微机原理与接口技术 第六章1.ppt

1,第六章微机接口技术概述第一节接口技术的基本概念一、接口的概念和功能二、接口电路的典型结构第二节I/O端口的编址和译码一、I/O端口的编址方式二、8088的输入/输出指令和时序三、I/O端口的译码第三节CPU与外设间的数据传送方式一、无条件传送方式二、条件传送方式三、中断传送方式四、DMA传送方式第四节接口技术的现状与发展趋势一、接口技术的现状二、接口技术的发展趋势第五节接口的设计与分析一、基本方法二、注意事项,2,3,1.假设(AL)=73H,(DX)=21CH,(端口21CH)=95H,执行MOVDX,21CH,作业:6-3,6-6,6-10,INAL,DX,(1)根据8088CPU在最小模式下的I/O、存储器读/写时序，,描述执行IN指令时8088CPU有关引脚的具体变化过程。,(2)根据IBMPC/XT总线的I/O读、写周期时序，,描述执行IN指令时，IBMPC/XT总线上有关引脚的具体过程,如果执行的是MOVDX,21CH,OUTDX,AL,有关引脚的具体变化过程?,4,编写程序，采用无条件传送方式，从端口256h,读入100h个字节数据,3.某I/O接口的状态寄存器D0位存放外设BUSY的,状态,其地址为2A3h,D0=1表示外设忙;该接口的数据寄存器的地址为,2A1h。编写程序，,用查询方式将data为首地址的100个内存单元内容,从该I/O接口输出。,5,复习：,P212P224,P236P239（第二版）,预习：,P223P236,P239P247（第二版）,6,7,8,1、接口和接口技术,9,10,外设是用来实现人机交互的一些机电设备。外设处理信息的类型、速度、通信方式与CPU不匹配,不能直接挂在总线上，必须通过接口和系统相连,2、为什么要用接口电路？,11,二、接口电路的典型结构,从编程角度看，接口内部主要包括一个或多个CPU可以进行读/写操作的寄存器，又称为I/O端口。各I/O端口由端口地址区分。,12,按存放信息的不同，I/O端口可分为三种类型数据端口：用于存放CPU与外设间传送的数据信息状态端口：用于暂存外设的状态信息控制端口：用于存放CPU对外设或接口的控制信息，控制外设或接口的工作方式。,10010101(状态端口),01101010(数据端口),11000110(控制端口),地址译码,数据缓冲,控制电路,外设,AB,DB,CB,CPU,13,CPU对外设输入/输出的控制，是通过对接口电路中各I/O端口的读/写操作完成。,14,15,16,特点：端口与存储器分别独立编址端口不占用内存空间设有专门的I/O指令对端口进行读写，对内存操作的指令不能用于I/O端口,1、端口与存储器分别独立编址（I/O映射方式）,例MOV10H,AL对内存操作IN10H,AL对端口操作,17,2、端口与存储器统一编址（存储器映射方式）,特点:I/O端口相当于内存的一部分,使内存容量减小对I/O端口的读/写与对存储器的读/写相同，所有可对内存操作的指令对I/O端口均可使用，指令系统中不专设I/O指令。,18,19,20,可寻址220=1M个内存单元内存范围00000FFFFFh内存单元的地址有5种寻址可寻址216=64K个I/O端口I/O端口范围0000FFFFHI/O端口的地址由一个8位二进制数直接寻址或DX寄存器间接寻址,21,22,例(1)INAL，28H若(28H端口)=10101111B执行后(AL)=(28H端口)=0AFH(2)INAX，28H若(28H端口)=10101111B(29H端口)=01010000B执行后(AL)=(28H端口)=0AFH(AH)=(29H端口)=50H(3)MOVDX，300HINAL，DX若(300H端口)=69H执行后(AL)=(300H端口)=69H,23,24,25,26,（2）端口地址可由直接方式或间接方式给出,当端口号在0FFH，即0255时，可在指令中直接指定端口号例INAL,21HOUT20H,AL,27,当端口号在0FFH，即0255时，可在指令中直接指定端口号，称长格式指令当端口号FFH，即255时,需把端口号放在DX寄存器中，称短格式指令原因是使用直接端口方式的指令机器码相对长例指令机器码INAL,21HE421;两个字节OUT20H,ALE620INAL,DXEC;一个字节OUTDX,ALEE,28,(3)可进行字节或字传送由指令中AL或AX的类型决定,(4)注意端口地址与端口内容的区别INAL,21H不等于(AL)21HOUTDX,AL不等于(DX)(AL),INAL,20H;字节传送INAX,20H;字传送INAL,DX;字节传送INAX,DX;字传送,OUT20H,AL;字节传送OUT20H,AX;字传送OUTDX,AL;字节传送OUTDX,AX;字传送,29,3.输入/输出指令时序,30,31,32,8088CPU最小模式下,I/O端口写周期时序,33,34,IBMPC/XT总线上I/O端口读周期当CPU执行IN指令时，进入I/O端口读周期,从指定的端口读入数据到CPU中。,35,I/O端口读周期时序,36,例假设端口218H的内容为7BHMOVDX，218HINAL,DX,37,IBMPC/XT总线上I/O端口写周期当CPU执行OUT指令时，进入I/O端口写周期,将数据写入指定的端口。,38,I/O端口写周期时序,39,例假设(AL)=92HMOVDX，319HOUTDX，AL,40,41,1、译码电路的作用,将CPU执行IN/OUT指令发出的地址信号“翻译”成欲操作端口的选通信号，解决存储器、I/O设备与CPU连接时地址总线失配问题。此信号常作为接口内三态门或锁存器的控制信号，接通或断开接口数据线与系统的连接。,IN指令时序,OUT指令时序,42,该电路在CPU执行指令MOVDX,200HINAL,DX将输入设备的数据读入CPU内AL中,图中译码电路的作用：只当A15A0上出现200H时，（即0000001000000000B）输出0，其他输出1。,例一个输入设备的简单接口电路,43,44,45,该电路在CPU执行指令MOVDX,300HOUTDX,AL将CPU内AL中的数据送至输出设备,图中译码电路的作用：只当A15A0上出现300H时，（即0000001100000000B）输出0，其他输出1。,46,47,48,49,据端口地址确定地址信号A15A0的取值，用门电路、译码器或两者组合实现满足此取值情况的电路。,3、设计译码电路的方法,50,51,52,53,54,55,56,57,219H21AH21BH21CH21DH21EH21FH,218H,74LS1383-8译码器,AY0BY1CY2G1Y3Y4G2AY5Y6G2BY7,0110000100,&,&,端口译码电路,A0A1A2AENA3A4A5A6A7A8A9IORIOW,PC总线,58,59,60,74LS1383-8译码器,218H,AY0BY1CY2G1Y3Y4G2AY5Y6G2BY7,0110000100,&,&,端口译码电路,A2A1A0AENA3A4A5A6A7A8A9IORIOW,PC总线,218H21CH21AH21EH219H21DH21BH21FH,61,62,63,常将低位地址线（1位或几位）直接连在芯片上