课件：IO端口地址译码技术.pps

第二章 I/O端口地址译码技术,I/O端口及其编址方式 I/O端口地址分配 I/O端口地址译码 GAL器件在I/O端口地址译码中的应用,I/O端口,端口：接口电路中能被CPU直接访问的寄存器的地址。,分类： 数据端口 状态端口 命令端口,I/O端口地址: 接口的基地址 + 端口编号。,*访问设备实际上是访问相关的端口*。,I/O端口的编址方式,统一编址 独立编址,连接方式近似于存储器的连接 端口的访问与存储器的操作不同,统一编址,端口 = 存储单元,接口 = 存储器芯片,连接方式与访问形式与存储器的操作统一,统一编址(续),这种方式的优点是： （1）CPU对外设的操作可使用全部的存储器操作指令，故指令多，使用方便。如可以对外设中的数据（存于外设的寄存器中）进行算术和逻辑运算，进行循环或移位等。 （2）内存和外设的地址分布图是同一个。 （3）不需要专门的输入输出指令以及区分是存储器还是I/O操作的控制信号。 缺点是： 外设占用了内存单元，使内存容量减小。,独立编址,I/O端口地址空间与存储器地址空间相互独立。,独立编址(续),这种方式的优点是： （1）MEM地址空间不受I/O端口地址空间影响； （2）端口数量不多，占用地址线少，地址译码简单，速度较快； （3）访问端口和MEM和指令有明显区别,便于理解和检查。 缺点是： （1）专用I/O指令增加指令系统复杂性； （2）I/O指令有限，程序设计灵活性较差； （3）要求处理器提供MEMR/MEMW和IOR/IOW两组控制信号，增加了控制逻辑的复杂性。,端口地址的寻址方式,I/O端口支持直接寻址和间接寻址方式。 直接寻址是使用一字节立即数寻址，端口寻址范围为00HFFH共256个。 间接寻址是使用DX寄存器间接给出I/O端口地址，可寻址的范围是0000HFFFFH共64K个端口。,格式：IN、OUT。 结果：以直接或间接寻址的方式完成I/O端口和AX、AL之间的数据传送。,端口访问指令,块I/O指令*自学,格式：INSB/W/D、OUTSB/W/D。 参数：用DX指定I/O端口地址，输入/输出时的目的/ 源RAM地址用ES:DI(EDI)/DS:SI(ESI)指定。 EFLAG寄存器中DF位来决定地址加和减。 结果：通过前缀REP在I/O端口和连续的存储器空间 之间传送数据。,I/O接口硬件分类,系统板上I/O芯片和I/O扩展槽接口卡。,I/O端口地址分配 PC系列I/O地址线有16根，对应64K空间； I/O端口译码只使用了A0-A9，共1024个端口； 地址范围为0000H03FFH。,*不同的微机系统对I/O端口地址的分配不同。,I/O端口的地址分配,系统板端口地址： 0000H 00FFH，即A8=A9=0，共256个端口。,PC/AT系统析上接口芯片的端口地址,扩展槽上接口控制卡的端口地址,值得注意的端口地址 0300H 031FH 一般用于开发实验中,I/O端口地址选用的原则,避免地址冲突,凡是被系统配置所占用了的地址一律不用 避免使用计算机厂家申明的保留地址 采用地址开关，以避免和其他用户开发的接口卡发生地址冲突,I/O端口地址译码,固定式译码,所谓固定是指接口中用到的端口地址不能更改,接口中只有一个端口时可采用门电路构成。,接口中有多个端口时一般采用译码器电路构成，常见的译码器有74LS138、74LS154等。,工作条件：,G1=1，G2A=G2B=0。,工作原理：,将复合的输入信号变为枚举的输出信号,固定式译码电路示例,单端口地址译码电路P15 多端口地址译码电路P16 a) 划分地址段 b) 书写译码逻辑表达式 c) 设计逻辑电路 3) 地址与电路的分析 控制信号不参与地址值的表示,真值表,逻辑表达式,74LS138真值表,如何区别访问I/O还是MEM?,74LS138在系统板端口译码中的应用,(1)使用比较器+地址开关方法,P07Q07，P=1，即输出高电平。,P07 Q07，P=0，即输出低电平。,比较器和地址开关产生一个信号参与片选。,可选式端口地址译码,(2)使用异或门+地址开关方法,用异或门代替比较器和地址开关比较。如用3片74LS136代替74LS688。,逻辑： 3=12；6=45； 8=910；11=1213；,连线： 异或门的输入端分别接地址线和开关线。,片选：各异或门的输出“或”的结果。,可选式端口地址译码(续),?,思考题,300H 301H 302H 303H 304H 305H 306H 307H,思考题答案,Y0,Y7,A,B,C,G1,15,14,13,12,11,10,9,7,1,2,3,4,5,6,74LS138,_,_,_,_,_,AEN,001FH 405FH 809FH _ 10011FH _ _ _,思考题,A9A0共10根线参与地址译码，请将上图的空填对。,思考题答案,按图上的连接方法，写出译码输出端Y1对应的地址。,思考题,12000H13FFFH 52000H53FFFH 22000H23FFFH 62000H63FFFH 32000H33FFFH 72000H73FFFH,思考题答案,A19A18A17A16A15A14A13 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1,按图上的连接方法，该接口芯片一共有几个端口？每个端口的地址分别是多少？,思考题,思考题答案,接口的地址是：D0 或 D4 (由于A2没有参与译码) 端口的序号是：00 03 实际的端口单元地址是：接口地址 + 端口序号,采用GAL器件译码,P18,第一个接口电路示例,根据开关状态在7段数码管上显示数字或符号 设输出接口的地址为F0H 设输入接口地址为F1H 当开关的状态分别为00001111时，在7段数码管上对应显示0F,74LS373,74LS273 不具备数据的控制能力 74LS373 具有对数据的控制能力,常用锁存器芯片,七段显示器,F0H = 0000 0000 1111 0000 F1H = 0000 0000 1111 0001,电路示例,GO: MOV DX, 0F1H IN AL, DX AND AL, 0FH MOV SI, AX MOV AL, BX+SI