第一章 微型计算机和外设的传输.ppt

第一章微型计算机和外设的传输 第一节接口的定义一 接口是一组电路 存储器接口 存储器 I O接口 I O设备 CPU 数据 地址 控制总线 二 接口的基本功能 对数据传送的控制 具体为 锁存 隔离 驱动 变换 连络 定时 等作用 三 并行接口 串口行接 CPU 接口 外设 CPU 接口 外设 并行 串行 速度快 成本高适合近距离 速度慢 成本低适合长距离 并口 串口 四 接口电路基本结构 CPU I O设备 译码 数据端口 状态端口 控制端口 DB AB CB 一个典型的I O接口 数据口 输入 输出 双向状态口 只能由CPU读入 控制口 只能由CPU写出 每个口由译码电路分配一个唯一的地址 五 I O端口的寻址方式 1 I O统一编址 存储器影像寻址 2 I O端口单独寻址 专门I O指令 64K端口地址 六 I O端口地址译码方法独立编址时 一般用地址线的高位部分和控制信号 如RD WR M IO 进行组合 译码 产生I O接口电路的片选信号 CS 用地址线的低位部分直接连到I O接口芯片实现端口的选择 1 逻辑门电路译码 适用口地址单一或固定的 2 译码器译码 适用电路需多个口地址 3 比较器译码 适合口地址可变的 4 可编程逻辑器件PLD 适用口地址保密 可变灵活 如PAL GAL O O O O O O A9A8A7 A3A2 A1A0 AENIOW LS30 LS20 LS32 门电路译码 ABC G2AG2BG1 O O A5A6A7 A8A9 AEN IOW Y0Y1Y2Y3Y4 Y5 8237825982538255 写NMI屏蔽寄存器 写DMA页面寄存器 O O 74LS138 译码器译码 0 0 0 1 0 1 1 0 1 第三节CPU与外设数据传送的方式 一 CPU与外设交换的数据信息从广义上来讲包括数据信息 状态信息 控制信息 这三者都用IN和OUT指令来传送的 只不过是分别送入不同的部件 起不同的作用 数据信息 数字量 开关量 模拟量 状态信息 BUSY READY等 反映外设的状态 控制信息 CPU发出的命令如读写等 二 CPU与外设数据传送的三种方式无条件传送中断方式程序方式查询方式 条件传送 存储器直接存取方式 DMA方式 1 无条件传送在该方式中 外设总被任为已处于准备就绪和准备接收状态 程序不必查验外设的状态当需要与之交换数据时 直接执行输入输出指令 就开始接收和发送数据 例1 无条件输入 O O O O O 5V K 与非 与非 或 D0 A0 A7 A8 A15 IOR 三态缓冲器 MOVDX 0FFF7HINAL DXTESTAL 01JZ D0 0K闭合 D0 1K打开 A2 A3 A4 O 例2无条件输出 D0 D7 A0 A7 A8 A15 IOW O O O O 5V 5V D0 D7 CP O0 O7 74LS273 8D触发器锁存功能 锁存 输出 MOVAL 81HMOVDX 0000HOUTDX AL 无条件传送方式 简单接口 三态缓冲器 地址译码器 O O O O 地址总线 M IO RD 去CPU 数据 来自外设 输入加三态缓冲器 锁存器 地址译码器 O O O O 数据总线 数据 来自CPU 地址总线 M IO WR 到外设去 输出加锁存器 2 查询方式 条件传送 查询方式输入过程的流程图 开始 初始化 数据是否准备好 输入一个字节到CPU 数据处理并送内存缓冲区 操作完成否 处理缓冲区数据 否 是 是 否 后续处理 1 2 1 CPU从接口 状态口 中读取状态字 2 CPU检测状态字 满足条件 CPU从数据口输入 输出 数据 3 不满足条件 CPU重新读取状态字 3 输入数据查外设是否 准备就绪 输出数据时查外设是否处于 忙 或 空闲 外设 74273 D0 D7 D0 IOR A0 A7 A8 A15 IOW O 74244 CP D0 D7 O0 O7 BUSY O 8位缓冲 总线驱动器 8位D锁存器CP负脉冲输出上升沿锁存 状态 数据 CPU向外设输出数据 先查状态BUSY BUSY 0外设忙 不能输出数据 只有BUSY 1时 才能由数据口输出数据 MOVDX 00FFHA1 INAL DXANDAL 01HJZA1MOVAL BLOUTDX AL A组控制 B组控制 端口C 上半部 端口C下半部 端口B O O O 数据总线缓冲器 读 写控制逻辑 端口A 数据总线 D0 D7 RDWRA0A1 RESET CS PA0 PA7 PC4 PC7 PC0 PC3 PB0 PB7 CPU接口 外设接口 内部逻辑 一 8255A内部结构及引线 内部数据总线 二 8255的编程 1 8255的方式字 写入A1 A0 11 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 PC3 PC01 输入0 输出 B口1 输入0 输出 B组工作方式0 方式01 方式1 PC7 PC41 输入0 输出 A口1 输入0 输出 A组工作方式00 方式001 方式11 方式2 D7 1特征位 B组 A组 2 C口的置位 复位字 写入A1A0 11 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1 置位0 复位 C口选择 000 PC0001 PC1010 PC2011 PC3100 PC4101 PC5110 PC6111 PC7 任选 可1可0 D7 0 特征位 方式0 基本I O方式 查询时 任选C口做连络信号 方式1 选通I O方式 可查询或中断 固定C口做连络信号 方式2 双向I O方式 只用于A口 PC3 PC7做连络信号 5 方式4 软件触发选通 WR OUT N 3 3210 GATE 1软件