输入输出简单接口.ppt

第6章 输入/输出,6.1概 述,RAM ROM,I/O 接口 电路,I/O 设备,CPU,245,373,DB,AB,CB,系 统 总 线,MN/MX,输入、输出： 微计算机与外设之间的信息交换，即与外设之间的通讯。,常见I/O设备： 键盘、显示器、鼠标、打印机、磁盘驱动器、光驱、声卡、移动硬盘等。,CPU直接和内存进行数据的读、写，处于同步工作状态。而CPU与I/O设备处于异步工作状态。,I/O操作: CPU不能直接对I/O设备进行读写操作，只能直接寻址I/O接口电路的寄存器，间接访问或控制I/O设备。,第6章 输入/输出,常见I/O设备：,外存设备,磁记录：硬盘、软盘,光记录：CD、CDR、CDRW、DVD、,电记录：移动电子盘(U盘),第6章 输入/输出,6.1概 述,CPU与I/O之间的接口信号 ：,CPU与接口间的信号为AB、DB、CB，送口地址，传送数据，读写I/O接口。,第6章 输入/输出,6.1概 述,CPU与I/O接口间的信号传输,第6章 输入/输出,6.1概 述,I/O端口的寻址方式,两种I/O接口寻址方式： 独立的I/O寻址方式(独立编址)，存贮器映象I/O寻址方式(统一编址)。,独立的I/O寻址方式 :,(1)专门的I/O指令进行寻地址,使用I/O读写控制信号,(2)端口地址不占用存贮器地址。,16根地址线64K I/O寻址空间,IN AL，PORT IN AL，DX OUT PORT，AX OUT DX，AX,A0A19,A0A1,存储器映像的外设寻址:,（1）I/O端口与存贮器共用同一地址空间,（2）I/O与存贮器操作指令相同,读写控制信号相同,A0A19,补充: 1、P204 I/O接口的端口地址译码 直接译码（图6-4）、间接译码（图6-6） 2、P206 80X86 PC机的系统总线 总线宽度、外频 PC XT总线（8位）、ISA总线（16位，图6-8）、PCI总线（32/64位，图6-7） 3、输入输出接口卡 ,对PS进一步译码(图6-12) 注意: PS已包含了IOR、IOW,第6章 输入/输出,第6章 输入/输出,6.2简单的输入/输出接口芯片,接口电路中为实现信号放大、隔离锁存，与系统总线的信号、时序相适应等功能，常用数据缓冲器、收发器和锁存器。 74系列器件是中小规模数字集成电路。从功能和速度上分为如下几类。 74XXX 标准TTL 74LXXX 低功耗TTL 74SXXX 肖特基型TTL 74LSXXX 低功耗肖特基型TTL 74ALSXXX 高性能型TTL 74FXXX 高速性TTL 同编号（XXX）其逻辑功能完全一样。,触发器/锁存器 ：数据输出时用，CPU控制将数据锁存并输出（CLK脚：地址信号+IOW信号），74LS273 三态缓冲器：数据输入时用， CPU控制数据的读入（1G、2G：地址信号+IOR信号），74LS244 三态缓冲寄存器：数据输出、输入时都可用，两个受控端，74LS373 数据收发器74LS245，三态缓冲，增强总线驱动能力，数据可双向传送,第6章 输入/输出,6.2简单的输入/输出接口芯片,第6章 输入/输出,6.2简单的输入/输出接口芯片,缓冲器 74LS244,三态驱动、8位缓冲、驱动器。,8输入端：1A11A4 、2A12A4 8输出端：1Y11Y4 、2Y12Y4,2个控制端：,第6章 输入/输出,6.2简单的输入/输出接口芯片,数据收发器 74LS245,三态驱动、8位双向缓冲、驱动器。,边 8输入、出端：A1A8 边 8输入、出端：B1B8,三态输出控制,数据收发方向控制,第6章 输入/输出,6.3 数据传送的控制方式,四 种传方式：程序控制传送方式、中断传送方式、直接存贮器存取（）方式、专用处理机输入输出方式 。,程序控制传送方式,这种方式用程序来控制主机与外设之间的数据传输。 一、无条件传送方式,输入,地址译码器,D07,I/O输入数据,A0A15,244,第6章 输入/输出,6.3 数据传送的控制方式,四 种传方式：程序控制传送方式、中断传送方式、直接存贮器存取（）方式、专用处理机输入输出方式 。,程序控制传送方式,这种方式用程序来控制主机与外设之间的数据传输。 一、无条件传送方式,输入要缓冲 输出要锁存,输出,锁存器,地址译码器,D07,I/O输出数据,A0A15,373,G,第6章 输入/输出,6.3 数据传送的控制方式,程序控制传送方式,二、查询传送方式,必须提供两种端口 数据口数据的传送 状态口外设的工作状态,数据口的端口地址DATA_PORT 状态端口的端口地址STATUS_PORT,锁存器,地址译码器,D07,输出数据,A0A15,373,7,状态数据,244,DATA_PORT,STATUS_PORT,G,TEST1： IN AL，STATUS_PORT TEST AL，80H JZ TEST1 OUT DATA_PORT,AL,第6章 输入/输出,6.3 数据传送的控制方式,中断传送方式,一种在发生了一个外部的事件时调用相应的处理程序(或称服务程序)的过程,特点： )与外设并行工作。 ) 外部设备数据准备就绪之后才发生的。 ) 充分发挥的效能。,8086的中断过程： )建立中断类型码 )把标志寄存器FR、CS和IP的当前内容依顺序压入堆栈。 )清除IF和TF标志。 )把存贮单元4N的内容放入IP，把4N2的内容放入。执行中断服务程序。,第6章 输入/输出,6.3 数据传送的控制方式,直接存贮器存取（）传送方式,中断传送方式中的地址处理现场保护在大块的数据传送过程中其效率也很低。DMA方式不需要CPU干预及软件介入，CPU启动后整个传送过程由DMA控制器直接完成。,第6章 输入/输出,6.3 数据传送的控制方式,第6章 输入/输出,6.3 数据传送的控制方式,三种基本操作方式,第6章 输入/输出,6.3 数据传送的控制方式,三种基本操作方式,1）单字节传送每个DMA过程只能传送一个字节， 2）成组传送每一个DMA过成完成一数据的传送，整个传送过程中不能停止。 3）请求传送方式是一种成组传送，但每传送一个字节都查询外设的DREQ信号。传送过程中可以强制停止。,第6章 输入/输出,6.3 数据传送的控制方式,I/O处理机方式,通道结构的I/O处理机(IOP)（如86系列中的8089IOP） 专用处理机（如网卡、显卡上的处理机） 外围处理机(PPU) 通用机（如双CPU服务器） 功能： 数据转换、数据搜索、数据格式转换、检错纠错、编码/译码，打包/解包,第6章 输入/输出,6.3 芯片应用举例,设计一接口电路,构成16个发光管流水灯,口地址85H86H。画出电路原理图，编一驱动程序使发光管从上到