文档介绍：第八章基本的I/O接口(22学时)
第二节中断系统(6学时)
现代计算机接口技术
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第一节接口技术(4学时)
知识概述
第三节 DMA系统(4学时)
第四节计数/定时器(2学时)
第五节并行接口(2学时)
第六节串行接口(4学时)
第七节微机接口芯片组介绍
第八章
接口:CPU与外设间的中间电路。接口的分类如
下图所示:
接口分类
基本接口:8259,8237,8254
通用接口:8255,8251
专用接口:键盘接口,显示器接口
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第一节接口技术(4学时)
接口设计涉及到两个基本问题:
一是CPU如何寻址I/O设备,实现多个I/O设备的识别;
二是CPU如何与I/O设备连接,进行数据、状态和控制
信号的交换。
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接口技术的基本概念
一、I/O接口的主要功能
1. I/O设备选择功能;
2. 对输入/输出数据进行缓冲、隔离和锁存;
3. 对信号的形式和数据的格式进行变换;
4. 与CPU和I/O设备进行联络;
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二、I/O接口的典型结构
。
1)端口:接口电路中的寄存器。
2)接口中一般设有数据口、状态口、控制口。
3)对于数据口,在I/O设备输入时,保存I/O设备输入的数据;在I/O设备输出时,保存向I/O设备输出的数据。有些数据寄存器同时支持输入/输出,那是因为其内部具有输入和输出两个寄存器,但共用—个端口地址,随读写控制的不同分别访问其中的输入或输出奇存器。
4)通过数据总线,CPU从状态口中读取当前的状态,,也可向控制口写入命令,以控制I/O设备的工作。
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2. 外部特性
接口引脚根据其连接的对象又分为面向CPU一侧的信号和面向外设一侧的信号。对于面向CPU一侧的信号,一般都引出了数据线、地址线和控制线。
因为I/O接口是连接CPU系统和外设的桥梁,所以对其外部特性的掌握是实现I/O接口物理连接的基础,是接口是技术的一个重点。
3. 接口的可编程性
1)“可编程”的:是指接口芯片的功能和工作方式可通过程序设定。
2)初始化程序:对接口芯片功能和工作方式等的定义,是通过向一些寄存器写入相应的信息来完成的,这样的写入程序一般称为接口芯片的初始化程序。
3)对可编程寄存器的掌握是学习接口技术的另一个重点。
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三、I/O接口的编址方法
1. I/O接口的统一编址
统一编址方式也称为存储器映象I/O寻址方式。即每一个端口占一个存储单元地址。
1)这种编址方法的优点是:
(1)不需要专门的I/O指令;
(2)端口寻址方式也就是内存的寻址方式,有利于I/O程序的设计。
2)缺点是:
( 1)I/O端口占用一部分存储器的地址空间;
( 2)在程序中不容易区分哪些指令是访问存储器、哪些指令是访问外设,所以程序不易阅读。
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2. I/O接口的独立编址
独立编址方式,就是将存储器和I/O端口建立两个完全独立的地址空间。CPU使用专门的控制信号来区分是对存储器访问还是对I/O端口进行访问。这些控制信号的产生,是由指令来控制。
1)这种方法的优点是:
(1)由于使用了专门的I/O指令,所以程序清晰易读;
(2)又因为I/O接口的地址空间独立且—般小于存储器的存储空间,所以其不占用存储器的存储空间,且地址译码电路相对简单。
2)其缺点是:
(1)访问端口的指令没有访问存储器的指令丰富。
(2) CPU需设置专门的控制信号,区分存储器与端口访问。
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输入/输出传送方式
一、程序方式
指用输入、输出指令,来控制信息传送的方式。
1. 无条件输入/输出
CPU与外设交换信息时,如果输入/输出的时刻,都可以保证外设总是处于“准备好”状态,则可以直接利用输入/输出指令进行信息的输入/输出操作。。
假设,地址译码器的译码为380H,我们可用指令:
MOV DX,380H
IN AL,DX
把外设的数据输入到AL寄存器。
同样,我们可用指令:
MOV DX,380H
OUT DX,AL
把AL的值输出外设。
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2. 条件输入/输出方式
输入/。
、。
例如,假设从某输入设备上输入一组数据送缓冲区,,若缓冲区已满则输出一组信息“BOFFER OVER