微机原理与接口技术(第二版) 教学课件 ppt 作者 马维华 主编6,7章 十一五教材讲稿第6章基本输入输出接口技术
115页1、第6章 基本输入输出接口技术,【本章提要】 本章首先概述I/O的基本知识,然后讨论输入/输出控制方式,I/O接口的读写技术, 并行通信与串行通信,最后重点讨论常用可编程典型I/O接口芯片及其接口技术。 【学习目标】 了解I/O接口信息、I/O编址方法、I/O组织、I/O控制方式、并行通信及串行通信等输入输出基础知识。 理解基本输入输出接口的操作。 掌握简单I/O接口的读写技术。 熟练掌握常用接口芯片16550/8250、8255和8253的工作原理及其编程应用。 能综合运用接口芯片,构建和分析实际应用系统。,第6章 基本输入输出接口技术,本章主要内容: 概 述 输入/输出控制方式 I/O接口读写技术 并行通信与串行通信,可编程接口芯片 串行通信接口芯片 并行通信接口芯片 定时计数接口芯片,2019年5月20日星期一,6.1 概述,一、输入/输出与输入/输出接口 1.输入/输出:微处理器与外部设备之间的信息交换即通信。 2.输入/输出接口:完成微处理器与外部设备数据通信即输入/输出任务的接口。 包括:硬件接口电路和软件接口程序。,2019年5月20日星期一,二、I/O接口的功能,1. 内
2、部地址译码 2.提供联络信号 3.信号特性匹配(如电平转换) 4.信息格式的转换(如正负逻辑的转换,串并 格式,模数转换) 5.数据缓冲与锁存 6.对外设进行中断管理 7.提供时序控制,2019年5月20日星期一,三、CPU与I/O设备间的接口信息,三种:数据信息、状态信息、控制信息 这些信息均通过数据总线传输。,2019年5月20日星期一,四、I/O端口的编址方法,1.存储器映射编址 含义: I/O端口的地址与存储器的地址统一混合编址。 用访问存储器的指令,即可对整个地址空间(存储器和I/O)进行访问,而无需专用I/O指令。 优点: 访问I/O指令多,使用方便。 内存与外设地址分布相同。 无需专用的I/O指令。,2019年5月20日星期一,2. I/O映射编址,含义 I/O端口与存储器分开独立编址,即I/O端口和存储器都有自己的一套地址空间,而且互不相干。 优点 I/O设备不占用内存单元,节约了内存空间。 指令执行速度快。 I/O端口 8086Core2微机采用I/O映射的编址方法。 I/O端口的地址64K 个8位口地址(0000H-FFFFH)。,2019年5月20日星期一,五、I
3、/O组织,2.基于8086和80286 16位I/O组织,3.基于80386和80486 32位I/O组织,4.基于PentiumPentium4的64位I/O组织,I/O组 织,1. 基于8088的8位I/O组织,2019年5月20日星期一,8位I/O组织-基于8088,2019年5月20日星期一,16位I/O组织-基于808680286,2019年5月20日星期一,32位I/O组织-基于8038680486,2019年5月20日星期一,64位I/O组织 -基于Pentium Core2,2019年5月20日星期一,2.I/O端口的地址分配,1. I/O地址范围 0000H-FFFFH.共64K个8位端口 从8086Core2 I/O地址采用A15A0共16条地址线,且与存储器分开编址。 2. 系统板保留的1K个I/O端口 (详见书P.238表6.1) 000H-03FFH,共1K个8位端口 3. 查看当前系统I/O地址分配,2019年5月20日星期一,系统板保留的1K地址,2019年5月20日星期一,I/O指令时序,(b) OUT 指令操作时序 OUT P8,AL或OUT DX,A
4、L P8为8位端口地址,(a) IN指令操作时序 IN AL,P8 或IN AL,DX P8为8位端口地址,6.2 输入输出控制方式,直接程序控制方式 中断控制方式 DMA控制方式 I/O处理机控制方式,2019年5月20日星期一,一、直接程序控制方式,含义:直接在程序控制下进行微处理器与外设之间的数据传送。 分类:无条件传送方式和条件传送方式两种。 1.无条件传送方式 含义:不查询外设状态而直接进行输入输出的一种方式。 特点:简单、经济,但可靠性差。,2019年5月20日星期一,2.条件传送方式,含义:首先查询外设状态,满足条件时才进行数据的传送,因此也叫查询传送方式。 特点:简单、可靠性高,但CPU效率低。,输入,输出,2019年5月20日星期一,二、中断控制方式,含义:在满足传输条件时,外设向CPU发请求传输的中断信号,CPU接收请求后进入服务程序,在中断服务程序中进行输入输出操作。 特点:无需查询等待,CPU利用率大大提高。 不足:中断控制方式仍需要一系列本与输入输出无关的操作(如压栈保护等),因此对于高速I/O设备效率仍不算快。,2019年5月20日星期一,三、DMA控制方式
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