微机8088第6章.ppt

1、第六章 微型计算机接口技术,6.1 微型计算机接口结构和功能,6.2 CPU与外设的数据传送方式,6.3 微计算机的中断系统,6.1 微型计算机接口结构和功能,它是介于主机和外设之间的一种缓冲电路，是连接CPU与外设的通道。 对于主机，I/O口提供外设的工作状态和数据； 对于外设，I/O口记忆主机下达的给外设的一切命令和数据，使主机和外设的工作协调一致。 功能：使外设与CPU进行总线隔离，起缓冲、暂存数据、电平转换、速度匹配、数据格式转换、状态的传递、等作用。,接口： I/O接口电路的简称。 I/O口。 输入和输出电路。,6.1.1 接口的基本结构,1、I/O口和存储器混合编址： 统一编址,任

2、一个外设端口作为存储器的一个单元来对待 每一个外设端口占有存储器的一个单元地址 对外设端口的读写操作相当于对存储器的读写操作。 优点：占用全部的存储器操作指令，使用方便； 缺点：外设占用内存单元，使内存容量减少。,I/O口的编址方式,I/O口独立编址：I/O地址与存储器地址分开。 CPU有专门的I/O指令，用地址来区分不同的外设。 一个外设往往具有多个端口（状态口、数据口、控制口） 而每个端口对应一个端口地址。 CPU查询一外设，往往需查询多个端口地址才能最终正确 查询到该外设。,CPU与I/O设备之间的接口信息,1数据信息： 数字量：键盘输入的多位二进制数据等. 模拟量：电压，压力等现场信息

3、，须经 A/D转换才能送给计算机处理。 开关量：电动机的正、反转等，一位二进制数据，开关的合与断。,2状态信息： 主要指输入、输出设备的状态。 3控制信息（命令信息）： 由CPU发出，以控制不同外设的不同工作过程。,三种信息性质不同，需分时传送，实际应用中，CPU与I/O设备进行数据交换时： 数据信息一般是8位，独占一个端口-数据端口或地址/数据口（先送出的是地址后送出的是数据） ； 状态和控制信息只用其中的一位或几位，可以合用一个端口-状态/控制口（送出的是命令，读入的是状态） ； 因此，当CPU寻址外设时，通过对地址/数据端口和状态/控制口地址的查询，就可以正确地找到此外设。,三种信息的联

4、系：,CPU与I/O设备之间的通讯,1、CPU通过地址/数据口发出相应的地址信息，找到该设备； 2、CPU通过控制/状态口查询该设备的当前工作状态； 忙：等待 闲：可以通讯 3、CPU通过控制/状态口发出命令，指导该设备的下一步工作； 4、CPU通过地址/数据口发出相应的数据信息。,6.2 CPU与外设数据传送的方式,又称同步传送方式，直接程序传送方式，较少用，只有在外部控制过程的各种动作时间是固定的且是已知的条件下才可使用。 优点：程序简单，硬件和软件很省。 缺点：对外设的要求较严格，否则出错。,一、无条件传送方式：,CPU与外设进行数据传送前，先查询外设的工作状态，只有当外设准备好之后才传

5、送，否则CPU就等待。 查询式输入：外设准备好数据，CPU取走数据，否则CPU等待。,二查询传送方式（条件传送方式）：,适用于CPU与外设工作异步的情况，也称异步传送。,查询式输出：外设处于空闲时，CPU将数据输出至外设， 否则CPU等待。,查询式输入示例,数据端口 74H,状态端口 77H,D0,D7,D7,READY（1位）,8位,POLL： IN AL，77H TEST AL, 80H JE POLL ；READY=0 转POLL IN AL，74H MOV DX, AL ;数据暂存入dx,查询式输出示例,POLL：MOV DX, 213H IN AL，DX TEST AL, 80H J

6、NE POLL ；busy=1转poll MOV DX, 210H MOV AL，BX ; bx的内容送给外设 OUT DX，AL,查询式数据采集系统示例,利用中断方式进行数据传送。最常用的传送方式。 过程：外设准备好，向CPU提出申请，CPU给予响应，暂停主程序，执行子程序，处理数据，完毕返回主程序继续顺序执行。 优点：CPU和外设可以并行工作，工作速度高。,三中断传送方式：,用硬件在外设和内存之间直接进行数据交换而不通过CPU，称之为DMA方式。 由DMA控制器（DMAC）控制外设与存储器直接进行数据传输，速率极高。 优点：速度更快，不象中断传送方式需保存和恢复断点及现场信息。,四直接数据

7、通道传送方式（DMA）,DMA传送的几种形式,DMA控制器（DMAC）的基本功能,1能接收外设请求，向CPU发出DMA请求信号； 2CPU能够对请求信号发出有效的DMA响应，DMAC接到有效的DMA响应后接管对总线的控制，并向外设发出总线请求确认信号，标志着进入DMA工作方式； 3能寻址存储器及外设，即能输出相应的地址和修改地址指针； 4能向存储器和外设发出相应的读/写控制信号； 5能控制传送的字节数，以判断DMA工作方式是否结束； 6在DMA传送结束之后，能释放总线，使CPU重新接管对总线的控制权，恢复正常的工作。,DMA传送方式,1、单字节传送：每次DMA请求只传送一个字节，传完后即撤除D

8、MA请求信号并释放总线。 2、字节（字符）组传送：即数据块传送，每次DMA请求连续传送一个固定长度的数据块，待规定的数据块长度传完才撤除DMA请求，释放总线。,主程序在其执行过程中，由于某种原因，CPU暂停主程序的执行，而转去执行中断子程序，当中断子程序执行完毕，返回主程序继续执行。,中断定义：,6.3 微计算机的中断系统,6.3.1 中断控制方式的优点：,1、并行工作： 可保证CPU与外设同时并行工作，允许多个外设同时工作。 2、实时处理： 可以保证CPU对现场存在的各种信息进行实时处理。 3、故障处理 4、分时操作 5、实现多程序多任务工作,6.3.2 与中断有关的术语,中断源：中断申请的

9、来源 。,开始,主程序,断点,中 断 服 务 程 序,主程序,结束,中断源,INT n 其中: n: 中断类型码 0-255 n4,中断向量表,中断向量CS:IP,中断子程序调用前：保护断点地址和现场信息 中断子程序调用后：恢复断点地址和现场信息 中断优先权：各中断源的优先级别。,6.3.3 中断过程 （8088/8086）,1、中断请求：发生中断的必要条件,8088/8086中共有两类中断，分为： 软件中断：即内部中断，由指令的执行引起的中断。 硬件中断：即外部中断，由外部请求引起的中断。,1、中断请求：发生中断的必要条件 2、中断排队 3、中断响应 4、中断处理 5、中断返回,1、INTR

10、（可屏蔽中断） 高电平有效，若外设有中断申请，则INTR=1，且 若I=“1”，则CPU给出中断响应，进入中断。同时，I立刻为0，自动关中断，以保证本中断的顺利执行。 若I=“0”，则CPU关中断，不予响应。 2、NMI（非屏蔽中断）： 边沿触发，上升沿触发有效。 若NMI的触发沿到来（有申请），则在当前指令执行完毕，CPU自动给出中断向量号2，转去执行中断子程序，而没有中间的任何其他过程。,（一）外部中断：,1DIV/IDIV指令： 若除数为0，或结果超范围，将产生类型为0的内部中断。 2单步执行指令： T=“1”，产生类型1中断。（单步调试程序） 3非屏蔽中断： 当NMI= 上升沿时，产生

11、类型2中断。 4断点中断： 为调试程序设置的类型3中断（以子功能为准调试程序） 5INTO指令： 结果溢出O=1，产生类型4中断,（二）内部中断：均为非屏蔽中断。,2、中断排队,按中断优先权排队： 根据优先权的不同，高级中断源可中断低级中断源，而同级或低级中断源则不能中断同级或比自己级别高的中断源。,结合内部和外部中断，则整个中断系统的优先级别为：,中断优先权确定方法： 软件方法和硬件方法。 软件确定中断优先权，多采用查询方式进行。,IN AL，20H TEST AL，80H JNE PWF TEST AL，40H JNE DISS TEST AL，20H JNE devices ,中断优先权

12、软件确定方式（程序）,屏蔽法：,XOR AL，AL IN AL，20H RCL AL，1 JC PWF RCL AL，1 JC DISS ,中断优先权软件确定方式（程序）,移位法：,1、查询次序是优先权的次序 2、节省硬件 3、到达相应的入口地址，时间较长。,中断优先权软件确定方式特点：,3、中断响应,FR 进栈保护 TF、IF复位 断点地址保护 自动获得中断类型码n 从中段向量表自动获取中断向量,4、中断处理,执行用户中断服务程序 注意：现场信息的保护和恢复,5、中断返回,IRET 返回到断点处。,中断向量表：,中断向量表位于内存的前1K字节范围内，可以容纳256个中断向量，每个中断向量占用4个字节，前两个为IP值，后两个为CS值，地址范围为03FFH，恰好为1K空间。,1K = 1024字节 ，03FFH 1K = 256个中断每个中断占4字节=1024字节,任务要求： 将244接口的开关量从273接口的输出发光二极管上对应显示出来。改变开关输入量，二极管的显示跟着改变。按下键盘的任意键，停止输入和输出。 244口地址：298H 273口地址：299H,程序：,DATA SEGMENT DATA ENDS STACK1 SEGMENT stack stack DB 100 DUP(?) STACK1 EN