún)外設(shè)的任務(wù)形需求選了解查詢(xún)外設(shè)的任務(wù)形狀，然后在外設(shè)可以交換信息的

20、情況下?tīng)?，然后在外設(shè)可以交換信息的情況下就緒實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入或輸出就緒實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入或輸出對(duì)多個(gè)外設(shè)的情況，那么對(duì)多個(gè)外設(shè)的情況，那么CPU按一定順按一定順序依次查詢(xún)輪詢(xún)。先查詢(xún)的外設(shè)將序依次查詢(xún)輪詢(xún)。先查詢(xún)的外設(shè)將優(yōu)先進(jìn)展數(shù)據(jù)交換優(yōu)先進(jìn)展數(shù)據(jù)交換查詢(xún)傳送的特點(diǎn)是：任務(wù)可靠，適用面查詢(xún)傳送的特點(diǎn)是：任務(wù)可靠，適用面寬，但傳送效率低寬，但傳送效率低就緒？就緒？第第8章：查詢(xún)傳送的兩個(gè)環(huán)節(jié)章：查詢(xún)傳送的兩個(gè)環(huán)節(jié) 查詢(xún)環(huán)節(jié)查詢(xún)環(huán)節(jié)尋址形狀口尋址形狀口讀取形狀存放器的標(biāo)志位讀取形狀存放器的標(biāo)志位假設(shè)不就緒就繼續(xù)查詢(xún)，直至就緒假設(shè)不就緒就繼續(xù)查詢(xún)，直至就緒 傳送環(huán)節(jié)傳送環(huán)節(jié)尋址數(shù)據(jù)口尋址數(shù)據(jù)口是輸入，經(jīng)過(guò)輸入

21、指令從數(shù)據(jù)端口讀入是輸入，經(jīng)過(guò)輸入指令從數(shù)據(jù)端口讀入數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是輸出，經(jīng)過(guò)輸出指令向數(shù)據(jù)端口輸出是輸出，經(jīng)過(guò)輸出指令向數(shù)據(jù)端口輸出數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入形狀輸入形狀就緒？就緒？數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)交換YN流程流程+5V8D鎖存器鎖存器8位位三態(tài)三態(tài)緩沖器緩沖器譯碼譯碼1位位三態(tài)三態(tài)緩沖器緩沖器RQA0A158000H8001HD0D輸入輸入設(shè)備設(shè)備+5V8D鎖存器鎖存器8位位三態(tài)三態(tài)緩沖器緩沖器譯碼譯碼1位位三態(tài)三態(tài)緩沖器緩沖器RQA0A158000H8001HD0D輸入輸入設(shè)備設(shè)備輸入輸入設(shè)備設(shè)備WRM/IORDM/IOD0D7D0D7第第8章：章：8.3.1 查詢(xún)輸入接口查詢(xún)輸入接口mov dx,8000h；

22、DX指向形狀端口指向形狀端口status: in al,dx；讀形狀端口；讀形狀端口test al,01h；測(cè)試標(biāo)志位；測(cè)試標(biāo)志位D0jz status；D00，未就緒，繼續(xù)查詢(xún)，未就緒，繼續(xù)查詢(xún)inc dx；D01，就緒，就緒，DX指向數(shù)據(jù)端口指向數(shù)據(jù)端口in al,dx；從數(shù)據(jù)端口輸入數(shù)據(jù)；從數(shù)據(jù)端口輸入數(shù)據(jù)8D鎖存器鎖存器譯碼譯碼1位位三態(tài)三態(tài)緩沖器緩沖器RQA0A158000H8001HD0D7D7D+5V輸出輸出設(shè)備設(shè)備輸出輸出設(shè)備設(shè)備ACKACKM/IOWRRDM/IOREADY第第8章：章：8.3.2 查詢(xún)輸出接口查詢(xún)輸出接口mov dx,8000h ；DX指向形狀端口指向形狀端

23、口status: in al,dx；讀取形狀端口的形狀數(shù)據(jù)；讀取形狀端口的形狀數(shù)據(jù)test al,80h；測(cè)試標(biāo)志位；測(cè)試標(biāo)志位D7jnz status；D71，未就緒，繼續(xù)查詢(xún)，未就緒，繼續(xù)查詢(xún)inc dx；D70，就緒，就緒，DX指向數(shù)據(jù)端口指向數(shù)據(jù)端口mov al,buf；變量；變量buf送送ALout dx,al；將數(shù)據(jù)輸出給數(shù)據(jù)端口；將數(shù)據(jù)輸出給數(shù)據(jù)端口第第8章：章：8.4 中斷傳送方式中斷傳送方式斷點(diǎn)斷點(diǎn)主程序主程序中斷效力程序中斷效力程序中斷懇求中斷懇求對(duì)外設(shè)對(duì)外設(shè)進(jìn)展處置進(jìn)展處置繼續(xù)執(zhí)行繼續(xù)執(zhí)行前往斷點(diǎn)前往斷點(diǎn)CPU在執(zhí)行程序中，在執(zhí)行程序中，被內(nèi)部或外部的事件所被內(nèi)部或外部的

24、事件所打斷，轉(zhuǎn)去執(zhí)行一段預(yù)打斷，轉(zhuǎn)去執(zhí)行一段預(yù)先安排好的中斷效力程先安排好的中斷效力程序；效力終了后，又前序；效力終了后，又前往原來(lái)的斷點(diǎn)，繼續(xù)執(zhí)往原來(lái)的斷點(diǎn)，繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的程序行原來(lái)的程序流程流程第第8章：章：8.4.1 中斷傳送與接口中斷傳送與接口中斷傳送是一種效率更高的程序傳送方式中斷傳送是一種效率更高的程序傳送方式進(jìn)展傳送的中斷效力程序是預(yù)先設(shè)計(jì)好的進(jìn)展傳送的中斷效力程序是預(yù)先設(shè)計(jì)好的中斷懇求是外設(shè)隨機(jī)向中斷懇求是外設(shè)隨機(jī)向CPU提出的提出的CPU對(duì)懇求的檢測(cè)是有規(guī)律的：普通是在每對(duì)懇求的檢測(cè)是有規(guī)律的：普通是在每條指令的最后一個(gè)時(shí)鐘周期采樣中斷懇求輸條指令的最后一個(gè)時(shí)鐘周期采樣中斷懇

25、求輸入引腳入引腳本書(shū)主要論述中斷在輸入和輸出方面的運(yùn)用本書(shū)主要論述中斷在輸入和輸出方面的運(yùn)用中斷還有著非常廣泛的運(yùn)用中斷還有著非常廣泛的運(yùn)用第第8章：中斷輸入接口章：中斷輸入接口D0D7+5V8D鎖存器鎖存器8位位三態(tài)三態(tài)緩沖器緩沖器三態(tài)緩沖器三態(tài)緩沖器RQ 譯碼譯碼 8001H中斷向量號(hào)中斷向量號(hào)D0D7INTRD輸入輸入設(shè)備設(shè)備中斷允許觸發(fā)器中斷允許觸發(fā)器A0A15中斷懇求觸發(fā)器中斷懇求觸發(fā)器IORINTASTB第第8章：章：8.4.2 中斷任務(wù)過(guò)程中斷任務(wù)過(guò)程n中斷懇求中斷懇求n中斷呼應(yīng)中斷呼應(yīng)n關(guān)中斷關(guān)中斷n斷點(diǎn)維護(hù)斷點(diǎn)維護(hù)n中斷識(shí)別中斷識(shí)別n現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)n中斷效力中斷效力n恢復(fù)現(xiàn)

26、場(chǎng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)n開(kāi)中斷開(kāi)中斷n中斷前往中斷前往中斷效力是進(jìn)展數(shù)據(jù)交換的本質(zhì)性環(huán)節(jié)中斷效力是進(jìn)展數(shù)據(jù)交換的本質(zhì)性環(huán)節(jié)中斷源的識(shí)別中斷源的識(shí)別第第8章：章：8.4.3 中斷優(yōu)先權(quán)中斷優(yōu)先權(quán)問(wèn)題問(wèn)題1：系統(tǒng)有多個(gè)中斷懇求，：系統(tǒng)有多個(gè)中斷懇求，CPU如何識(shí)別中斷源？如何識(shí)別中斷源？解答解答1：向量中斷圖：向量中斷圖4-20解答解答2：中斷查詢(xún)圖：中斷查詢(xún)圖4-21第第8章：中斷查詢(xún)接口章：中斷查詢(xún)接口A0A15鎖鎖存存器器INTR三態(tài)三態(tài)緩沖器緩沖器譯碼譯碼 8001HD0D7中斷中斷A中斷中斷B中斷中斷CIOR中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)第第8章：章：8.4.3 中斷優(yōu)先權(quán)續(xù)中斷優(yōu)先權(quán)續(xù)1問(wèn)題問(wèn)題2：

27、有多個(gè)中斷同時(shí)懇求，：有多個(gè)中斷同時(shí)懇求，CPU如何應(yīng)對(duì)？如何應(yīng)對(duì)？解答解答1：鏈?zhǔn)絻?yōu)先權(quán)排隊(duì)電路圖：鏈?zhǔn)絻?yōu)先權(quán)排隊(duì)電路圖6-13解答解答2：優(yōu)先權(quán)編碼電路圖：優(yōu)先權(quán)編碼電路圖6-14中斷嵌套中斷嵌套第第8章：章：8.4.3 中斷優(yōu)先權(quán)續(xù)中斷優(yōu)先權(quán)續(xù)2問(wèn)題問(wèn)題3：中斷處置過(guò)程中，：中斷處置過(guò)程中，又有中斷提出懇求，怎樣辦？又有中斷提出懇求，怎樣辦？解答解答1：鏈?zhǔn)絻?yōu)先權(quán)排隊(duì)電路圖：鏈?zhǔn)絻?yōu)先權(quán)排隊(duì)電路圖6-13解答解答2：優(yōu)先權(quán)編碼電路圖：優(yōu)先權(quán)編碼電路圖6-14第第8章：章：8.5 DMA傳送方式傳送方式希望抑制程序控制傳送的缺乏：希望抑制程序控制傳送的缺乏：外設(shè)外設(shè)CPU存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器外設(shè)外設(shè)

28、CPU存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器直接存儲(chǔ)器存取直接存儲(chǔ)器存取DMA：外設(shè)外設(shè)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器外設(shè)外設(shè)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器CPU釋放總線(xiàn)，由釋放總線(xiàn)，由DMA控制器管理控制器管理第第8章：章：DMA傳送的任務(wù)過(guò)程傳送的任務(wù)過(guò)程 CPU對(duì)對(duì)DMA控制器進(jìn)展初始化設(shè)置控制器進(jìn)展初始化設(shè)置 外設(shè)、外設(shè)、DMAC和和CPU三者經(jīng)過(guò)應(yīng)對(duì)信號(hào)三者經(jīng)過(guò)應(yīng)對(duì)信號(hào)建立聯(lián)絡(luò)：建立聯(lián)絡(luò)：CPU將總線(xiàn)交給將總線(xiàn)交給DMAC控制控制 DMA傳送傳送DMA讀存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器讀存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器 外設(shè)外設(shè)DMA寫(xiě)存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器寫(xiě)存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器 外設(shè)外設(shè) 自動(dòng)增減地址和計(jì)數(shù)，判別傳送完成否自動(dòng)增減地址和計(jì)數(shù)，判別傳送完成否第第8章：章：DMA傳送流程傳送流程

29、HLDA發(fā)存儲(chǔ)器地址發(fā)存儲(chǔ)器地址傳送數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送終了？傳送終了？DMA終了終了修正地址指針修正地址指針流程流程第第8章：傳送方式的比較章：傳送方式的比較無(wú)條件傳送：慢速外設(shè)需與無(wú)條件傳送：慢速外設(shè)需與CPU堅(jiān)持同堅(jiān)持同步步查詢(xún)傳送：查詢(xún)傳送： 簡(jiǎn)單適用，效率較低簡(jiǎn)單適用，效率較低中斷傳送：外設(shè)自動(dòng)，可與中斷傳送：外設(shè)自動(dòng)，可與CPU并行任并行任務(wù)，但每次傳送需求大量額外時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)務(wù)，但每次傳送需求大量額外時(shí)間開(kāi)銷(xiāo) DMA傳送：傳送：DMAC控制，外設(shè)直接和存控制，外設(shè)直接和存儲(chǔ)器進(jìn)展數(shù)據(jù)傳送，適宜大量、快速數(shù)儲(chǔ)器進(jìn)展數(shù)據(jù)傳送，適宜大量、快速數(shù)據(jù)傳送據(jù)傳送第第8章：教學(xué)要求章：教學(xué)要求1. 了解了解I/O接口電路的主要功能、內(nèi)部和外部接口電路的主要功能、內(nèi)部和外部特點(diǎn)、端口編址方法、特點(diǎn)、端口編址方法、I/O地址譯碼特點(diǎn)地址譯碼特點(diǎn)2. 掌握輸入輸出指令掌握輸入輸出指令3. 掌握無(wú)條件、查詢(xún)傳送方式掌握無(wú)條件、查詢(xún)傳送方式4. 了解中斷、中斷源、中斷任務(wù)過(guò)程、中斷了解中斷、中斷源、中斷任務(wù)