IO接口数据传送及地址译码技术(ppt 38页).ppt

1、输入输出接口概述，输入输出端口及其寻址方式，中央处理器与外围设备之间的数据传输方式，6微机输入输出接口数据传输与解码技术，地址解码技术，6.1输入输出接口概述，微机系统可以通过系统总线与外围设备连接进行系统扩展和开发，而外围设备必须通过接口与中央处理器交换信息。输入输出接口的功能作为一个接口电路，通常需要为外部设备提供几个不同地址的寄存器，每个寄存器称为一个输入输出端口。通用输入输出接口图如下图所示：输入输出接口图，输入输出接口一般由数据、状态和控制寄存器组成。状态寄存器存储状态信息，中央处理器可以从状态端口读取当前状态；控制寄存器用于存储中央处理器写入的控制字。任何接口电路都包括以下基本功能

2、：1 .作为在微型计算机和外围设备之间传输数据的中间缓冲站；2。正确寻址与微机交换数据的外围设备；3。提供微机和外围设备之间数据交换所需的控制逻辑和状态信号。2。中央处理器和输入输出之间的接口信号，1。数据，(1)数字量，键盘输入信息，光电输入机等。(通常用二进制表示的数字或用ASCII码表示的数字或字符)，中央处理器和外设之间交换的基本信息是数据，它有三种类型：(2)模拟量，(3)开关量，以及两种状态量(可以用0和1表示)，如电机的启动和停止，开关的闭合和断开等。2。输入状态信息时，输入设备准备好了吗？(就绪)，输出时，输出设备是否空闲？(BUSY)，反映当前外设工作状态的信息，如：3。控制

3、信息(控制)，如控制输入输出设备的启动或停止。中央处理器和外围设备之间的接口信息，中央处理器通过接口输出用于控制外围设备操作的信息。外部设备和微处理器之间的信息交换必须通过访问外围设备的相应端口来实现。访问这些外围端口的具体过程称为寻址。通常有两种寻址方式：内存镜像的输入输出寻址方式和单独的输入输出端口寻址方式。6.2输入/输出端口及其寻址模式，1。内存镜像的输入输出寻址方式，端口地址和内存地址的统一寻址，内存镜像的输入输出端口寻址连接方式，1。端口寻址丰富，不需要特殊的输入输出指令。2.输入/输出寄存器和外设的数量不受限制，只受总存储容量的限制。3.读写控制的逻辑相对简单。输入/输出端口需要

4、占用一部分内存地址空间，并减少可用内存空间。输入/输出端口分别寻址，输入/输出端口与内存分别寻址，输入/输出端口分别寻址。中央处理器在访问输入输出端口时必须使用特殊的输入输出指令，所以也称为特殊输入输出指令模式。这些特殊的输入输出指令通常有两种类型，即输入指令输入、输出指令输出及其相关的指令组。不同的微处理器有不同的指令格式。8086/8088等。单独使用输入/输出端口寻址模式。这些指令包括直接寻址和寄存器间接寻址。对于以8086为中央处理器的PC机系列，如果采用直接寻址，其指令格式为：输入指令：输入端口，输出端口指令：输出端口，输出端口。这种直接寻址方式的端口地址为一字节长，可寻址256个端

5、口。采用间接寻址，则它的指令格式为：输入指令：输入指令，输出指令：输出指令。这种间接寻址模式的端口地址有两个字节长，由DX寄存器间接给出，可以寻址64K端口地址。输入输出端口的地址空间是独立的，不占用内存地址空间。2.地址线很少，寻址速度相对较快。3.特殊输入输出指令的使用使编译后的程序清晰易懂，易于检查。输入输出指令少，导致编程灵活性差；2.需要两组控制逻辑，包括存储器和输入/输出端口，这增加了控制逻辑的复杂性。输入/输出端口及其寻址方式输入/输出端口地址分配输入/输出端口地址解码技术6.4输入/输出端口地址解码技术输入/输出端口及其寻址方式端口：接口电路中的一个寄存器，可直接寻址端口类型：

6、数据端口、状态端口、命令端口、输入输出端口和输入输出操作，输入输出操作本质：输入输出端口操作，端口地址寻址模式1)统一寻址(内存映射模式)，原理：M和输入输出共享整个地址空间；输入输出端口相当于存储单元，m不与输入输出地址重叠。优点：输入输出可以有更大的寻址空间，易于扩展；输入输出操作指令种类繁多，功能齐全；缺点：M的地址空间有限；输入输出指令长，执行速度慢。摩托罗拉系列，苹果系列，部分小型机，2)独立寻址(输入输出映射模式，特殊输入输出指令模式)，个人电脑系列，Z-80系列，原理：M和输入输出分别寻址，互不干扰。M和I/O地址不重叠的优点：M空间不受I/O空间的影响；有特殊的输入输出指令(清

7、晰的程序)；I/O指令短，执行速度快：I/O指令有限，I/O空间不易扩展，具有独立寻址模式的端口访问1)I/O指令，输入入al，端口入al，dx入ax，端口入ax，dx，输出出port，输出出DX，输出出port，AX出DX，AX，注意事项端口范围(长格式):00HFFH数据寄存器：AL/AX端口间地址寄存器(短格式):DX，2)I/O端口访问， 让输出设备的状态为READY(高电平有效)，以便从端口端口(D7位)读取，并且数据端口地址为PORTD，写入程序段，并将BUF单元的内容写入存储器。等待：摩凡陀，INAL港，DX ANDAL，80H阅读状态字并判断READY1？JZWAIT就绪0，等

8、待，移动，端口移动，缓冲输出，自动；向端口PORTD输出数据；2.输入输出端口地址分配、输入输出接口硬件分类1)输入输出芯片定时器/计数器、中断控制器、直接存储器存取控制器和系统板上的并行接口2)输入输出扩展槽上的接口控制卡、软驱卡、硬盘卡、声卡和显卡；输入输出端口地址分配微机输入输出地址：A0A15最后512 (A91)分配给扩展槽自动测试机；前256 (00HFFH)分配给系统板；表中显示了最后768个扩展槽的具体分配。输入/输出端口地址选择原则1)系统配置占用的任何地址都不能使用。2)计算机制造商声明最好不要使用保留地址。3)可保留为实验卡的地址：300H31FH；最好使用地址开关。系统

9、板上接口芯片的端口地址，扩展槽上接口控制卡的端口地址，输入输出端口地址分配表，三。输入输出端口地址解码，输入输出地址解码电路的工作原理和功能1)地址解码电路的功能：地址控制信号接口芯片的选择信号常用控制信号：RD、AEN、AEN0:非直接存储器存取模式。避免使用直接存储器存取控制器在这些端口上执行直接存储器存取操作，这些端口在直接存储器存取期间不以直接存储器存取模式传输。2)地址解码电路输出信号：低电平有效输入输出地址解码方法片间选择：高电平地址控制信号片内端口选择信号片内端口选择：低电平地址直接与接口芯片地址线相连，WR，高电平地址和低电平地址的划分，输入输出端口地址解码电路的设计，1)固定

10、端口地址解码门解码方法单地址或地址范围，地址范围：解码时不涉及n条地址线，转换后的地址包含2n，例如，试分析图中的地址。如果图中的A1和A2被删除，则输出地址。使用跳线开关和异或门地址开关的原理：如果需要异或门的输出C1，则两个输入的逻辑电平相反，即如果开关S闭合，Ai1；否则，Ai为0；如果需要异或门的输出C0，两个输入端的逻辑电平是相同的，也就是说，如果开关s闭合，Ai0；否则，Ai 1，解码器(以74LS138为例)对多个地址或地址范围进行解码，每个芯片的地址为：8237:00 h1 FH 8259:20 h3fh 8253:40 H5 FH 8255:60 H7 FH write DMA页面寄存器：80H9FH写NMI屏蔽寄存器：A0HBFH。示例：PC机系统板上的端口地址解