第17讲输入输出控制、串行接口、并行接口

1、输入输出控制串行接口、输入输出控制串行接口、并行接口并行接口- -学习目标学习目标 (1) 掌握掌握 PC 机的机的 I/O 寻址方式并了解寻址方式并了解 PC 机机 I/O 端端口地址分配口地址分配 。 (2) 掌握掌握PC机的三种输入机的三种输入 / 输出控制方式输出控制方式:程序控制程序控制方式方式, 中断控制方式及中断控制方式及 DMA 控制方式的工作原理。控制方式的工作原理。 (3) 掌握与掌握与8259A 可编程中断控制器并了解可编程中断控制器并了解 PC及及 PC/AT 兼容的兼容的 ISA 总线上的常规中断、新的总线上的常规中断、新的 PCI 中断、串行中断技术以及高级可编程中

2、断控制中断、串行中断技术以及高级可编程中断控制子系子系统统 APIC 概况。概况。 (4) 掌握与掌握与 8237 可编程可编程 DMA 控制器相关的具体内控制器相关的具体内容并了解容并了解 PC 中的中的 DMA 通道。通道。 3.53.5输入输入/ /输出输出及控制及控制 3.5.1 3.5.1 输入输入/ /输出输出及控制及控制 计算机通过计算机通过I/O设备与外部交换信息，设备与外部交换信息， I/O 操作的任务操作的任务是将输入设备输入的信息送入内存的指定区域或者将是将输入设备输入的信息送入内存的指定区域或者将内存指定区域的内容送出到输出设备。内存指定区域的内容送出到输出设备。 I/

3、O 操作特点操作特点 多数多数 I/O 设备在操作过程中包含机械动作设备在操作过程中包含机械动作, 速度比速度比 CPU 慢得多慢得多, 因此为提高系统效率因此为提高系统效率, I/O 操作与操作与 CPU 的数据处理操作往往并行进行。的数据处理操作往往并行进行。 多个多个 I/O 设备本身也要能同时工作设备本身也要能同时工作, 例如键例如键盘、显示屏打印输出同时工作。盘、显示屏打印输出同时工作。 除键盘、显示器和鼠标外除键盘、显示器和鼠标外, 不同不同 PC 所配置所配置的的 I/O 设备的数量、品种和性能差别很大设备的数量、品种和性能差别很大, 且且经常会增减或升级。经常会增减或升级。 不

4、同种类的多种不同种类的多种 I/O 设备可以以不同的方设备可以以不同的方式与主机连接。式与主机连接。 为实现为实现 I/O 操作操作, 不同不同 I/O 设备都有自己专用设备都有自己专用的的 I/O 控制器控制器, 接收接收 CPU 启动启动 I/O 操作的命操作的命令令, 独立地控制独立地控制 I/O 设备工作设备工作, 表明表明 I/O 操作操作是否完成。是否完成。 I/O 控制器是一组电路控制器是一组电路 , 不同的设备其控制器不同的设备其控制器的结构和功能也不相同的结构和功能也不相同 。键盘、鼠标、打印。键盘、鼠标、打印 机等的机等的 I/O 控制器比较简单控制器比较简单 , 集成在主

5、板芯集成在主板芯片组中片组中 。 主机上连主机上连 接接 I/O 设备的各种插头设备的各种插头 / 插座及相应的通插座及相应的通信规范及电器特性等称为信规范及电器特性等称为 I/O 设备接口或设备接口或( I/O 设设 备备) 3.5.2 3.5.2 输入输入/ /输出输出及控制方式及控制方式 1. 程序控制方式程序控制方式 是指在程序的控制下进行数据传送是指在程序的控制下进行数据传送,分为无条分为无条件传送方式和条件传送方式两种。件传送方式和条件传送方式两种。 在传送数据之前不查询外设的状态而直接执在传送数据之前不查询外设的状态而直接执行输入指令或输出指令的方式就是无条件传行输入指令或输出指

6、令的方式就是无条件传送。无条件传送是输入送。无条件传送是输入/输出控制方式最简单输出控制方式最简单的一种的一种 , 该传送方式的条件是该传送方式的条件是, 传送不是太频传送不是太频繁繁, 并需保证每次传送时并需保证每次传送时, 外设处于就绪状态。外设处于就绪状态。 条件传送也称为查询式传条件传送也称为查询式传送送, CPU 通过执行程序不通过执行程序不断读取外设的状态。输入断读取外设的状态。输入设备处于准备好状态或输设备处于准备好状态或输出设备处于空闲状态出设备处于空闲状态, 则则 CPU 执行输入指令或输执行输入指令或输出指令与外设交换信息。出指令与外设交换信息。要求接口电路中除了有数要求接

7、口电路中除了有数据端口外据端口外, 还应有状态端还应有状态端口。口。 2.中断控制方式中断控制方式 当输入设备已将数据准备好或输出设备可以当输入设备已将数据准备好或输出设备可以接收数据时接收数据时 , 便可向便可向CPU发中断请求。发中断请求。 CPU 响应中断请求后响应中断请求后, 暂时停止执行当前程序而去暂时停止执行当前程序而去执行一个为外设输入执行一个为外设输入/输出数据的服务程序。输出数据的服务程序。此服务程序即为中断处理子程序或中断服务此服务程序即为中断处理子程序或中断服务子程序。中断服务程序执行完子程序。中断服务程序执行完, CPU 又转回又转回到被中断处而继续执行原来的程序。到被

8、中断处而继续执行原来的程序。 在中断控制方式下在中断控制方式下, CPU 和外设在大部分时和外设在大部分时间里是并行工作的。间里是并行工作的。 CPU不必在两个输入不必在两个输入/输出过程之间对接口的状态进行测试和等待输出过程之间对接口的状态进行测试和等待, 而是完成与输入而是完成与输入/输出无关的正常的工作信号。输出无关的正常的工作信号。当外设准备就绪时当外设准备就绪时, 外设会主动向外设会主动向CPU发中发中断请求而进入一个传送过程。此过处理完成断请求而进入一个传送过程。此过处理完成后后, CPU又可以继续执行被中断的任务又可以继续执行被中断的任务, 而不而不是转入等待状态。因此是转入等待

9、状态。因此, 采用中断方式可以大采用中断方式可以大大提高大提高 CPU 的效率并具有较高的实时性。的效率并具有较高的实时性。 3. DMA 控制方式控制方式 与程序控制方式相比与程序控制方式相比 , 采用中断控制方式进采用中断控制方式进行输入行输入 / 输出能提高输出能提高 CPU 的利用率。但其数的利用率。但其数据传输仍是通过执行程序来完成的据传输仍是通过执行程序来完成的, 并且每次并且每次传输都需要保护断点处的现场信息传输都需要保护断点处的现场信息,这又需要这又需要 CPU 一定的执行时间。采用中断控制方式传一定的执行时间。采用中断控制方式传输数据的速度不可能很快输数据的速度不可能很快,

10、不能满足高速不能满足高速 I/O 设备以及磁盘设备成组交换数据的需求。设备以及磁盘设备成组交换数据的需求。 DMA 方式采用专门的硬件控制器方式采用专门的硬件控制器 ( DMAC) 来执行数据传送。来执行数据传送。 DMAC 可从可从 CPU 那里接那里接管系统总线的控制权管系统总线的控制权, 并且由并且由 DMAC 本身发本身发出的存储器地址信号以及访问存储器和出的存储器地址信号以及访问存储器和I/O设设备的读写脉冲等控制信号备的读写脉冲等控制信号, 使得数据通过总线使得数据通过总线直接在存储器和直接在存储器和I/O设备之间设备之间(或或I/O设备与存设备与存储器之间储器之间, 存储器与存储

11、器之间存储器与存储器之间) 进行传送。进行传送。在在DMA接管总线执行数据传送过程中接管总线执行数据传送过程中, CPU暂停工作暂停工作, 不参与数据传送。不参与数据传送。 使用使用 DMA 控制方式进控制方式进行输入行输入/输出操作时输出操作时, CPU必须先对指定外必须先对指定外设的设的 DMA 通道设定工通道设定工作方式作方式, 给出给出 I/O 操作操作命令命令, 指出要传送的数指出要传送的数据在存据在存 储器中的起始储器中的起始地址及需要传送的字地址及需要传送的字节数目等节数目等, 然后才能启然后才能启动动DMAC工作。工作。非屏蔽中断请求非屏蔽中断请求中断逻辑中断逻辑INT n指令

12、指令INT0指令指令除法除法错误错误单步单步TF=1 IR0 8259A IR1 可编程可编程 IR2 中断中断 IR3 控制器控制器 IR4 (PIC) IR5 IR6 IR7INTRNMICPUn410系统定时器系统定时器键盘键盘彩色彩色/图形接口图形接口保留保留(通信通信)串行通信接口串行通信接口保保 留留(ALT打印机打印机)软盘软盘保留保留(打印机打印机)08090A0B0C0D0E0F 3.5.3 8259A 可编程中断控制器可编程中断控制器 8259A逻辑结构逻辑结构 1. 8259A 中断控制器结构中断控制器结构8259A 是为控制优先级中断而设计的可编程芯是为控制优先级中断而

13、设计的可编程芯片片 , 它具有将中断源按优先级排队、辨认中断源、它具有将中断源按优先级排队、辨认中断源、向向 CPU提供中断向量等功能提供中断向量等功能 , 可协助可协助 CPU 方便地方便地管理八级中断管理八级中断 中断请求线中断请求线 IRQO-IRQ7 上的中断请求信号接至上的中断请求信号接至 8 位的中断请求寄存器位的中断请求寄存器 IRR,IRR 寄存所有中断请求寄存所有中断请求( 对应位置对应位置 1 表示有中断请求表示有中断请求 ) I/O I/O 设备发出的中断请求信号为高电平的时间必须设备发出的中断请求信号为高电平的时间必须保保 持到持到 8259A 8259A 接收到接收到

14、 CPU CPU 发出的第一个中断响发出的第一个中断响应信号应信号 INTAINTA负脉冲结束时为止。负脉冲结束时为止。 8259A 8259A 接收到第接收到第二个中断二个中断 响应信号响应信号INTAINTA后后, , 将把中断类型码的值将把中断类型码的值输出到数据总线上输出到数据总线上。 8259A 8259A 内部的数据总线缓冲器用于连接系统的数据内部的数据总线缓冲器用于连接系统的数据总线和总线和 8259A 8259A 的内部总线的内部总线, , 以便以便CPUCPU对对 8259A 8259A 写写入状态字和控制字入状态字和控制字 , , 或者读出或者读出 8259A 8259A

15、的信息的信息 读读/ /写控制电路接受写控制电路接受I/O I/O 命令命令, , 对对8259A8259A初始化命令初始化命令字寄存器和操作命令字寄存器进行编程字寄存器和操作命令字寄存器进行编程, , 以规定以规定 8259A 8259A 的工作方式和控制方式的工作方式和控制方式，级联缓冲级联缓冲、 比较比较 2 . 8259A 编程及示例编程及示例 使用使用 8259A 进行中断控制时进行中断控制时 ,CPU 首先应对首先应对 8259A 内部的各寄存器写入相应的初始化命令字内部的各寄存器写入相应的初始化命令字 ICW 和控制命令字和控制命令字 OCW, 即要对即要对 8259A 进行初始

16、进行初始化编程。化编程。 初始化命令字共有四个初始化命令字共有四个 : ICW1(PC 的主片口地址为的主片口地址为 20H, 从片口地址为从片口地址为 A0H, ICW2，ICW3 和和 ICW4( 主片口地址都是主片口地址都是 21H, 从片从片口地址都是口地址都是 A1H) 。编程时。编程时 CPU 必须按必须按 ICW1-ICW4 的顺序写的顺序写 入入。 初始化命令字初始化命令字 ICW 例如：例如：ICW1 用于设置用于设置 8259A 基本工作方式基本工作方式 D7D6D5D4D3D2D1D0A7A6A51LTIMADISNGLIC4IC4 用于规定是否需要写入初始化命令字用于规

17、定是否需要写入初始化命令字I CW :I C4 = 1 , 需要写入需要写入 ICW4; IC4 = 0 , 不需写入不需写入 ICW4。 SNGL 用于指出使用单片用于指出使用单片 8259A 还是多片还是多片 8259A: SNGL = 1, 单片方式单片方式。 SNGL = , 级连方式级连方式ICW2 ICW3 ICW4 功能？功能？ 操作命令字操作命令字 CPU CPU 向向 8259A 8259A 写完初始化命令字后写完初始化命令字后, , 为进一步提为进一步提高它的中断处理功能高它的中断处理功能, , 例如例如: :为了屏蔽某些中断为了屏蔽某些中断, ,为为了能够发出中断结束命令

18、等了能够发出中断结束命令等, , 还需继续设置还需继续设置8259A8259A写入操作命令字。操作命令字共有三个写入操作命令字。操作命令字共有三个: : OCW1( OCW1( 主片口地址为主片口地址为 21H, 21H, 从片口地址为从片口地址为 A1H) A1H) OCW2( OCW2( 主片口地址为主片口地址为 20H, 20H, 从片口地址为从片口地址为 AOH)AOH)OCW3OCW3( ( 主片口地址为主片口地址为 20H, 20H, 从片口地址为从片口地址为 AOH)AOH) OCW1 OCW1 用来设置中断屏蔽寄存器中各位的值用来设置中断屏蔽寄存器中各位的值 D7 D6 D5

19、D4 D3 D2 D1 D0D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0M7 M6 M5 M4 M3 M2 M1 MOM7 M6 M5 M4 M3 M2 M1 MO 当当 Mi = 1 Mi = 1 时时 , , 对应的第对应的第 i i 个中断请求被个中断请求被屏蔽屏蔽 U=0,1,2, U=0,1,2, ,7) ,7)。 OCW2 OCW2 用来设置中断结束、优先权循环等操作方式用来设置中断结束、优先权循环等操作方式 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 DORSLEO I00L2L1 LO R: 优先权循环位优先权循环位. R=O 时时 ,8 个中断的优先级固定个中断的优先级固定不

20、变不变 (IRQ7 最低最低 ,IRQ0 最高最高 ). R= 1 时时 , 优先级循优先级循 环。此时优先级采用循环轮转方式环。此时优先级采用循环轮转方式 , 一个中断请求一个中断请求 , 例如例如 IRQ4, 服务完毕后服务完毕后 , 就轮为最低级别的优先级就轮为最低级别的优先级 , 而而 和它相邻的中断请求和它相邻的中断请求 , 此时为此时为 IRQ5, 变为最高优变为最高优先级先级 ,IRQ6 变为次高优先级变为次高优先级 , 其他依次类推其他依次类推 ; 8259A 初始化程序段（单片、嵌套中断工作方式）初始化程序段（单片、嵌套中断工作方式）MOV AL, 13H ; ICWl 送入

21、送入 AL,单片单片 8259A,边沿触发边沿触发 OUT 20H,AL ; ICWl 送入送入 ICWl 口地址口地址MOV AL, 8 ; ICW2 送入送入 AL, 送中断向量类型码送中断向量类型码 高高5位位OUT 2lH,AL ; ICW2 送入送入 ICW2 口地址口地址MOV AL, 9 ; ICW4 送入送入 AL, 表示表示 80 x86 模式模式, 缓冲方式缓冲方式, 一般嵌套方式一般嵌套方式OUT 2lH,AL ; ICW4 送入送入 ICW4 口地址口地址MOV AL, OFFH ; OCWl 送入送入 AL, 屏蔽所有中断屏蔽所有中断OUT 2lH, AL ; OCW

22、l 送入送入 OCWl 口地址口地址; 查询查询 8259A 中断屏蔽寄存器程序段中断屏蔽寄存器程序段MOV AL, 0 ; OCWl 送送入入 AL, 表示表示 IMR为全为全0OUT 2lH,AL ; OCWl 送送入入OCWl 口地址口地址INAL, 2lH; 读读 IMR 状态状态ORAL, AL; IMR =0?JNZ D6 ; 若不为若不为 0, 则转出错程序则转出错程序 D6MOV AL, OFFH ; OCWl 送送入入 AL, 表示表示 IMR 为全为全 lOUT 2lH, ALINAL, 2lH; 读读 IMR 状态状态ADD AL, 1 ; IMR=l?JNZ D6 ;

23、若不为若不为 1 , 则转出错程序则转出错程序 D6 3. PC 的的 ISA 总线中断总线中断 PC/XT 使用一片使用一片 8259A 管理管理 8 级可屏蔽硬级可屏蔽硬件中断件中断 , PCI AT 及以上的系统使用两片及以上的系统使用两片 8259A管理管理 15 级可屏蔽硬件中断。级可屏蔽硬件中断。 IRQ标准功能标准功能总线插槽总线插槽 总线类型总线类型使用参考使用参考0系统定时器系统定时器未引出未引出 1键盘控制器键盘控制器未引出未引出 2供第二个供第二个8259A8259A级联用级联用未引出未引出 8实时时钟实时时钟未引出未引出 9可用可用( (类似类似IRQ2 )IRQ2 )

24、引出引出XT/ISAXT/ISA网卡网卡 10可用可用引出引出ISAISAUSBUSB 11可用可用引出引出ISAISASCSISCSI主适配器主适配器 12可用的主板鼠标口可用的主板鼠标口引出引出ISAISA主板鼠标端口主板鼠标端口 13数学协处理器数学协处理器未引出未引出 14主主IDEIDE引出引出ISAISA第一个第一个IDE (IDE (硬盘硬盘) ) 15次次IDEIIDEI可用可用引出引出ISAISA第二个第二个IDE(CD-ROM/IDE(CD-ROM/磁带磁带) ) 3串行口串行口2 (COM2)2 (COM2)引出引出XT/ISAXT/ISACOM2/COM2/内置内置MO

25、DEMMODEM 4串行口串行口1 (COMl)1 (COMl)引出引出XT/ISAXT/ISACOMICOMI 5声音声音/ /并行口并行口2 (LPTI)2 (LPTI)引出引出XT/ISAXT/ISA声卡声卡 6软盘控制器软盘控制器引出引出XT/ISAXT/ISA软盘控制器软盘控制器 7并行口并行口1 (LPTl)引出引出XT/ISALPTl 4. 中断控制方式下中断控制方式下 I/O 的执行过程的执行过程 (1)键盘设备通过中断请求线键盘设备通过中断请求线 IRQl 将将 8259A 内部中断请求触发器内部中断请求触发器 IRR 相应位相应位 (IRQl ) 置置位。位。 (2)825

26、9A 收到收到 IRQl 信号信号, 将与同时申请中断将与同时申请中断的其他信号或正挂起的中断信号的其他信号或正挂起的中断信号, 通过内部中通过内部中断优先级分析器进行分析比较断优先级分析器进行分析比较, 如果该中断请如果该中断请求是唯一的求是唯一的, 或优先级为最高或优先级为最高, 则由则由 8259A 的的 INT 引脚向引脚向 CPU 发出中断请求信号发出中断请求信号 INTR (3)CPU 响应中断响应中断, 连续发出两个连续发出两个INTA信号信号, 第一个第一个 INTA 信号将现行的中断服务寄存器信号将现行的中断服务寄存器 ISR 相应位置位相应位置位, 表示正在为它服务表示正在

27、为它服务, 同时中同时中断请求触发器断请求触发器 IRR 相应位复位相应位复位, 为再次中断为再次中断请求请求 做好准备做好准备 (如果中断请求是由从片如果中断请求是由从片8259A发出的发出的, 则主片则主片 8259A 将从将从 CAS0- CAS2 引脚向从片送出识别码引脚向从片送出识别码) 。第二个。第二个 INTA 信号则要求信号则要求 8259A 将中断信号的类型将中断信号的类型码送到数据总线上。码送到数据总线上。 (4)CPU 收到收到 8 位中断类型码位中断类型码 (键盘中断类型码键盘中断类型码为为 09H)后后, 将其乘以将其乘以4 后作为中断向量的地址后作为中断向量的地址

28、(5) CPU 屏蔽中断屏蔽中断, 将中断现场信息将中断现场信息 (标志寄存标志寄存器和器和 IP及及CS 值值) 压入系统堆钱压入系统堆钱, 标志寄存器标志寄存器 I 位位(中断允许位中断允许位) 和和T 位位 (陷阱标志位陷阱标志位) 清零清零, 并并按中断向量地址取得到新的按中断向量地址取得到新的 IP 及及 CS 的值的值 (6) CPU 以以 CS 的值为段址的值为段址 , IP 为偏移值为偏移值 , 转转去执行键盘中断服务程序去执行键盘中断服务程序 (7)CPU 执行键盘中断服务程序从键盘输入缓执行键盘中断服务程序从键盘输入缓冲器中取得输入的数据。冲器中取得输入的数据。 (8)中断

29、服务程序结束时返回到原先被中断的中断服务程序结束时返回到原先被中断的程序继续执行。程序继续执行。 用中断控制方式的用中断控制方式的 I/O 处理过程的效率要比处理过程的效率要比程序控制方式高程序控制方式高 , 但但 CPU理过程也更复杂理过程也更复杂, 如果处理的是高速外部设备如果处理的是高速外部设备,由于频繁地中断由于频繁地中断, CPU效率会降低效率会降低, 此时应采用此时应采用 DMA 控制方式控制方式3.5.4 8237 可编程可编程 DMA 控制器控制器 1.DMA1.DMA控制方式的原理控制方式的原理 CS: 片选片选, 低电平有效。低电平有效。 RESET: 复位复位, 高电平有

30、效。高电平有效。 屏蔽寄存器置屏蔽寄存器置 1 ,其他寄存器其他寄存器均清均清0。复位后。复位后 , 8237 处于空处于空闲周期闲周期, 它的所有控制线都处它的所有控制线都处于高阻状态于高阻状态,复位之后必须重复位之后必须重新初始化新初始化, 否则否则 8237 不能进不能进入入DMA 操作。操作。READY: 准备就绪准备就绪, 高电平有效。高电平有效。当所选择的存储器或当所选择的存储器或 I/O 端口端口的速度较慢的速度较慢, 需要延长传输时需要延长传输时间时间时, 使使 READY 端处于低电端处于低电平平, 8237 自动在存储器读和存自动在存储器读和存储器写周期中插入等待周期储器写

31、周期中插入等待周期, 当传输完成时当传输完成时 , READY 端为端为高电平高电平, 表示存储器或外设准表示存储器或外设准备就绪。备就绪。 ADSTB: 地址选通地址选通, 高电平有高电平有效。当前地址寄存器的高效。当前地址寄存器的高 8位位经数据总线经数据总线 DB7 DB0 送到送到外部锁存器中。外部锁存器中。 AEN: 地址允许输出地址允许输出, 高电平高电平有效。把外部锁存器中的高有效。把外部锁存器中的高 8 位地址放到系统地址总线上位地址放到系统地址总线上, 与芯片输出低与芯片输出低 8 位地址构成内位地址构成内存单元地址的偏移量。存单元地址的偏移量。DMA传送时屏蔽别的系统总线驱

32、动传送时屏蔽别的系统总线驱动器。器。 MEMR: 存储器读存储器读, 低电平有效低电平有效, 输出输出, 只用于只用于 DMA 传送。在传送。在 DMA 读周期期间读周期期间 , 用于从寻用于从寻址的存储器单元中读出数据址的存储器单元中读出数据 MEMW: 存储器写存储器写, 低电平有效低电平有效, 输出输出, 只用于只用于 DMA 传送。在传送。在 DMA 写周期期间写周期期间,用于将数用于将数据写入所寻址的存储单元中。据写入所寻址的存储单元中。 lOR: I/O 读信号读信号, 低电平有效低电平有效 , 双向。双向。CPU 控制总线时控制总线时, 它是输入信号它是输入信号, CPU 利用此

33、信号利用此信号读取读取 8237 内部寄存器的状态内部寄存器的状态; 当当 8237 控制控制总线时总线时, 它是输出信号它是输出信号, 与与MEMW相配合相配合, 控控制制 数据由外设传送至存储器。数据由外设传送至存储器。 lOW: I/O 写信号写信号, 低电平有效低电平有效, 双向。双向。 CPU 控制总线时控制总线时, 它是输入信号它是输入信号, CPU 利用它把信利用它把信息写入息写入 8237 内部寄存器内部寄存器(初始化初始化) ; 当当 8237 控制总线时控制总线时, 它是输出信号它是输出信号, 与与 MEMR 互相互相配合配合, 把数据从存储器传送至外设。把数据从存储器传送

34、至外设。 EOP: DMA 传送过程结束信号传送过程结束信号, 低电平有效低电平有效, 双向。当由外部向双向。当由外部向DMA控制器送一个控制器送一个EOP信信号时号时, DMA 传送过程被外部强迫结束。当传送过程被外部强迫结束。当 DMA 控制的任一通道计数结束时控制的任一通道计数结束时, 会从会从EOP引脚输出一个低电平引脚输出一个低电平, 表示表示 DMA 传输结束。传输结束。无论是从外部终止无论是从外部终止 DMA 过程过程 , 还是内部计还是内部计数数 结束引起结束引起 DMA 过程终止过程终止, 都会使都会使 DMA 控控制器的内部寄存器复位。制器的内部寄存器复位。 DREQ0-D

35、REQ3: DMA 请求输入信号请求输入信号, 有效有效电平可由编程设定。是外设为取得电平可由编程设定。是外设为取得DMA 服务服务而送到各个通道的请求信号。而送到各个通道的请求信号。 在固定优先级情况下在固定优先级情况下 , DREQ0 优先级最高优先级最高, DREQ3 优先级最低优先级最低; 在优先级循环方式下在优先级循环方式下 , 某通道的某通道的 DMA 请求请求被响应后被响应后 , 随即降为最低级。随即降为最低级。 8237 用用 DACK 信号对信号对 DREQ 的响应的响应, 在信在信号有效之前号有效之前, DREQ 信号必须维持有效。信号必须维持有效。 DACK0 - DAC

36、K3: DMAC 对各个通道请求的对各个通道请求的响应信号响应信号, 输出输出, 有效电平可由编程设定。有效电平可由编程设定。 8237 接收到通道请求后接收到通道请求后, 向向 CPU 发出发出 DMA 请求信号请求信号 HRQ, 当当 8237 获得获得 CPU 送来的总送来的总线允许信号线允许信号 HLDA后后 , 产生产生 DACK 信号送到信号送到相应的外设端口相应的外设端口, 从而进入从而进入 DMA 服务过程服务过程 HRQ: 8237 给给 CPU 的总线请求的总线请求, 高电平有效。高电平有效。当当 I/O 端口要求端口要求 DMA 传送时传送时, 向向 DMA 发送发送 D

37、REQ 信号信号, 如果相应通道屏蔽位为如果相应通道屏蔽位为0, DMA 请求未被屏蔽请求未被屏蔽, 则则 DMA 控制器的控制器的 HRQ 端输端输出为有效电平出为有效电平,向向 CPU 发总线请求。发总线请求。 HLDA: 总线响应信号总线响应信号, 高电平有效高电平有效, 是是 CPU 对对 HRQ 信号的应答信号。信号的应答信号。 CPU 接收到接收到 HRQ 信号后信号后, 在当前总线周期结束之后让出在当前总线周期结束之后让出总线总线 , 并使并使 HLDA 信号有效。信号有效。 程序命令控制逻辑对程序命令控制逻辑对 CPU 送来的程序命令送来的程序命令进行译码进行译码, 在在 DM

38、A请求服务之前请求服务之前 (即芯片处即芯片处于空闲周期于空闲周期) , 通过通过 I/O 地址缓冲器送来的地地址缓冲器送来的地址址 A3 - AO 分别对内部寄存器进行预置分别对内部寄存器进行预置; 在在 DMA 服务期间服务期间 (即芯片处于操作周期即芯片处于操作周期) ,对方对方式控制字的最低两位式控制字的最低两位Dl、DO 进行译码进行译码, 以确以确定定DMA 的的 操作通道。操作通道。 A3-A0: 地址总线低地址总线低 4 位位, 双向。当双向。当 CPU 控控制总线时制总线时, 是地址输入线是地址输入线, CPU 用这用这 4 条地条地 址线对址线对 DMA 控制器的内部寄存器进行寻址控制器的内部寄存器进行寻址, 完成对完成对 DMA 控制器的编程。当控制器的编程。当8237控制总控制总线时线时, 由这由这 4 条线输出要访问的存储单元的条线输出要访问的存储单元的最低最低 4 位地址。位地址。 A7 -A4: 地址线地址线 , 输出输出 , 用于用于 DMA 传送时输传送时输出要访问的存储单元低出要访问的存储单元低 8 位地址中的高位地址中的高 4 位。位。 DB7 _ DBO: 8 位双向数据线位双向数据线 , 与系统数据总与系统数据总线相连。在线相连。在 CPU