微机接口技术第二章

微机接口技术

(第二章）新疆大学机械工程学院周建二章I/O端口地址译码技术本章内容2.1I/O端口及其编址方式2.2I/O端口地址分配2.3I/O端口地址译码本章要点2.1I/O端口及其编址方式本节内容I/O端口和I/O操作端口地址编址方式独立编址方式的端口访问章内容提要1.I/O端口和I/O操作节内容提要章内容提要1）I/O端口端口的种类：数据口、状态口、命令口MOVP040H

端口（port）：接口电路中能被CPU直接访问的寄存器。本质：I/O端口的操作2）I/O操作2.端口地址编址方式节内容提要章内容提要1）统一编址（存储器映象方式）优点：I/O可有较大编址空间，易扩展；I/O操作指令类型多、功能齐全Motorola系列、Apple系列、部分小型机原则：M与I/O共用整个地址空间；I/O端口与存储单元等同——M与I/O地址不重叠缺点：M的地址空间受限；I/O指令较长，执行速度较慢图示2.端口地址编址方式（续）节内容提要章内容提要2）独立编址（I/O映象、专用I/O指令方式）优点：M空间不受I/O空间影响；有专用I/O指令（程序清晰）；I/O指令短，执行速度快PC系列、Z-80系列原则：M与I/O分开编址、互不干扰——M与I/O地址重叠缺点：I/O指令种类有限，I/O空间不易扩展图示端口编址方式图示返回00FFH0000H0100HFFFFH地址...M空间I/O空间...（64KB）整个地址空间（256个）（65280个）FFH00H地址I/O空间...（256个）（64KB）M空间地址0000HFFFFH...统一编址方方式独立编址方方式返回3.独立编址方式的端口访问节内容提要章内容提要1）I/O指令输入INAL,PORTINAL,DXINAX,PORTINAX,DX输出OUTPORT,ALOUTDX,ALOUTPORT,AXOUTDX,AX注意事项PORT范围（长格式）：00H～FFH数据寄存器：AL/AX端口间址寄存器（短格式）：DX3.独立编址方式的端口访问（续）节内容提要章内容提要2）I/O端口访问设某输出设备的状态READY（高有效）可由端口PORTS中读出（D7位），数据端口地址为PORTD，编写程序段，将内存中BUF单元的内容输出给该设备查询方式数据输出程序段查询方式数据输出程序段返回WT：MOV DX,PORTS IN AL,DX AND AL,80H ;读取状态字，判断READY＝1？

JZ WT ;READY＝0，等待

MOV DX,PORTD MOV AL,BUF OUT DX,AL ;将数据输出到端口PORTD2.2I/O端口地址分配章内容提要I/O接口硬件分类2）I/O扩展槽上的接口控制卡1）系统板上的I/O芯片目前PC机系统主板上的常见外围集成芯片有82380、82C26、82C391定时/计数器、中断控制器、DMA控制器、并行接口等软驱卡、硬驱卡、声卡、视卡等2.2I/O端口地址分配（续）章内容提要I/O端口地址分配PC微机I/O地址：A0～A15，非完全译码，地址空间（1KB）：000～3FFHPC机：前512个（A9＝0）分配给系统板；后512个（A9＝1）分配给扩展槽AT机：前256个（00H～FFH）分配给系统板；后768个分配给扩展槽具体分配如表所示（系统板、扩展槽）系统板上接口芯片的端口地址返回I/O芯片名称端口地址DMA控制器1DMA控制器2DMA页面寄存器000H～01FH0C0H～0DFH080H～09FH中断控制器1中断控制器2020H～03FH0A0H～0BFH定时器并行接口（键盘）RT/CMOSRAM协处理器040H～05FH060H～06FH070H～07FH0F0H～0FFH扩展槽上接口控制卡的端口地址返回I/O接口名称端口地址游戏控制卡200H～20FH并行口控制卡1并行口控制卡2370H～37FH270H～27FH串行口控制卡1串行口控制卡23F8H～3FFH2F8H～2FFH原型插件板（用户可用）300H～31FH同步通信卡1同步通信卡23A0H～3AFH380H～38FH单显MDA彩显CGA彩显EGA/VGA3B0H～3BFH3D0H～3DFH3C0H～3CFH硬驱控制卡软驱控制卡1F0H～1FFH3F0H～3F7HPC网卡360H～36FH2.2I/O端口地址分配（续）章内容提要I/O端口地址选用原则1）凡是系统配置占用了的地址一律不能使用2）计算机厂家申明保留的地址最好不要使用3）可用留作实验卡的地址：300H～31FH；最好用地址开关2.3I/O端口地址译码本节内容I/O地址译码电路工作原理及作用I/O地址译码方法I/O端口地址译码电路设计章内容提要1.I/O地址译码电路工作原理及作用节内容提要章内容提要1）地址译码电路的作用作用：地址＋控制信号接口芯片的选择信号逻辑组合常用控制信号：SBHE、I/OCS16

、AEN、IOR、IOWAEN＝0的原因：避免在DMA期间，由DMA控制器对这些以非DMA方式传送的端口执行DMA操作1.I/O地址译码电路工作原理及作用（续）节内容提要章内容提要2）地址译码电路的输出信号 输出信号：低电平有效2.I/O地址译码方法节内容提要章内容提要片间选择：高位地址＋控制信号片选信号片内端口选择：低位地址直接与接口芯片地址线相连译码电路高位地址、低位地址的划分3.I/O端口地址译码电路设计节内容提要章内容提要1）固定式端口地址译码地址范围：n根地址线未参与译码，译出地址含2n个门电路译码法——单个地址或地址范围?例：图中译码输出地址2F8H（只读、AEN＝0）试分析将图中的A1、A0去掉后，译码输出的地址地址范围：2F8H～2FBH门电路译码法举例1011111000返回A9&1A81A7A6A5A4A31111&A2A1A0AENIOR1Y74LS3074LS2074LS323.I/O端口地址译码电路设计（续）节内容提要章内容提要译码器（以74LS138为例）译码法——多个地址或地址范围

三——八译码器74LS138的逻辑功能：若3个译码控制端均有效，即：G1＝1，G2A＝G2B＝0时，8个译码输出端（Y0～Y7）有且只有一个有效（低电平），有效引脚的编码由输入选择信号C、B、A决定；即：CBA＝i，则Yi＝0（i＝0～7）

例：PC机系统板上的端口地址译码电路译码器译码法举例(0001000000)返回1A7A6A51A9A8AENABCG2AG2BG1Y0Y1Y2Y3Y4Y51IOWDMACST/CCSPPICSINTRCSWRTNMIREGWRTDMAPG(8237)(8259)(8253)(8255)(写DMA页面寄存器)(写NMI屏蔽寄存器)(74LS138)为每个接口芯片分配一个含有32个地址的地址范围各芯片的地址系统板上各芯片的地址返回8237：00H～1FH8259：20H～3FH8253：40H～5FH8255：60H～7FH写DMA页面寄存器：80H～9FH写NMI屏蔽寄存器：A0H～BFH3.I/O端口地址译码电路设计（续）节内容提要章内容提要2）可选式端口地址译码比较器＋地址开关原理：比较器输出有效（相等）时，译码输出有效译码电路举例异或门＋地址开关译码工作原理74LS136引脚定义译码电路举例使用跳接开关比较器+地址开关地址译码举例返回S0S1S3S2DIPVccA=BB3B2B0B1A3A2A0A1A9A8A6A774LS85A=BA<BA>BABCG2AG2BG1Y0Y1Y6Y7(74LS138)…A4A3A2A5AEN译码输出地址若要求Y3的地址为24CH～24FH，如何设置开关；若要求为32CH～32FH呢？?S0、S2闭合时译码输出地址返回……Y0：140H～143HY1：144H～147HY6：158H～15BHY7：15CH～15FH32CH～32FH：该电路无法实现24CH～24FH：S0、S3断开；S1、S2闭合NOTE：由开关控制的地址才能改变异或门+地址开关译码原理返回若要求异或门的输出C＝1，则两个输入端逻辑电平相反，即：若开关S闭合，则Ai＝1；否则，Ai＝0若要求异或门的输出C＝0，则两个输入端逻辑电平相同，即：若开关S闭合，则Ai＝0；否则，Ai＝1=1VccAiSC异或门74LS136引脚定义返回内含4个异或门，各异或门与引脚的关系=1132=1465=19810=1121113异或门+地址开关译码举例返回3116831168368A3…A6…A10A7AENA11IORIOW51213910411041131041225129259S0S1S2S3S4S5S6S7S8S9+5V74LS136ABCG2AG2BG1Y074LS138A2A1A0Y7…Y0～

Y7地址710H～717HS0、S2、S5、S6、S9闭合AEN；IOR、IOW要求Y0～Y7的地址为328H～32FH，如何设置开关?若利用