輸入輸出接口技術(shù)和輸入輸出通道課件

本章學(xué)習(xí)目的:解決微型計(jì)算機(jī)和外部的連接問題，使計(jì)算機(jī)和外部構(gòu)成一個(gè)整體，能正確、可靠、高效率的交換信息，這是設(shè)計(jì)一個(gè)微機(jī)控制系統(tǒng)必須解決的基本問題本章學(xué)習(xí)目的:解決微型計(jì)算機(jī)和外部的連接問題，使計(jì)算機(jī)和外部1主要內(nèi)容概述：接口、通道、IO信號(hào)種類、通信方式IO控制方式：程序控制、中斷控制、直接存取IO接口設(shè)計(jì)DA、AD轉(zhuǎn)換器抗干擾措施主要內(nèi)容概述：接口、通道、IO信號(hào)種類、通信方式2第一節(jié)概述輸入輸出接口技術(shù)——研究微處理器和外部設(shè)備之間信息交換的技術(shù)輸入輸出接口——簡(jiǎn)稱“接口”第一節(jié)概述輸入輸出接口技術(shù)——31、接口通道及功能1、接口通道及功能4門電路&與非門或門≥1=11異或非門電路&與非門或門≥1=11異或非5：是CPU與“外部世界”的連接電路，負(fù)責(zé)“中轉(zhuǎn)”各種信息?！敖涌凇倍x：是CPU與“外部世界”的連接電路，負(fù)責(zé)“中轉(zhuǎn)”各種信息?！?1、接口、通道及其功能I／O接口電路定義：是主機(jī)和圍設(shè)備之間交換信息的連接部件。使主機(jī)和外設(shè)能夠協(xié)調(diào)工作，有效地完成信息交換。設(shè)置原因：解決主機(jī)cpu和外圍設(shè)備之間的問題1、接口、通道及其功能I／O接口電路71、接口、通道及其功能設(shè)置原因：1、時(shí)序配合和通信聯(lián)絡(luò)問題cpu快、外設(shè)速度不定，因此異步工作2、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換匹配問題cpu并行，外設(shè)不定、串行；速率、電平匹配3、負(fù)載能力和外設(shè)端口選擇、cpu超載，可靠性降低，多外設(shè)數(shù)據(jù)混亂4、端口可編程功能（單口復(fù)用）5、傳輸錯(cuò)誤檢測(cè)功能（奇偶校驗(yàn)、冗余校驗(yàn)）1、接口、通道及其功能設(shè)置原因：8接口組成：數(shù)據(jù)鎖存器緩沖器狀態(tài)寄存器中斷控制電路接口組成：數(shù)據(jù)鎖存器91、接口、通道及其功能I／O通道：定義：也稱為過程通道。它是計(jì)算機(jī)和控制對(duì)象之間信息傳送和變換的連接通道設(shè)置原因：cpu只能處理數(shù)字量，必需有通道將被控對(duì)象采集的量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量（開關(guān)量），或相反1、接口、通道及其功能I／O通道：101、接口、通道及其功能I／O通道：功能：

實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量之間的信號(hào)方便、可靠、高效率的變換信號(hào)的輸入通路。信號(hào)的輸出通路。1、接口、通道及其功能I／O通道：信號(hào)的輸入通路。11I／O通道：給計(jì)算機(jī)提供被控對(duì)象的各種物理參數(shù)的通道稱為信號(hào)的輸入通路。傳輸計(jì)算機(jī)控制命令作用于被控對(duì)象的通道稱為信號(hào)的輸出通路。1、接口、通道及其功能I／O通道：1、接口、通道及其功能12I／O通道：?jiǎn)涡盘?hào)輸入通道：高電壓大電流低電壓小電流頻率信號(hào)開關(guān)信號(hào)多信號(hào)輸入通道1、接口、通道及其功能I／O通道：1、接口、通道及其功能132、I／O信號(hào)的種類2、I／O信號(hào)的種類142、I／O信號(hào)的種類CPU外部設(shè)備數(shù)據(jù)狀態(tài)控制外部設(shè)備與CPU之間交換信息，通常有三類信息數(shù)據(jù)信息狀態(tài)信息控制信息數(shù)字量模擬量開關(guān)量2、I／O信號(hào)的種類CPU外部設(shè)備數(shù)據(jù)狀態(tài)控制外部設(shè)備與CP152、I／O信號(hào)的種類

數(shù)據(jù)信息：微機(jī)中，數(shù)據(jù)通常為8位或16位數(shù)字量:

由鍵盤、光電輸入機(jī)、卡片機(jī)等讀入的信息，一般是以二進(jìn)制形式表示的數(shù)或以ASCII碼表示的數(shù)或字符。模擬量:

現(xiàn)場(chǎng)信息經(jīng)過傳感器把非電量轉(zhuǎn)換成的電量以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)所能接受的控制量。開關(guān)量:

只有開和關(guān)兩個(gè)狀態(tài)，用一位二進(jìn)制數(shù)來表示脈沖量：脈沖列，其頻率和個(gè)數(shù)可表示物理量2、I／O信號(hào)的種類數(shù)據(jù)信息：微機(jī)中，數(shù)據(jù)通常為8位或1162、I／O信號(hào)的種類

狀態(tài)信息：狀態(tài)信息也稱握手信息、應(yīng)答信息，它是反應(yīng)外部設(shè)備的狀態(tài)。是cpu和外設(shè)之間交換信息的聯(lián)絡(luò)信號(hào)Eg：cpureadycpubusy2、I／O信號(hào)的種類狀態(tài)信息：172、I／O信號(hào)的種類控制信息：用來控制I／O裝置的啟動(dòng)或停止，信息流入或流出，端口尋址信號(hào)等信息，它是由CPU發(fā)送給外部設(shè)備的控制信號(hào)

2、I／O信號(hào)的種類控制信息：182、I／O信號(hào)的種類為保證信息的正確傳送，I／O接口往往開辟三個(gè)不同的端口來傳送數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息。2、I／O信號(hào)的種類193、cpu與外設(shè)的通信方式3、cpu與外設(shè)的通信方式203、cpu與外設(shè)的通信方式

并行通信：串行通信：把一個(gè)字符的各數(shù)位用幾條線同時(shí)進(jìn)行傳輸速度快，協(xié)調(diào)，異步傳輸。成本高，復(fù)雜

數(shù)據(jù)按位進(jìn)行傳送的

串行通信全雙工方式半雙工方式同步通信異步通信計(jì)算機(jī)與外部交換信息叫做通信（communication）3、cpu與外設(shè)的通信方式

并行通信：21發(fā)送A接收數(shù)據(jù)應(yīng)答數(shù)據(jù)應(yīng)答接收B發(fā)送全雙工方式:數(shù)據(jù)信息能沿相反兩個(gè)方向傳送。

接口與外圍設(shè)備間有2條數(shù)據(jù)傳輸線優(yōu)點(diǎn)：同時(shí)收發(fā)，傳輸效率高缺點(diǎn)：線多。

發(fā)送數(shù)據(jù)接收全雙工方式:數(shù)據(jù)信息能沿相反兩個(gè)方向傳送。接口22發(fā)送AK1K2B

接收接收發(fā)送半雙工方式:數(shù)據(jù)信息可沿?cái)?shù)據(jù)傳輸線的兩個(gè)方向傳送，但同一時(shí)刻只能沿一個(gè)方向傳送。

接口與外圍設(shè)備間有1條數(shù)據(jù)傳輸線優(yōu)點(diǎn)：傳輸效率稍低缺點(diǎn)：省一根傳輸線

發(fā)送AK1K223SYNSYN控制字符控制字符數(shù)據(jù)字符...SYN同步通信：在一組字符前后加同步字符，標(biāo)志一組數(shù)據(jù)塊的開始與結(jié)束，接收裝置接收到同步字符而開始接收數(shù)據(jù)，直到接收后同步字符，一幀數(shù)據(jù)接收結(jié)束。

優(yōu)點(diǎn)：比異步傳輸效率稍高。缺點(diǎn)：若數(shù)據(jù)有一位錯(cuò)，就必須重傳整塊數(shù)據(jù)，且控制比較復(fù)雜SYNSYN控制字符控制字符數(shù)據(jù)字符...SYN同24異步通信：要傳送的字符代碼前加一起始位，以示該字符代碼開始，在字符代碼后面加一停止位，以示該字符代碼結(jié)束。起始位：1跳變0開始傳輸異步通信：要傳送的字符代碼前加一起始位，以示該字符代碼開始，25優(yōu)點(diǎn)：如果有錯(cuò)，只需重發(fā)一個(gè)字符，控制簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：開銷大，效率低，速度慢。。由于這種方式的字符發(fā)送是相互獨(dú)立的故稱為異步方式是計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中常用的、最簡(jiǎn)單的傳輸方式優(yōu)點(diǎn)：如果有錯(cuò)，只需重發(fā)一個(gè)字符，由于這種方式的字符發(fā)送是相26第二節(jié)IO控制方式控制方式原因：cpu與外設(shè)種類、功能、工作速度差異定義：為了使外設(shè)在cpu控制下有機(jī)、協(xié)調(diào)、可靠、高效率的工作，采取的cpu控制外設(shè)的策略

cpu采用分時(shí)控制第二節(jié)IO控制方式控制方式27基本控制方式程序控制方式:無條件、查詢式中斷控制方式直接存取DMA方式有的系統(tǒng)可同時(shí)采用2到3種控制方式基本控制方式程序控制方式:無條件、查詢式有的系統(tǒng)可同時(shí)采28指CPU和外圍設(shè)備間信息傳送實(shí)在程序控制下進(jìn)行的。分類：無條件傳送方式查詢式傳送方式（條件傳送方式）1、程序控制方式

指CPU和外圍設(shè)備間信息傳送實(shí)在程序控制下進(jìn)行的。1、程序控29定義：當(dāng)外設(shè)已準(zhǔn)備就緒，不必查詢外設(shè)的狀態(tài)而進(jìn)行信息傳輸，這就稱為無條件傳送。適用范圍：只適用于簡(jiǎn)單的外設(shè)，eg：開關(guān)和LED數(shù)碼段顯示器等

無條件傳送方式這種情況下，外設(shè)總是處于就緒狀態(tài)定義：無條件傳送方式這種情況下，外設(shè)總是處于就緒狀態(tài)301、程序控制方式

直接使用三態(tài)緩沖器與數(shù)據(jù)總線相連無條件傳送方式端口譯碼，選中端口M/IO為0與外設(shè)傳輸數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)流向數(shù)據(jù)流向讀入需要緩沖器寫需要鎖存器1、程序控制方式

直接使用三態(tài)緩沖器與數(shù)據(jù)總線相連無條件傳送31RD讀信號(hào)引腳（輸出），低電平有效，執(zhí)行一個(gè)對(duì)內(nèi)存或I/O端口的讀操作，到底是讀取內(nèi)存中的單元數(shù)據(jù)還是I/O端口中的數(shù)據(jù)，取決于M/IO信號(hào)WR寫信號(hào)（輸出），低電平有效，對(duì)存儲(chǔ)器或I/O寫操作，具體哪種操作取決于M/IO信號(hào)M/IO存儲(chǔ)器/輸入/輸出控制信號(hào)（輸出）若此信號(hào)為高電平，表示CPU和存儲(chǔ)器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；若為低電平，表示CPU和輸入輸出設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。RD讀信號(hào)引腳（輸出），低電平有效，執(zhí)行一個(gè)對(duì)內(nèi)存或I/O32有條件傳送方式——查詢傳送方式CPU通過執(zhí)行程序不斷讀取并測(cè)試外設(shè)狀態(tài)，如果輸入外設(shè)處于已準(zhǔn)備好狀態(tài)或輸出外設(shè)為空閑狀態(tài)時(shí)，則CPU執(zhí)行傳送信息指令。查詢傳送方式的接口電路應(yīng)包括：傳送數(shù)據(jù)端口及傳送狀態(tài)端口。狀態(tài)：由開關(guān)量0、1表示多個(gè)外設(shè)：逐一查詢、逐一服務(wù)有條件傳送方式——查詢傳送方式CPU通過執(zhí)行程序不斷讀取并33鎖存器，就是把當(dāng)前的狀態(tài)鎖存起來，使CPU送出的數(shù)據(jù)在接口電路的輸出端保持一段時(shí)間鎖存后狀態(tài)不再發(fā)生變化，直到解除鎖定。緩沖器，它分輸入緩沖器和輸出緩沖器兩種。前者的作用是將外設(shè)送來的數(shù)據(jù)暫時(shí)存放，以便處理器將它取走；后者的作用是用來暫時(shí)存放處理器送往外設(shè)的數(shù)據(jù)鎖存器，就是把當(dāng)前的狀態(tài)鎖存起來，使CPU送出的數(shù)據(jù)在接口電34查詢式輸出接口電路查詢式輸出接口電路35端口譯碼≥1≥1輸入緩沖器輸出鎖存器數(shù)據(jù)總線M/≥1三態(tài)緩沖器數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸出外設(shè)狀態(tài)CPU不斷讀入并測(cè)試狀態(tài)口的狀態(tài)，只有當(dāng)狀態(tài)口的信號(hào)為“1”時(shí)，CPU才發(fā)出輸入輸出指令，此時(shí)M/才為低電平，譯碼器才開始工作。地址總線端≥1≥1輸入緩沖器輸出鎖存器數(shù)據(jù)總線M/≥1三態(tài)緩沖器數(shù)據(jù)36MPU是MicroProcessorUnit的所寫微處理器。早期甚至多達(dá)7、8顆，但目前大多合并成2顆，一般稱作北橋（NorthBridge，是主板芯片組中起主導(dǎo)作用的最重要的組成部分，也稱為主橋）芯片和南橋（SouthBridge，南橋芯片負(fù)責(zé)I/O總線之間的通信)芯片，在計(jì)算機(jī)中起到轉(zhuǎn)接橋的作用，轉(zhuǎn)接數(shù)據(jù).（轉(zhuǎn)自百科）CPU是英語“CentralProcessingUnit”的縮寫，是計(jì)算機(jī)的大腦，起到運(yùn)算數(shù)據(jù)的作用，而CPU的指令調(diào)用、數(shù)據(jù)傳輸、各個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)都需要CPU通過MPU轉(zhuǎn)接控制才能完成MPU是MicroProcessorUnit的所寫微處37播放flv播放flv38查詢傳送方式優(yōu)點(diǎn)：傳送可靠、接口簡(jiǎn)單、不占用中斷傳輸線、程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單缺點(diǎn)Cpu需不斷讀取、檢測(cè)狀態(tài)，費(fèi)時(shí)間、效率低適用于多個(gè)按一定規(guī)律工作的生產(chǎn)、機(jī)械過程查詢傳送方式優(yōu)點(diǎn)：適用于多個(gè)按一定規(guī)律工作的生產(chǎn)、機(jī)械過程39查詢傳送方式實(shí)時(shí)響應(yīng)所有外圍設(shè)備的服務(wù)時(shí)間的總和必須小于或等于任一外圍設(shè)備的最短響應(yīng)時(shí)間（也稱危險(xiǎn)時(shí)間）∑各外設(shè)的服務(wù)時(shí)間≤任一外設(shè)的最短響應(yīng)時(shí)間最短響應(yīng)時(shí)間：設(shè)備相鄰2次請(qǐng)求服務(wù)的最短間隔時(shí)間

不能丟失任何一個(gè)任務(wù)?。。。?！查詢傳送方式實(shí)時(shí)響應(yīng)所有外圍設(shè)備的服務(wù)時(shí)間的總和必須小于或等402、中斷控制I/O方式為了更好地滿足實(shí)時(shí)性的要求，通常采用中斷控制I/O方式。這樣CPU不必花大量時(shí)間去查詢各設(shè)備的狀態(tài)位，而是當(dāng)外設(shè)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，CPU才響應(yīng)。停止當(dāng)前的工作，去執(zhí)行外圍設(shè)備的服務(wù)程序。該中斷服務(wù)程序處理完后回到剛才的執(zhí)行點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行先前未完成的程序。沒有中斷請(qǐng)求時(shí)，CPU運(yùn)行主程序。計(jì)控系統(tǒng)一般采用外部中斷方式。即通過I/O接口硬件向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)。2、中斷控制I/O方式為了更好地滿足實(shí)時(shí)性的要求，通常采用中41圖6-3中斷方式原理圖圖6-3中斷方式原理圖42圖6-8中斷服務(wù)子程序圖6-8中斷服務(wù)子程序432、中斷控制I/O方式定義：當(dāng)外圍設(shè)備需要請(qǐng)求服務(wù)時(shí)，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，CPU響應(yīng)外圍設(shè)備中斷，停止執(zhí)行當(dāng)前程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行一個(gè)外圍設(shè)備的服務(wù)程序。中斷處理完畢，CPU又返回來執(zhí)行原來的程序。分類：外部中斷、內(nèi)部中斷2、中斷控制I/O方式定義：當(dāng)外圍設(shè)備需要請(qǐng)求服務(wù)時(shí)，向C442、中斷控制I/O方式外部中斷：通過I／O接口硬件向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，從而引起一個(gè)中斷處理過程。8086有兩個(gè)中斷引腳：NMI和INTR。NMI是非屏蔽中斷，不受中斷允許標(biāo)志IF控制的，只要收到信號(hào)立即響應(yīng)中斷服務(wù)程序。一般用來處理設(shè)備的中斷故障。INTR為可屏蔽中斷，只有當(dāng)IF＝1時(shí)才相應(yīng)中斷服務(wù)程序。2、中斷控制I/O方式外部中斷：452、中斷控制I/O方式多重中斷處理時(shí)必須解決以下四個(gè)問題保存現(xiàn)場(chǎng)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)在中斷服務(wù)程序開始設(shè)置保存現(xiàn)場(chǎng)、中斷返回前恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。（軟件編程可解決，保存/恢復(fù)指令）

保存和恢復(fù)通用寄存器的內(nèi)容正確判斷中斷源要能正確地找到申請(qǐng)中斷的外圍設(shè)備的中斷服務(wù)程序入口地址，且能跳轉(zhuǎn)到這個(gè)入口。

（硬件為基礎(chǔ)解決—中斷向量表；軟件查詢）2、中斷控制I/O方式多重中斷處理時(shí)必須解決以下四個(gè)問題462、中斷控制I/O方式實(shí)時(shí)響應(yīng)對(duì)于每個(gè)外圍設(shè)備的中斷請(qǐng)求，CPU都能接受到并在最短響應(yīng)時(shí)間內(nèi)給予服務(wù)。按優(yōu)先權(quán)順序處理優(yōu)先權(quán)順序：多個(gè)外圍設(shè)備同時(shí)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，應(yīng)能按輕重緩急設(shè)定中斷順序，逐個(gè)進(jìn)行處理。優(yōu)先級(jí)高的中斷源可中斷優(yōu)先級(jí)低的中斷多重中斷處理時(shí)必須解決以下四個(gè)問題2、中斷控制I/O方式實(shí)時(shí)響應(yīng)多重中斷處理時(shí)必須解決以下四個(gè)47輸入輸出接口技術(shù)和輸入輸出通道課件48小結(jié)

多重中斷處理時(shí)必須解決的四個(gè)問題

保存現(xiàn)場(chǎng)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。正確判斷中斷源。實(shí)時(shí)響應(yīng)。按優(yōu)先權(quán)順序處理。小結(jié)

多重中斷處理時(shí)必須解決的四個(gè)問題保存現(xiàn)場(chǎng)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。49測(cè)驗(yàn)設(shè)置接口通道的原因？（5點(diǎn)）IO信號(hào)的種類？簡(jiǎn)述CPU與外界的通信方式，優(yōu)缺點(diǎn)IO基本控制方式有哪3種？測(cè)驗(yàn)設(shè)置接口通道的原因？（5點(diǎn)）502、中斷控制I/O方式A、中斷優(yōu)先級(jí)問題的解決軟件查詢方式雛菊鏈法專用硬件方式2、中斷控制I/O方式A、中斷優(yōu)先級(jí)問題的解決軟件查詢方式512、中斷控制I/O方式1）軟件查詢方式：想讓誰先誰就先接口硬件電路包括三部分：中斷寄存器、中斷申請(qǐng)電路和并行I／O接口

存放中斷請(qǐng)求信息中斷申請(qǐng)電路外圍設(shè)備優(yōu)先順序由查詢序列中它所處的位置決定2、中斷控制I/O方式1）軟件查詢方式：想讓誰先誰就先存放中52只需有簡(jiǎn)單的硬件電路，如將A、B、C三臺(tái)設(shè)備的中斷請(qǐng)求信號(hào)“或”后作為系統(tǒng)INTR，A、B、C三臺(tái)設(shè)備中只要至少有一臺(tái)設(shè)備提出中斷請(qǐng)求，都可以向CPU發(fā)中斷請(qǐng)求。進(jìn)入中斷服務(wù)子程序后，再用軟件查詢的方式分別對(duì)不同的設(shè)備的服務(wù)查詢程序的設(shè)計(jì)思想同查詢式，查詢的前后順序就給出了設(shè)備的優(yōu)先級(jí)圖6-5軟件查詢方式只需有簡(jiǎn)單的硬件電路，如將A、B、C三臺(tái)設(shè)備的中斷請(qǐng)求信號(hào)“53軟件查詢中斷控制程序

PUSHAX因?yàn)樵诓樵兂绦蛑幸玫紸X寄存器，因DVC1:INAL,STAT1要保存它原來的內(nèi)容TESTAL,20HJZDVC2CALLCCS1JMPDVANDDVC2:INAL,STAT2TESTAL,20HJZDVC3CALLCCS2JMPDVANDDVC3:INAL,STAT3TESTAL,20HJMPDVANDCALLCCS3DVEND:POPAXIRET外圍設(shè)備中斷的優(yōu)先權(quán)由所處查詢序列中的位置決定。軟件查詢中斷控制程序PUSH542、中斷控制I/O方式2）雛菊鏈法（硬件方法）雛菊鏈法：在每個(gè)外圍設(shè)備的接口上連接一個(gè)邏輯電路，邏輯電路構(gòu)成雛菊鏈控制中斷回答信號(hào)的通路雛菊鏈?zhǔn)侵袛嗷卮鹦盘?hào)的控制通路。雛菊鏈法:所有I/O模塊共享一根共同的中斷請(qǐng)求線.當(dāng)CPU檢測(cè)到中斷請(qǐng)求信號(hào),則發(fā)出中斷確認(rèn)信號(hào).中斷確認(rèn)信號(hào)依次在I/O模塊間傳遞,直到發(fā)出請(qǐng)求的模塊,該模塊則把它的ID送往數(shù)據(jù)線由CPU讀取

2、中斷控制I/O方式2）雛菊鏈法（硬件方法）雛菊鏈法:55CPU及總線控制邏輯INTR設(shè)備·1接口雛菊鏈邏輯電路1中斷應(yīng)答11中斷請(qǐng)求設(shè)備·2接口雛菊鏈邏輯電路中斷應(yīng)答中斷請(qǐng)求…在雛菊鏈電路中如果某級(jí)設(shè)備發(fā)出中斷請(qǐng)求，則截獲該選通信號(hào)，從而使自己的中斷請(qǐng)求得到響應(yīng)。并且使后面的設(shè)備無法再獲得該選通信號(hào)。該設(shè)備截獲選通信號(hào)后則撤銷自己的中斷請(qǐng)求，然后發(fā)一個(gè)中斷類型號(hào)，使CPU找到正確的中斷程序入口。如果該設(shè)備沒有提出請(qǐng)求，則該選通信號(hào)會(huì)繼續(xù)往后傳遞。當(dāng)有幾個(gè)設(shè)備同時(shí)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，最接近CPU的設(shè)備先得到響應(yīng)，優(yōu)先級(jí)最高。中斷允許信號(hào)0CPU及INTR設(shè)備·1接口1中斷11中斷請(qǐng)求設(shè)備·2接口中56基本設(shè)計(jì)思想：將所有的設(shè)備連成一條鏈，靠近CPU的設(shè)備優(yōu)先級(jí)最高，越遠(yuǎn)的設(shè)備優(yōu)先級(jí)別越低，則發(fā)出中斷響應(yīng)信號(hào)，若級(jí)別高的設(shè)備發(fā)出了中斷請(qǐng)求，在它接到中斷響應(yīng)信號(hào)的同時(shí)，封鎖其后的較低級(jí)設(shè)備使得它們的中斷請(qǐng)求不能響應(yīng)，只有等它的中斷服務(wù)結(jié)束以后才開放，允許為低級(jí)的設(shè)備服務(wù)。基本設(shè)計(jì)思想：將所有的設(shè)備連成一條鏈，靠近CPU的設(shè)備優(yōu)先級(jí)57若兩個(gè)設(shè)備同時(shí)發(fā)出中斷申請(qǐng)，會(huì)怎樣？？接近CPU的得到中斷響應(yīng)，后面得不到響應(yīng)的設(shè)備一直保持中斷請(qǐng)求。中斷結(jié)束后才會(huì)響應(yīng)下個(gè)中斷若兩個(gè)設(shè)備同時(shí)發(fā)出中斷申請(qǐng)，會(huì)怎樣？？58專用硬件方式采用“中斷控制器”進(jìn)行優(yōu)先級(jí)管理。如：采用可編程中斷控制器8259A。

1片8259A可以管理8級(jí)中斷源。效率高，使用靈活方便。

專用硬件方式采用“中斷控制器”進(jìn)行優(yōu)先級(jí)管理。59圖6-7中斷控制器的系統(tǒng)連接圖6-7中斷控制器的系統(tǒng)連接60有了中斷控制器以后，CPU的INTR和引腳不再與接口直接相連，而是與中斷控制器相連外設(shè)的中斷請(qǐng)求信號(hào)通過IR0～I(xiàn)R7進(jìn)入中斷控制器，經(jīng)優(yōu)先級(jí)管理邏輯確認(rèn)為級(jí)別最高的那個(gè)請(qǐng)求的類型號(hào)會(huì)經(jīng)過中斷類型寄存器在當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器的某位上置1，并向CPU發(fā)INTR請(qǐng)求，CPU發(fā)出信號(hào)后，中斷控制器將中斷類型碼送出。在整個(gè)過程中，優(yōu)先級(jí)較低的中斷請(qǐng)求都受到阻塞，直到較高級(jí)的中斷服務(wù)完畢之后，當(dāng)前服務(wù)寄存器的對(duì)應(yīng)位清0，較低級(jí)的中斷請(qǐng)求才有可能被響應(yīng)有了中斷控制器以后，CPU的INTR和引腳不再與接口直接相連61實(shí)時(shí)響應(yīng)的條件采用中斷控制I/O方式時(shí)，當(dāng)外設(shè)沒有提出中斷請(qǐng)求時(shí)，CPU運(yùn)行主程序。僅當(dāng)外設(shè)提出中斷請(qǐng)求時(shí)才臨時(shí)中斷主程序去為外設(shè)服務(wù)。因此這種方式可以較好得解決CPU與外設(shè)在速度上差別很大的問題，協(xié)調(diào)二者的工作，效率較高。為了更好地滿足實(shí)時(shí)性的要求，可以根據(jù)外設(shè)最短響應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短恰當(dāng)?shù)匕才艃?yōu)先級(jí)順序。為了滿足實(shí)時(shí)性的要求還有一些必須滿足的條件實(shí)時(shí)響應(yīng)的條件采用中斷控制I/O方式時(shí)，當(dāng)外設(shè)沒有提出中斷請(qǐng)62假設(shè)采用軟件查詢的中斷控制方式，現(xiàn)在我們有n個(gè)中斷方式控制的外設(shè)。把他們按照最短響應(yīng)時(shí)間從小到大的順序排列。各外設(shè)的實(shí)際服務(wù)時(shí)間為S1，S2,….Si,….Sn。設(shè)其中第i個(gè)設(shè)備的服務(wù)時(shí)間最長(zhǎng)。最短響應(yīng)時(shí)間是C1,C2,C3,…,Cn即Si＝Smax。最壞的一種情況是，當(dāng)?shù)趇個(gè)設(shè)備剛剛進(jìn)入服務(wù)程序時(shí)，其他所有的設(shè)備都提出中斷請(qǐng)求。假設(shè)不允許中斷嵌套，那么系統(tǒng)必須為第i個(gè)設(shè)備服務(wù)完后才能依次從第1個(gè)設(shè)備開始為其余設(shè)備服務(wù)。要滿足實(shí)時(shí)性要求，必須在各設(shè)備的最短響應(yīng)時(shí)間內(nèi)使他們都得到服務(wù)，則最短響應(yīng)時(shí)間必須滿足下列條件：在允許中斷嵌套時(shí)，優(yōu)先權(quán)較高的設(shè)備的實(shí)時(shí)響應(yīng)要求較容易滿足。但是若優(yōu)先權(quán)高的外設(shè)以過高的頻率中斷優(yōu)先權(quán)低的外設(shè)服務(wù)程序的話，則優(yōu)先權(quán)低的外設(shè)的中斷請(qǐng)求能否得到實(shí)時(shí)響應(yīng)還要具體分析，所以必須合理安排中斷優(yōu)先權(quán)假設(shè)采用軟件查詢的中斷控制方式，現(xiàn)在我們有n個(gè)中斷方式控制的633、直接存儲(chǔ)器存取方式——DMA中斷控制方式雖然與程序控制方式相比較效率要高一點(diǎn)。但是對(duì)于一些要求高速傳遞數(shù)據(jù)的場(chǎng)合仍然不實(shí)用。原因：中斷控制方式中無論是進(jìn)入中斷服務(wù)程序前還是中斷返回時(shí)都要進(jìn)行大量的準(zhǔn)備工作（保存斷點(diǎn)，狀態(tài)信息；恢復(fù)斷點(diǎn)，狀態(tài)信息）；而且在中斷控制方式中數(shù)據(jù)的傳遞仍然是通過CPU執(zhí)行輸入輸出指令實(shí)現(xiàn)的，效率相對(duì)來說不是很高。3、直接存儲(chǔ)器存取方式——DMA中斷控制方式雖然與程序控制方643、直接存取DMA方式DirectMemoryAccess不經(jīng)過CPU，在內(nèi)存的不同區(qū)域之間，或者在內(nèi)存與外設(shè)端口之間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的方式，可以大大提高信息的傳送速度用硬件的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞，速度快需要增加硬件——DMAC直接存儲(chǔ)器存取控制器3、直接存取DMA方式DirectMemoryAcces653、直接存取DMA方式DMA方式傳送的主要步驟①外設(shè)準(zhǔn)備就緒時(shí)，向DMA控制器發(fā)DMA請(qǐng)求，DMA控制器接到此信號(hào)后，向CPU發(fā)DMA請(qǐng)求；②CPU接到HOLD請(qǐng)求后，如果條件允許（一個(gè)總線操作結(jié)束），則發(fā)出HLDA信號(hào)作為響應(yīng)，同時(shí)，放棄對(duì)總線的控制；③DMA控制器取得總線控制權(quán)后，往地址總線發(fā)送地址信號(hào)，每傳送1個(gè)字節(jié)，就會(huì)自動(dòng)修改地址寄存器的內(nèi)容，以指向下一個(gè)要傳送的字節(jié)；④每傳送一個(gè)字節(jié)，字節(jié)計(jì)數(shù)器的值減1，當(dāng)減到0時(shí)，DMA過程結(jié)束；⑤DMA控制器向CPU發(fā)結(jié)束信號(hào)，將總線控制權(quán)交回CPU?？偩€權(quán)利的交換3、直接存取DMA方式DMA方式傳送的主要步驟總線權(quán)利的交換663、直接存取DMA方式3、直接存取DMA方式673、直接存取DMA方式DMAC暫時(shí)占用數(shù)據(jù)總線，地址總線和控制總線。CPU的HOLD引腳接受DMAC的總線請(qǐng)求，HLDA引腳發(fā)送總線請(qǐng)求的允許信號(hào)。均為高電平有效。DMA傳送控制方式，解決了在內(nèi)存的不同區(qū)域之間，或者內(nèi)存與外設(shè)之間大量數(shù)據(jù)的快速傳送問題代價(jià)是需要增加專門的硬件控制電路，3、直接存取DMA方式DMAC暫時(shí)占用數(shù)據(jù)總線，地址總線和控68DMA控制方式DMA控制方式：是一種成塊傳送數(shù)據(jù)的方式。8237A的數(shù)據(jù)傳送速率可達(dá)1.6M字節(jié)/s；8257A的數(shù)據(jù)傳送速率可達(dá)1．25M字節(jié)/s。DMA控制方式DMA控制方式：是一種成塊傳送數(shù)據(jù)的方式。8269本章學(xué)習(xí)目的:解決微型計(jì)算機(jī)和外部的連接問題，使計(jì)算機(jī)和外部構(gòu)成一個(gè)整體，能正確、可靠、高效率的交換信息，這是設(shè)計(jì)一個(gè)微機(jī)控制系統(tǒng)必須解決的基本問題本章學(xué)習(xí)目的:解決微型計(jì)算機(jī)和外部的連接問題，使計(jì)算機(jī)和外部70主要內(nèi)容概述：接口、通道、IO信號(hào)種類、通信方式IO控制方式：程序控制、中斷控制、直接存取IO接口設(shè)計(jì)DA、AD轉(zhuǎn)換器抗干擾措施主要內(nèi)容概述：接口、通道、IO信號(hào)種類、通信方式71第一節(jié)概述輸入輸出接口技術(shù)——研究微處理器和外部設(shè)備之間信息交換的技術(shù)輸入輸出接口——簡(jiǎn)稱“接口”第一節(jié)概述輸入輸出接口技術(shù)——721、接口通道及功能1、接口通道及功能73門電路&與非門或門≥1=11異或非門電路&與非門或門≥1=11異或非74：是CPU與“外部世界”的連接電路，負(fù)責(zé)“中轉(zhuǎn)”各種信息。“接口”定義：是CPU與“外部世界”的連接電路，負(fù)責(zé)“中轉(zhuǎn)”各種信息?！?51、接口、通道及其功能I／O接口電路定義：是主機(jī)和圍設(shè)備之間交換信息的連接部件。使主機(jī)和外設(shè)能夠協(xié)調(diào)工作，有效地完成信息交換。設(shè)置原因：解決主機(jī)cpu和外圍設(shè)備之間的問題1、接口、通道及其功能I／O接口電路761、接口、通道及其功能設(shè)置原因：1、時(shí)序配合和通信聯(lián)絡(luò)問題cpu快、外設(shè)速度不定，因此異步工作2、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換匹配問題cpu并行，外設(shè)不定、串行；速率、電平匹配3、負(fù)載能力和外設(shè)端口選擇、cpu超載，可靠性降低，多外設(shè)數(shù)據(jù)混亂4、端口可編程功能（單口復(fù)用）5、傳輸錯(cuò)誤檢測(cè)功能（奇偶校驗(yàn)、冗余校驗(yàn)）1、接口、通道及其功能設(shè)置原因：77接口組成：數(shù)據(jù)鎖存器緩沖器狀態(tài)寄存器中斷控制電路接口組成：數(shù)據(jù)鎖存器781、接口、通道及其功能I／O通道：定義：也稱為過程通道。它是計(jì)算機(jī)和控制對(duì)象之間信息傳送和變換的連接通道設(shè)置原因：cpu只能處理數(shù)字量，必需有通道將被控對(duì)象采集的量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量（開關(guān)量），或相反1、接口、通道及其功能I／O通道：791、接口、通道及其功能I／O通道：功能：

實(shí)現(xiàn)模擬量與數(shù)字量之間的信號(hào)方便、可靠、高效率的變換信號(hào)的輸入通路。信號(hào)的輸出通路。1、接口、通道及其功能I／O通道：信號(hào)的輸入通路。80I／O通道：給計(jì)算機(jī)提供被控對(duì)象的各種物理參數(shù)的通道稱為信號(hào)的輸入通路。傳輸計(jì)算機(jī)控制命令作用于被控對(duì)象的通道稱為信號(hào)的輸出通路。1、接口、通道及其功能I／O通道：1、接口、通道及其功能81I／O通道：?jiǎn)涡盘?hào)輸入通道：高電壓大電流低電壓小電流頻率信號(hào)開關(guān)信號(hào)多信號(hào)輸入通道1、接口、通道及其功能I／O通道：1、接口、通道及其功能822、I／O信號(hào)的種類2、I／O信號(hào)的種類832、I／O信號(hào)的種類CPU外部設(shè)備數(shù)據(jù)狀態(tài)控制外部設(shè)備與CPU之間交換信息，通常有三類信息數(shù)據(jù)信息狀態(tài)信息控制信息數(shù)字量模擬量開關(guān)量2、I／O信號(hào)的種類CPU外部設(shè)備數(shù)據(jù)狀態(tài)控制外部設(shè)備與CP842、I／O信號(hào)的種類

數(shù)據(jù)信息：微機(jī)中，數(shù)據(jù)通常為8位或16位數(shù)字量:

由鍵盤、光電輸入機(jī)、卡片機(jī)等讀入的信息，一般是以二進(jìn)制形式表示的數(shù)或以ASCII碼表示的數(shù)或字符。模擬量:

現(xiàn)場(chǎng)信息經(jīng)過傳感器把非電量轉(zhuǎn)換成的電量以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)所能接受的控制量。開關(guān)量:

只有開和關(guān)兩個(gè)狀態(tài)，用一位二進(jìn)制數(shù)來表示脈沖量：脈沖列，其頻率和個(gè)數(shù)可表示物理量2、I／O信號(hào)的種類數(shù)據(jù)信息：微機(jī)中，數(shù)據(jù)通常為8位或1852、I／O信號(hào)的種類

狀態(tài)信息：狀態(tài)信息也稱握手信息、應(yīng)答信息，它是反應(yīng)外部設(shè)備的狀態(tài)。是cpu和外設(shè)之間交換信息的聯(lián)絡(luò)信號(hào)Eg：cpureadycpubusy2、I／O信號(hào)的種類狀態(tài)信息：862、I／O信號(hào)的種類控制信息：用來控制I／O裝置的啟動(dòng)或停止，信息流入或流出，端口尋址信號(hào)等信息，它是由CPU發(fā)送給外部設(shè)備的控制信號(hào)

2、I／O信號(hào)的種類控制信息：872、I／O信號(hào)的種類為保證信息的正確傳送，I／O接口往往開辟三個(gè)不同的端口來傳送數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息。2、I／O信號(hào)的種類883、cpu與外設(shè)的通信方式3、cpu與外設(shè)的通信方式893、cpu與外設(shè)的通信方式

并行通信：串行通信：把一個(gè)字符的各數(shù)位用幾條線同時(shí)進(jìn)行傳輸速度快，協(xié)調(diào)，異步傳輸。成本高，復(fù)雜

數(shù)據(jù)按位進(jìn)行傳送的

串行通信全雙工方式半雙工方式同步通信異步通信計(jì)算機(jī)與外部交換信息叫做通信（communication）3、cpu與外設(shè)的通信方式

并行通信：90發(fā)送A接收數(shù)據(jù)應(yīng)答數(shù)據(jù)應(yīng)答接收B發(fā)送全雙工方式:數(shù)據(jù)信息能沿相反兩個(gè)方向傳送。

接口與外圍設(shè)備間有2條數(shù)據(jù)傳輸線優(yōu)點(diǎn)：同時(shí)收發(fā)，傳輸效率高缺點(diǎn)：線多。

發(fā)送數(shù)據(jù)接收全雙工方式:數(shù)據(jù)信息能沿相反兩個(gè)方向傳送。接口91發(fā)送AK1K2B

接收接收發(fā)送半雙工方式:數(shù)據(jù)信息可沿?cái)?shù)據(jù)傳輸線的兩個(gè)方向傳送，但同一時(shí)刻只能沿一個(gè)方向傳送。

接口與外圍設(shè)備間有1條數(shù)據(jù)傳輸線優(yōu)點(diǎn)：傳輸效率稍低缺點(diǎn)：省一根傳輸線

發(fā)送AK1K292SYNSYN控制字符控制字符數(shù)據(jù)字符...SYN同步通信：在一組字符前后加同步字符，標(biāo)志一組數(shù)據(jù)塊的開始與結(jié)束，接收裝置接收到同步字符而開始接收數(shù)據(jù)，直到接收后同步字符，一幀數(shù)據(jù)接收結(jié)束。

優(yōu)點(diǎn)：比異步傳輸效率稍高。缺點(diǎn)：若數(shù)據(jù)有一位錯(cuò)，就必須重傳整塊數(shù)據(jù)，且控制比較復(fù)雜SYNSYN控制字符控制字符數(shù)據(jù)字符...SYN同93異步通信：要傳送的字符代碼前加一起始位，以示該字符代碼開始，在字符代碼后面加一停止位，以示該字符代碼結(jié)束。起始位：1跳變0開始傳輸異步通信：要傳送的字符代碼前加一起始位，以示該字符代碼開始，94優(yōu)點(diǎn)：如果有錯(cuò)，只需重發(fā)一個(gè)字符，控制簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：開銷大，效率低，速度慢。。由于這種方式的字符發(fā)送是相互獨(dú)立的故稱為異步方式是計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中常用的、最簡(jiǎn)單的傳輸方式優(yōu)點(diǎn)：如果有錯(cuò)，只需重發(fā)一個(gè)字符，由于這種方式的字符發(fā)送是相95第二節(jié)IO控制方式控制方式原因：cpu與外設(shè)種類、功能、工作速度差異定義：為了使外設(shè)在cpu控制下有機(jī)、協(xié)調(diào)、可靠、高效率的工作，采取的cpu控制外設(shè)的策略

cpu采用分時(shí)控制第二節(jié)IO控制方式控制方式96基本控制方式程序控制方式:無條件、查詢式中斷控制方式直接存取DMA方式有的系統(tǒng)可同時(shí)采用2到3種控制方式基本控制方式程序控制方式:無條件、查詢式有的系統(tǒng)可同時(shí)采97指CPU和外圍設(shè)備間信息傳送實(shí)在程序控制下進(jìn)行的。分類：無條件傳送方式查詢式傳送方式（條件傳送方式）1、程序控制方式

指CPU和外圍設(shè)備間信息傳送實(shí)在程序控制下進(jìn)行的。1、程序控98定義：當(dāng)外設(shè)已準(zhǔn)備就緒，不必查詢外設(shè)的狀態(tài)而進(jìn)行信息傳輸，這就稱為無條件傳送。適用范圍：只適用于簡(jiǎn)單的外設(shè)，eg：開關(guān)和LED數(shù)碼段顯示器等

無條件傳送方式這種情況下，外設(shè)總是處于就緒狀態(tài)定義：無條件傳送方式這種情況下，外設(shè)總是處于就緒狀態(tài)991、程序控制方式

直接使用三態(tài)緩沖器與數(shù)據(jù)總線相連無條件傳送方式端口譯碼，選中端口M/IO為0與外設(shè)傳輸數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)流向數(shù)據(jù)流向讀入需要緩沖器寫需要鎖存器1、程序控制方式

直接使用三態(tài)緩沖器與數(shù)據(jù)總線相連無條件傳送100RD讀信號(hào)引腳（輸出），低電平有效，執(zhí)行一個(gè)對(duì)內(nèi)存或I/O端口的讀操作，到底是讀取內(nèi)存中的單元數(shù)據(jù)還是I/O端口中的數(shù)據(jù)，取決于M/IO信號(hào)WR寫信號(hào)（輸出），低電平有效，對(duì)存儲(chǔ)器或I/O寫操作，具體哪種操作取決于M/IO信號(hào)M/IO存儲(chǔ)器/輸入/輸出控制信號(hào)（輸出）若此信號(hào)為高電平，表示CPU和存儲(chǔ)器之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；若為低電平，表示CPU和輸入輸出設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。RD讀信號(hào)引腳（輸出），低電平有效，執(zhí)行一個(gè)對(duì)內(nèi)存或I/O101有條件傳送方式——查詢傳送方式CPU通過執(zhí)行程序不斷讀取并測(cè)試外設(shè)狀態(tài)，如果輸入外設(shè)處于已準(zhǔn)備好狀態(tài)或輸出外設(shè)為空閑狀態(tài)時(shí)，則CPU執(zhí)行傳送信息指令。查詢傳送方式的接口電路應(yīng)包括：傳送數(shù)據(jù)端口及傳送狀態(tài)端口。狀態(tài)：由開關(guān)量0、1表示多個(gè)外設(shè)：逐一查詢、逐一服務(wù)有條件傳送方式——查詢傳送方式CPU通過執(zhí)行程序不斷讀取并102鎖存器，就是把當(dāng)前的狀態(tài)鎖存起來，使CPU送出的數(shù)據(jù)在接口電路的輸出端保持一段時(shí)間鎖存后狀態(tài)不再發(fā)生變化，直到解除鎖定。緩沖器，它分輸入緩沖器和輸出緩沖器兩種。前者的作用是將外設(shè)送來的數(shù)據(jù)暫時(shí)存放，以便處理器將它取走；后者的作用是用來暫時(shí)存放處理器送往外設(shè)的數(shù)據(jù)鎖存器，就是把當(dāng)前的狀態(tài)鎖存起來，使CPU送出的數(shù)據(jù)在接口電103查詢式輸出接口電路查詢式輸出接口電路104端口譯碼≥1≥1輸入緩沖器輸出鎖存器數(shù)據(jù)總線M/≥1三態(tài)緩沖器數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸出外設(shè)狀態(tài)CPU不斷讀入并測(cè)試狀態(tài)口的狀態(tài)，只有當(dāng)狀態(tài)口的信號(hào)為“1”時(shí)，CPU才發(fā)出輸入輸出指令，此時(shí)M/才為低電平，譯碼器才開始工作。地址總線端≥1≥1輸入緩沖器輸出鎖存器數(shù)據(jù)總線M/≥1三態(tài)緩沖器數(shù)據(jù)105MPU是MicroProcessorUnit的所寫微處理器。早期甚至多達(dá)7、8顆，但目前大多合并成2顆，一般稱作北橋（NorthBridge，是主板芯片組中起主導(dǎo)作用的最重要的組成部分，也稱為主橋）芯片和南橋（SouthBridge，南橋芯片負(fù)責(zé)I/O總線之間的通信)芯片，在計(jì)算機(jī)中起到轉(zhuǎn)接橋的作用，轉(zhuǎn)接數(shù)據(jù).（轉(zhuǎn)自百科）CPU是英語“CentralProcessingUnit”的縮寫，是計(jì)算機(jī)的大腦，起到運(yùn)算數(shù)據(jù)的作用，而CPU的指令調(diào)用、數(shù)據(jù)傳輸、各個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)都需要CPU通過MPU轉(zhuǎn)接控制才能完成MPU是MicroProcessorUnit的所寫微處106播放flv播放flv107查詢傳送方式優(yōu)點(diǎn)：傳送可靠、接口簡(jiǎn)單、不占用中斷傳輸線、程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單缺點(diǎn)Cpu需不斷讀取、檢測(cè)狀態(tài)，費(fèi)時(shí)間、效率低適用于多個(gè)按一定規(guī)律工作的生產(chǎn)、機(jī)械過程查詢傳送方式優(yōu)點(diǎn)：適用于多個(gè)按一定規(guī)律工作的生產(chǎn)、機(jī)械過程108查詢傳送方式實(shí)時(shí)響應(yīng)所有外圍設(shè)備的服務(wù)時(shí)間的總和必須小于或等于任一外圍設(shè)備的最短響應(yīng)時(shí)間（也稱危險(xiǎn)時(shí)間）∑各外設(shè)的服務(wù)時(shí)間≤任一外設(shè)的最短響應(yīng)時(shí)間最短響應(yīng)時(shí)間：設(shè)備相鄰2次請(qǐng)求服務(wù)的最短間隔時(shí)間

不能丟失任何一個(gè)任務(wù)！?。。。〔樵儌魉头绞綄?shí)時(shí)響應(yīng)所有外圍設(shè)備的服務(wù)時(shí)間的總和必須小于或等1092、中斷控制I/O方式為了更好地滿足實(shí)時(shí)性的要求，通常采用中斷控制I/O方式。這樣CPU不必花大量時(shí)間去查詢各設(shè)備的狀態(tài)位，而是當(dāng)外設(shè)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，CPU才響應(yīng)。停止當(dāng)前的工作，去執(zhí)行外圍設(shè)備的服務(wù)程序。該中斷服務(wù)程序處理完后回到剛才的執(zhí)行點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行先前未完成的程序。沒有中斷請(qǐng)求時(shí)，CPU運(yùn)行主程序。計(jì)控系統(tǒng)一般采用外部中斷方式。即通過I/O接口硬件向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)。2、中斷控制I/O方式為了更好地滿足實(shí)時(shí)性的要求，通常采用中110圖6-3中斷方式原理圖圖6-3中斷方式原理圖111圖6-8中斷服務(wù)子程序圖6-8中斷服務(wù)子程序1122、中斷控制I/O方式定義：當(dāng)外圍設(shè)備需要請(qǐng)求服務(wù)時(shí)，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求，CPU響應(yīng)外圍設(shè)備中斷，停止執(zhí)行當(dāng)前程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行一個(gè)外圍設(shè)備的服務(wù)程序。中斷處理完畢，CPU又返回來執(zhí)行原來的程序。分類：外部中斷、內(nèi)部中斷2、中斷控制I/O方式定義：當(dāng)外圍設(shè)備需要請(qǐng)求服務(wù)時(shí)，向C1132、中斷控制I/O方式外部中斷：通過I／O接口硬件向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，從而引起一個(gè)中斷處理過程。8086有兩個(gè)中斷引腳：NMI和INTR。NMI是非屏蔽中斷，不受中斷允許標(biāo)志IF控制的，只要收到信號(hào)立即響應(yīng)中斷服務(wù)程序。一般用來處理設(shè)備的中斷故障。INTR為可屏蔽中斷，只有當(dāng)IF＝1時(shí)才相應(yīng)中斷服務(wù)程序。2、中斷控制I/O方式外部中斷：1142、中斷控制I/O方式多重中斷處理時(shí)必須解決以下四個(gè)問題保存現(xiàn)場(chǎng)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)在中斷服務(wù)程序開始設(shè)置保存現(xiàn)場(chǎng)、中斷返回前恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。（軟件編程可解決，保存/恢復(fù)指令）

保存和恢復(fù)通用寄存器的內(nèi)容正確判斷中斷源要能正確地找到申請(qǐng)中斷的外圍設(shè)備的中斷服務(wù)程序入口地址，且能跳轉(zhuǎn)到這個(gè)入口。

（硬件為基礎(chǔ)解決—中斷向量表；軟件查詢）2、中斷控制I/O方式多重中斷處理時(shí)必須解決以下四個(gè)問題1152、中斷控制I/O方式實(shí)時(shí)響應(yīng)對(duì)于每個(gè)外圍設(shè)備的中斷請(qǐng)求，CPU都能接受到并在最短響應(yīng)時(shí)間內(nèi)給予服務(wù)。按優(yōu)先權(quán)順序處理優(yōu)先權(quán)順序：多個(gè)外圍設(shè)備同時(shí)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，應(yīng)能按輕重緩急設(shè)定中斷順序，逐個(gè)進(jìn)行處理。優(yōu)先級(jí)高的中斷源可中斷優(yōu)先級(jí)低的中斷多重中斷處理時(shí)必須解決以下四個(gè)問題2、中斷控制I/O方式實(shí)時(shí)響應(yīng)多重中斷處理時(shí)必須解決以下四個(gè)116輸入輸出接口技術(shù)和輸入輸出通道課件117小結(jié)

多重中斷處理時(shí)必須解決的四個(gè)問題

保存現(xiàn)場(chǎng)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。正確判斷中斷源。實(shí)時(shí)響應(yīng)。按優(yōu)先權(quán)順序處理。小結(jié)

多重中斷處理時(shí)必須解決的四個(gè)問題保存現(xiàn)場(chǎng)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)。118測(cè)驗(yàn)設(shè)置接口通道的原因？（5點(diǎn)）IO信號(hào)的種類？簡(jiǎn)述CPU與外界的通信方式，優(yōu)缺點(diǎn)IO基本控制方式有哪3種？測(cè)驗(yàn)設(shè)置接口通道的原因？（5點(diǎn)）1192、中斷控制I/O方式A、中斷優(yōu)先級(jí)問題的解決軟件查詢方式雛菊鏈法專用硬件方式2、中斷控制I/O方式A、中斷優(yōu)先級(jí)問題的解決軟件查詢方式1202、中斷控制I/O方式1）軟件查詢方式：想讓誰先誰就先接口硬件電路包括三部分：中斷寄存器、中斷申請(qǐng)電路和并行I／O接口

存放中斷請(qǐng)求信息中斷申請(qǐng)電路外圍設(shè)備優(yōu)先順序由查詢序列中它所處的位置決定2、中斷控制I/O方式1）軟件查詢方式：想讓誰先誰就先存放中121只需有簡(jiǎn)單的硬件電路，如將A、B、C三臺(tái)設(shè)備的中斷請(qǐng)求信號(hào)“或”后作為系統(tǒng)INTR，A、B、C三臺(tái)設(shè)備中只要至少有一臺(tái)設(shè)備提出中斷請(qǐng)求，都可以向CPU發(fā)中斷請(qǐng)求。進(jìn)入中斷服務(wù)子程序后，再用軟件查詢的方式分別對(duì)不同的設(shè)備的服務(wù)查詢程序的設(shè)計(jì)思想同查詢式，查詢的前后順序就給出了設(shè)備的優(yōu)先級(jí)圖6-5軟件查詢方式只需有簡(jiǎn)單的硬件電路，如將A、B、C三臺(tái)設(shè)備的中斷請(qǐng)求信號(hào)“122軟件查詢中斷控制程序

PUSHAX因?yàn)樵诓樵兂绦蛑幸玫紸X寄存器，因DVC1:INAL,STAT1要保存它原來的內(nèi)容TESTAL,20HJZDVC2CALLCCS1JMPDVANDDVC2:INAL,STAT2TESTAL,20HJZDVC3CALLCCS2JMPDVANDDVC3:INAL,STAT3TESTAL,20HJMPDVANDCALLCCS3DVEND:POPAXIRET外圍設(shè)備中斷的優(yōu)先權(quán)由所處查詢序列中的位置決定。軟件查詢中斷控制程序PUSH1232、中斷控制I/O方式2）雛菊鏈法（硬件方法）雛菊鏈法：在每個(gè)外圍設(shè)備的接口上連接一個(gè)邏輯電路，邏輯電路構(gòu)成雛菊鏈控制中斷回答信號(hào)的通路雛菊鏈?zhǔn)侵袛嗷卮鹦盘?hào)的控制通路。雛菊鏈法:所有I/O模塊共享一根共同的中斷請(qǐng)求線.當(dāng)CPU檢測(cè)到中斷請(qǐng)求信號(hào),則發(fā)出中斷確認(rèn)信號(hào).中斷確認(rèn)信號(hào)依次在I/O模塊間傳遞,直到發(fā)出請(qǐng)求的模塊,該模塊則把它的ID送往數(shù)據(jù)線由CPU讀取

2、中斷控制I/O方式2）雛菊鏈法（硬件方法）雛菊鏈法:124CPU及總線控制邏輯INTR設(shè)備·1接口雛菊鏈邏輯電路1中斷應(yīng)答11中斷請(qǐng)求設(shè)備·2接口雛菊鏈邏輯電路中斷應(yīng)答中斷請(qǐng)求…在雛菊鏈電路中如果某級(jí)設(shè)備發(fā)出中斷請(qǐng)求，則截獲該選通信號(hào)，從而使自己的中斷請(qǐng)求得到響應(yīng)。并且使后面的設(shè)備無法再獲得該選通信號(hào)。該設(shè)備截獲選通信號(hào)后則撤銷自己的中斷請(qǐng)求，然后發(fā)一個(gè)中斷類型號(hào)，使CPU找到正確的中斷程序入口。如果該設(shè)備沒有提出請(qǐng)求，則該選通信號(hào)會(huì)繼續(xù)往后傳遞。當(dāng)有幾個(gè)設(shè)備同時(shí)提出中斷請(qǐng)求時(shí)，最接近CPU的設(shè)備先得到響應(yīng)，優(yōu)先級(jí)最高。中斷允許信號(hào)0CPU及INTR設(shè)備·1接口1中斷11中斷請(qǐng)求設(shè)備·2接口中125基本設(shè)計(jì)思想：將所有的設(shè)備連成一條鏈，靠近CPU的設(shè)備優(yōu)先級(jí)最高，越遠(yuǎn)的設(shè)備優(yōu)先級(jí)別越低，則發(fā)出中斷響應(yīng)信號(hào)，若級(jí)別高的設(shè)備發(fā)出了中斷請(qǐng)求，在它接到中斷響應(yīng)信號(hào)的同時(shí)，封鎖其后的較低級(jí)設(shè)備使得它們的中斷請(qǐng)求不能響應(yīng)，只有等它的中斷服務(wù)結(jié)束以后才開放，允許為低級(jí)的設(shè)備服務(wù)。基本設(shè)計(jì)思想：將所有的設(shè)備連成一條鏈，靠近CPU的設(shè)備優(yōu)先級(jí)126若兩個(gè)設(shè)備同時(shí)發(fā)出中斷申請(qǐng)，會(huì)怎樣？？接近CPU的得到中斷響應(yīng)，后面得不到響應(yīng)的設(shè)備一直保持中斷請(qǐng)求。中斷結(jié)束后才會(huì)響應(yīng)下個(gè)中斷若兩個(gè)設(shè)備同時(shí)發(fā)出中斷申請(qǐng)，會(huì)怎樣？？127專用硬件方式采用“中斷控制器”進(jìn)行優(yōu)先級(jí)管理。如：采用可編程中斷控制器8259A。