微机接口技术第章IO端口地址译码技术

第3章IO端口地址译码技术

3.1I/O地址空间和存储器地址空间一样，IO地址空间也是一片连续的地址单元。地址单元可以被任何外设使用，但不可以地址冲突。和存储单元一样，都是以数据字节来组织的。内存内存接口CPU系统总线：地址总线XA19-0，数据总线XD7-0，控制总线/XIOR……智能仪器接口通信接口过程控制接口输入接口输出接口外存接口数字化存储示

波器，数字化

万用表终端

调制解调器

TTY电传机A/D转换器

开关量输入

D/A转换器

开关量输出键盘数字化仪

光笔图形输入

声音输入

扫描仪点阵打印CRT显示

激光打印液晶显示

喷墨打印绘图仪

X-Y记录仪硬盘软盘

光盘磁带系统总线接口3.1I/O端口一。IO端口及其编码方式1.IO端口端口是接口电路中能被CPU直接访问的寄存器的地址。计算机给接口电路中的每个寄存器分配一个地址。IO操作指CPU对设备相关的IO端口的访问操作，而不是对IO设备的操作二。IO端口地址编码方式1、统一编址方式端口地址与存储器地址统一编址译

码

器CPUAB去存储器芯片去I/O接口芯片Y０---iYi+1---j优点：指令丰富，电路简单。缺点：外设占用存储器空间，内存容量减小。内存译

码

器8088CPU（最大模式）系统总线AB去存储器去I/O接口/Y0-i/Y0-j接口译

码

器/XMENR/XMEMW/XIOR/XIOW注：最大模式下系统的控制总线来源于总线控制器8288和DMA总线仲裁逻辑2、独立编址方式

优点：存储器和外设都有自己的地址译码器，地址空间独立，互不影响。用专用的I/O指令访问I/O端口。三。独立编址方式的端口访问输入指令：INAL,n;n为8位IO端口地址INAL,DX;16位地址用DX间址输出指令：OUTn,ALOUTDX,AL1.IO地址宽度

IO地址在00H－0FFH，称为8位地址宽度；

IO地址在0100H－FFFFH，称为16位地址宽度说明：不论IO地址宽度是8位，还是16位，都可以用DX间接寻址；只有IO地址是8位宽度才能直接寻址。2.IO数据宽度当一次传输1个端口数据，即8位数据时，用AL累加器当一次传输连续2个端口数据，即16位时，用AX累加器

3.3IO端口地址分配一。IO接口硬件分类系统板（主板）上的IO芯片（如定时器，并口等等）

IO扩展槽上的接口控制卡（声卡、网卡、软驱卡、显卡）二。IO端口地址分配参看表3.1表3.2

三。IO端口地址选用的原则被系统配置已经占用的不可用计算机厂家声明保留的地址不要使用一般IBM实验卡用300H-31FH。3.4I/O端口地址译码一。IO地址译码电路工作原理及作用输入信号：地址信号，控制信号输出信号：“选中”信号。原理：译码器根据地址和控制信号，产生选中信号。不同的地址控制组合，最多只可能使一根“选中”信号有效，该有效的选中信号用于打开它所连接的IO接口芯片的数据线与系统线的通路总开关。地址译码器地址信号控制信号“选中”信号“地址”信号线“控制”信号线“选中”信号线在这一段时间，3个控制信号没有同时有效，译码器“选中”信号线输出全部无效000000000000111111111111控制信号有效时，地址000时，仅/IOY0有效。其余选中线全无效

二。I/O端口地址译码方法：1.简单接口芯片，只含有一个端口，内部不带带译码器，译码器设计原则：由“IO地址”信号和“IO读/写”控制信号的不同组合实现。控制芯片内寄存器的入口或出口开关。T1T2T3、TWT40026H号IO端口地址来自CPU内AL中的数据向IO端口写数据时（OUT0026H，AL）系统总线时序（假设（AL）=22H）CLKXA15-0XREADYXD7-00026H22HT1T2T3、TWT400摸25栗H号IO端口志地址来自00策25逆H号IO端口株的数汗据从IO端口贺读出盗数据刑（IN鄙A催L,00渴25室H）时新系统戴总线赠时序县（近（25腥H端口朴）=11笛H）CL倒KXA答15贱-0XR摊EA喉DYXD袋7-权011隙H00妇25叛H外部译

码

器1个存储单元（8bit）8个&&/XIOW/XIORD0-7XA0-15单个端口IO芯片（如373）内部读写控制原理图8个同时控制8个3态门GOEXD0-7I写I读/Y控制扬线始熊终保孔持有镜效或搏不带捕控制竖线二。I/杯O端口早地址静译码拆方法佛：2.多端堂口芯杀片（然内部盐带译称码器井）由地椒址信司号和戏控制役信号此的不狂同组移合实驼现。德其原垮则是岂：(2只).低位绞地址意线直奶接连轨接到I/狼O接口缎芯片详，由内禽部译帮码器实现选中鹿存储炉单元粒或IO端口。例如惕：82佳55内部奸有四及个端泉口寄诞存器筐，则扑至少柳要留基出2低位精地址兔线用盯于82俩55内部罚寻找拿寄存巡寿器(1俩).高位蹲地址吵与CP筐U的控犁制信袋号组甲合，助经外部译码逢电路产生I/押O接口省芯片莲的片吵选信张号(/C盒S)，衫实现选中亏芯片辱（就垒是打滨开芯惩片内键部译熊码器尤）。译

码

器1个存储单元（8bit）8个&&/WR/RDD0-7A0~i存储器或IO接口芯片内部读写控制原理图(1)/CS接自外部译码器“选中”线8个同时控制8个3态门内部选中线，用于选中1个IO端口/Y0I写I读外部译

码

器XAi+1~9/YnXA0-i1个存储单元（8bit）8个&&/WR/RDD0-7A0~i存储器或IO接口芯片内部读写控制原理图(2)/CS接自外部译码器“选中”线8个同时控制8个3态门/Y0I写I读外部译

码

器XAi+1~9/YnXA0-i1个存储单元（8bit）8个&&8个译

码

器I写I读译

码

器1个存储单元（8bit）8个&&WRRDD0-7A0-i/CS8个同时控制8个3态门内部选中线，用于选中1个IO端口外译

码

器/XIOW/XIORXA0-iXAi+1--9多端口芯片与系统总线连接图XD0-7I写I读/Y0/Yn3.迟5枕IO端口拢地址渴译码检电路屯设计1.固定插式端医口地猎址译叼码指一减旦译狗码电流路设贫计好亭，接正口用购到的IO地址辞不能远更改例1某接行口的IO端口纱地址极为2F页8H，在罩非DM苹A期间币只读辆，为削该接怪口设撕计译熄码器陈。分析惭：输席入信申号：XA斥0－XA渔9，XI惹OR，XA附EN输出膜信号线：一荒根选每中信绿号/Y（因碌为该梅译码弯器仅京为这含一个县接口愧电路妄服务亦）输入缎输出甜逻辑跨关系殃：XA9XA8XA7XA6XA5XA4XA3XA2XA1XA0XAEN/XIOR+/Y当XA膜9-前0＝2F良8H，/X湖IO懒R＝0，XA墙EN＝0时，/Y列=0雄;否则/Y置=1写出计逻辑娃表达痰式：例2。走使用74躲LS财13消8设计界一个鞭系统碗板上IO端口巾地址迟译码遣电路为，并门且让际每个扒接口属芯片剩内部肉可以多有32个端糕口，被非DM无A期间嗽可以五访问哈接口庄芯片据。分析为：输悲入XA部9-垃5，XA笋EN。因辛为低5位地资址用枣来选镰中芯著片内独部端蝴口，济不作土为外肯部译雾码器知的输盯入。箭一片13困8只能逢译码3位地主址，桐这里她用13殃8对XA除7－XA掀5译码化。输出8个芯炎片选衣中信锯号/Y绳0-趁/Y非7。逻辑奋关系既：XA遥EN＝0，XA陶9X鱼A8＝00时，代使译贡码器耀工作貌。XA烧7-棵XA耻5＝00咸0时，廊输出/Y君0=山0,其余邮全无屯效为1。XA传7-罪XA蔬5＝00省1时，团输出/Y刮1=译0,其余浴全无删效为1XA黑7-功XA推5＝01款0时，深输出/Y射2=瓣0,其余乌全无糖效为1……参看苍课本画表2.距5谊7帽4L莫S1敢38的逻其辑真观值表咸，给恐出设缝计如饱下2.可选汪式端额口地青址译瞧码例3。根鸣据下曲图的覆可选谦式地适址译绳码电脚路，必分析派开关评不同拼状态争时，毅输出闻选中顿信号迅对应则的IO地址总结:为单务个端毁口设舟计译负码,一般打对所畜有地洽址线乌译码;为芯隐片设够计外耻部译恨码器,一般伶对高月位地掠址译凳码,低位岭地址叛让芯笑片自铸己内微部译节码,选内施部端奋口S0S1S2S3A74早LS宇13邮8/Y绑0B肉/米Y1C业/Y拖2/Y紧3/Y粒4/G场2B遭/溉Y5/G幼2A俩/Y围6G1握/Y粱7XA伙2XA唯3XA职4XA伙5/X资AE吼NA074歌LS哀85A1A2A3B0B1B2B3Oa舰=bIa捡=bIa蜡<bIa酬>bVc两cXA始6XA旬7XA温8XA段9分析牲：假摩如S0赴S1合上废，S3任S2断开肆。B3紫-0＝11挂00，只蹈有当XA舞9－6＝11坛00时，74孝LS点85钟Oa丝式=b端才尊输出1。必钉须要使74质LS营13建8工作抢，则吉必须/X圆AE吗N＝0，XA船5＝0。所以百：要/Y嗽0=政0,必须XA虚9-炉2为11虫00莲00云00要/Y狠1=灿0,必须XA去9-筛2为11争00局00蜓01温…扒…选中/Y趟0的地雷址是XA西9－0为11丝式00赴00掉00江XX，即30杰0H－30叛3H选中/Y孙1的地酒址是XA妙9－0为11谅00只00泉01齐XX，即30柜4H－30辱7H选中/Y猎7的地嗓址是XA巾9－0为11友00衔01铃11猫XX，即31搜CH－31庄FH思考殖，如说果开律关S1钞S3合上姑，S2记S0断开游，选克中/Y茫0-堤/Y温7的地腰址分拐别是木什么猴？思考照：在PC机上倚设计跟接口猾，你户设计孟的接欺口IO地址托必须驴不能魔与其秘他设循备接皇口IO地址板冲突诊，你牺能想叛到用量什么善办法恐解决萝这个佛问题思？方案管一：肢先查PC机硬息件说仅明书戒，看邪那些IO地址尺已经慨被占松用。缺点透是麻狠烦，怪且非PC机器考厂家水生产品的设蠢备（恒如扩挖展接洪口卡魔）地荣址，绕必须下通过掀查该向卡说够明书赌才能谨了解仓它占翅用的IO地址笛。不可吐能！刷！你耻怎么递知道啄你的歉卡被否客户兄装在很哪台雷机器运上？讽客户总计算柴机上闸装了唐哪些迁其它调厂家垃的卡妻，你岗怎么岭能预葱先知里道呢擦？客典户买戴了你盒的卡躺回家椒能不蝇能用谢只有茧靠运愿气了后！方案制二：建先查PC机硬蜡件说送明书漆，看劫哪些IO地址雁已经眠被PC机厂求家的植标准是设备拐占用暴。再掩设计