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1、微机原理微机原理6 6章章教学重点u基本概念基本概念uI/O接口接口、I/O端口端口uI/O端口的编址端口的编址u 输入、输出的传送方式输入、输出的传送方式无条件、无条件、查询、查询、中断、中断、DMA传送传送 CPU I/O设备键盘键盘鼠标鼠标CRTCRT打印机打印机绘图仪绘图仪I/O接口电路的典型结构接口电路的典型结构控制总线控制总线CB地址总线地址总线ABI/O接口电路接口电路数据数据控制控制状态状态数据总线数据总线DBCPUI/O外设外设装置装置命令控制寄命令控制寄存器存器状态寄存器状态寄存器数据寄存器数据寄存器中断控制中断控制3 3种信息均通过数据总种信息均通过数据总线传送。读写不同
2、的端线传送。读写不同的端口交换不同的信息。口交换不同的信息。INTR一定要理解一定要理解什么是什么是I/O端口？端口？nI/O端口是端口是I/O接口中可以由接口中可以由CPU进行读或写的寄存器。进行读或写的寄存器。n一一个个接接口口电电路路可可以以具具有有多多个个I/O端端口口，每每个个端端口口用用来来保保存和交换不同的信息（数据、状态和控制信息）存和交换不同的信息（数据、状态和控制信息）n通过通过端口地址端口地址来找到每一个端口。来找到每一个端口。n对对一一个个I/O接接口口电电路路，从从使使用用者者的的角角度度，主主要要要要知知道道它它的端口的地址和功能。的端口的地址和功能。接口（接口（i
3、nterface）与端口（）与端口（port）：）：1、I/O端口与存储器统一编址端口与存储器统一编址n外外设设端端口口作作为为存存储储器器的的一一个个单单元元，占占据据存存储储器器的的一一个个地地址址。访访问问存存储器和访问外设使用一样的指令。储器和访问外设使用一样的指令。n如如MOTOROLA的产品的产品n优点：优点：n不需要专门的不需要专门的I/O指令指令nI/O数数据据存存取取与与存存储储器器数数据据存存取取一一样样灵灵活活n缺点：缺点：nI/O端口要占去部分存储器地址空间端口要占去部分存储器地址空间n程程序序不不易易阅阅读读（不不易易分分清清访访存存和和访访问问外外设）设）内存内存部
4、分部分I/O部分部分存储器空间存储器空间00000FFFFF二、二、I/O端口的编址方式（两种）端口的编址方式（两种）2、I/O端口单独编址端口单独编址nI/O地地址址空空间间独独立立于于存存储储地地址址空空间间。有有专专门门的输入输出指令。的输入输出指令。nIntel 的的8086/8088，Zilog的产品等。的产品等。n优点：优点：nI/O端口的地址空间独立端口的地址空间独立n控制和地址译码电路相对简单控制和地址译码电路相对简单n专门的专门的I/O指令使程序清晰易读指令使程序清晰易读n缺点：缺点：nI/O指令没有存储器指令丰富指令没有存储器指令丰富n注意：注意：n系系统统必必须须要要有有
5、控控制制线线来来区区分分是是寻寻址址内内存存，还还是外设是外设内存内存空间空间I/O空间空间FFFFF0FFFF80 x86采用采用I/O端口独立编址端口独立编址 M/IO8088/8086的输入输出指令的输入输出指令n输入指令输入指令（IN：将外设数据传送给将外设数据传送给CPU内的内的AL/AX）IN AL,i8/DX;字节输入字节输入IN AX,i8/DX;字输入字输入n输出指令输出指令（OUT：将将CPU内的内的AL/AX数据传送给外设）数据传送给外设）OUT i8/DX ,AL;字节输出字节输出OUT i8/DX ,AX;字输出字输出8088/8086的的I/O端口端口n8088/8
6、086只只能能通通过过输输入入输输出出指指令令与与外外设设进进行行数数据据交交换换；呈现给程序员的外设是端口（呈现给程序员的外设是端口（Port），即），即I/O地址地址n8086用用于于寻寻址址外外设设端端口口的的地地址址线线为为16条条，端端口口最最多多为为21665536（64K）个，端口号为）个，端口号为0000HFFFFHn每个端口用于传送一个字节的外设数据每个端口用于传送一个字节的外设数据I/0接口硬件分类接口硬件分类 不可编程不可编程 可编程可编程 8253 定时定时/计数器计数器 8259 中断控制器中断控制器 通用接口通用接口 8257 DMA 8250、8251 串行接口芯
7、片串行接口芯片或或 8255、8155并行接口芯片并行接口芯片 软盘控制器软盘控制器 8271、8272 专用接口专用接口 CRT 8275 键盘显示键盘显示 8279 不可编程的不可编程的I/OI/O接口属简单的接口属简单的I/OI/O接口，典型的芯片是三态缓接口，典型的芯片是三态缓冲器和数据锁存器。冲器和数据锁存器。如：如：74LS244 74LS244，245245；74LS373,374 74LS373,374 增强总线的负载能力并隔离增强总线的负载能力并隔离简单的I/O接口芯片常用I/O芯片：缓冲器（Buffer)和锁存器（Latch)缓冲器：无锁存功能，在外设和CPU之间起缓冲 驱
8、动和隔离作用。总线缓冲器具有三态功能。锁存器：除具有缓冲功能外还有数据锁存记忆功能。1缓冲器74LS244 8路单向数据缓冲器74LS245 8路双向数据缓冲器（1）、）、8路单向数据缓冲器路单向数据缓冲器74LS244三态输出的八缓冲器和线驱动器；三态输出的八缓冲器和线驱动器；8个输入端，分为二路个输入端，分为二路1A11A4，2A12A4；8个输出端，分为二路个输出端，分为二路1Y11Y4，2Y12Y4；分分别别由由2个个门门控控信信号号和和控控制制；和和为为低低，芯芯片片工作，工作，Y=A；74LS244缓缓冲冲后后，输输入入信信号号被被驱驱动动，输输出出信信号号的的驱驱动动能能力力加大
9、了；加大了；常用的缓冲器还有常用的缓冲器还有74LS240和和74LS241等。等。74LS244缓冲器逻辑电路和引脚图缓冲器逻辑电路和引脚图（2）、）、8路双向数据收发器路双向数据收发器74LS245三态输出的三态输出的8总线收发器；总线收发器；16个双向传送的数据端，个双向传送的数据端，A1A8，B1B8；两个控制端两个控制端使能端使能端和方向控制端和方向控制端DIR；芯片的功能见表芯片的功能见表6-2。表表74LS245的真值表的真值表通常用于数据的双向传送、缓冲和驱动。通常用于数据的双向传送、缓冲和驱动。常用的数据收发器还有常用的数据收发器还有74LS243、Intel8286、Int
10、el8287等等使能使能方向控制方向控制DIR传送方向传送方向LLBALHABH隔开隔开74LS245八总线收发器逻辑电路和引脚图八总线收发器逻辑电路和引脚图2锁存器74LS3738D锁存器8输入：1D8D8输出：1O8O输入允许端：OE输出预选端：G使能使能G输出允许输出允许OE输入输入输出输出QHLLLHLHHLLQ0HZ表表6-1 74LS3736-1 74LS373的真值表的真值表 H H为高电平，为高电平，L L为低电平，为低电平，Q0Q0为原状为原状态，态，Z Z为高阻抗，为高阻抗，为任意值。为任意值。74LS37374LS373锁存器主要用于锁存地址信锁存器主要用于锁存地址信息、
11、数据信息以及息、数据信息以及DMADMA页面地址信息等。页面地址信息等。常用的锁存器还有常用的锁存器还有74LS27374LS273，573573，Intel 8282Intel 8282和和82838283等等74LS373锁存器逻辑电路和引脚图锁存器逻辑电路和引脚图6.1.4 CPU6.1.4 CPU与外设数据的传送方式与外设数据的传送方式n程程序序控控制制下下的的数数据据传传送送通通过过CPU执执行行程程序序中中的的I/O指指令令来来完完成传送，又分为：成传送，又分为：n无条件传送无条件传送n查询传送查询传送(有条件传送）有条件传送）n中断方式中断方式n直直接接存存储储器器存存取取（DM
12、A）传传送送请请求求由由外外设设向向DMA控控制制器器（DMAC）提提出出，后后者者向向CPU申申请请总总线线，最最后后DMAC利利用用系系统统总总线来完成外设和存储器间的数据传送线来完成外设和存储器间的数据传送由硬件控制传送由硬件控制传送程序控制下程序控制下的数据传送的数据传送一、无条件传送方式一、无条件传送方式n无无条条件件传传送送（同同步步传传送送）：在在传传送送前前CPUCPU不不需需了了解解外外设设状状态态（即即认认为为它它总总处处于于“就就绪绪”状状态态），随随时时进行数据传送（直接执行输入输出指令。进行数据传送（直接执行输入输出指令。n适适合合于于简简单单慢慢速速设设备备。如如L
13、EDLED数数码码管管、按按键键或或按按纽纽等。等。n无条件传送的无条件传送的接口和操作均十分简单。接口和操作均十分简单。n这这种种传传送送有有前前提提：外外设设必必须须随随时时出出于于就就绪绪状状态态。否否则，容易出错。则，容易出错。I/O外设8 8位位三态缓三态缓冲器冲器地址地址译码译码器器CPU数据端口M/IORDMOV DX,120HIN AL，DX无条件传送无条件传送:输入示例输入示例OECSD7D0A15A1A00120H地地址址译译码码器器M/IOWRCSA15A1A00160HI/O外设8位锁锁存存器器无条件传送的输出方式MOV DX，160HOUT DX，ALD7D0n为为什
14、什么么输输入入端端口口可可不不用用锁锁存存器器，而而输输出出端端口口通通常常要用锁存器？要用锁存器？n输出接口有输出接口有锁存缓存环节锁存缓存环节；n输入接口有输入接口有缓冲环节缓冲环节；第第6章：无条件传送：输入输出接口示例章：无条件传送：输入输出接口示例K7K1K0+5VD0D7A0A15CLKLS06反相反相驱动器驱动器LS2738D锁存器锁存器LS244三态三态缓冲器缓冲器8000H译码译码+5VLED0LED7GIOWIORnext:movdx,8000h；DX指向数据端口指向数据端口inal,dx；从输入端口读开关状态；从输入端口读开关状态notal；反相；反相outdx,al；送
15、输出端口显示；送输出端口显示calldelay；调子程序延时；调子程序延时jmpnext；重复；重复二、条件传送（查询传送方式）二、条件传送（查询传送方式）nCPU需需要要先先了了解解（查查询询）外外设设的的工工作作状状态态，在在外外设设就就绪绪（可可以以交交换换信信息息的的情情况况下下）后后实实现数据输入或输出。现数据输入或输出。n必须有必须有传送状态信号的端口传送状态信号的端口。n查查询询传传送送的的特特点点是是：工工作作可可靠靠，适适用用面面宽宽，但传送效率低但传送效率低n对对多多个个外外设设的的情情况况，则则CPU按按一一定定顺顺序序依依次次查查询询（轮轮询询）。先先查查询询的的外外设
16、设将将优优先先进进行行数数据交换据交换就绪就绪？查询传送的两个环节查询传送的两个环节 查询环节查询环节n读取状态寄存器的标志位读取状态寄存器的标志位n若没有就绪就继续查询，直至就绪若没有就绪就继续查询，直至就绪 传送环节传送环节n通过输入通过输入/输出指令从数据端口读入输出指令从数据端口读入 或输出数据或输出数据读入状态读入状态就绪？就绪？数据交换数据交换YN传送流程查询式输入接口查询式输入接口 外设准备好数据外设准备好数据STBQ=1就绪就绪CPU输入数据输入数据，数据送入锁存器数据送入锁存器同时置同时置Q=0=0，为下一次，为下一次 输入数据做准备。输入数据做准备。+5V8D锁存器锁存器数
17、据数据缓冲器缓冲器（8位）位）状态状态缓冲器缓冲器1位位RQD0D7D7D输入输入设备设备选通信号选通信号译码译码 A0A1520H21HIORIOR准备好信号如何建立，如何清除？准备好信号如何建立，如何清除？简述查询式输入输出的工作过程？简述查询式输入输出的工作过程？POLL:INAL,20H;读状态端口读状态端口TESTAL,80H;测试标志位测试标志位D7JEPOLL;D70，未就绪，继续查未就绪，继续查INAL,21H;D01，就绪就绪.从数据端口输入数据从数据端口输入数据,;同时清同时清READY设置外设忙与设置外设忙与不忙的电路不忙的电路8D锁存器锁存器译码译码1位位三态三态缓冲器
18、缓冲器RQ A0A1530H31HD0D7D7D+5V输出输出设备设备ACKIOWIORBUSY查询式输出接口查询式输出接口 外设取完数据外设取完数据ACKQ=0闲闲CPU输出数据到数据输出端口输出数据到数据输出端口同时置同时置Q=1Q=1，通知外设取数据，通知外设取数据 设置设置忙忙就绪:闲1忙忙0闲闲POLL:INAL,STATUS_PORT；读状态端口；读状态端口TESTAL,80H；测试；测试BUSY位位D7JNEPOLL；D71，忙，未就绪，继续查询，忙，未就绪，继续查询；D70，闲，就绪，闲，就绪OUTDATA_PORT,AL；从数据端口输入数据；从数据端口输入数据,同时置同时置Q
19、=1，忙，忙何时为闲状态，取决于外设电路。何时为闲状态，取决于外设电路。状态信号是如何建立起来的？状态信号是如何建立起来的？如何撤销的？如何撤销的？例：例：一个采用查询方式的数据采集系统一个采用查询方式的数据采集系统一个有个模拟量输入的数据采集系统，用查询方式一个有个模拟量输入的数据采集系统，用查询方式与传送信息，电路如图所示。与传送信息，电路如图所示。n 8 8个个输输入入模模拟拟量量，经经过过多多路路开开关关它它由由端端口口4 4输输出出的的3 3位位二二进进制制码码（D D2 2、D D1 1、D D0 0）控制）控制(000(000相应于相应于UA0UA0输入输入111UA7111UA
20、7输输入入)，每每次次送送出出一一个个模模拟拟量量至至转换器；同时，转换器由端口转换器；同时，转换器由端口4 4输出的输出的4 4位控制启位控制启动动与与停停止止。转转换换器器的的READYREADY信信号号由由端端口口2 2的的0 0输输至至CPUCPU数数据据总总线线;经经转转换换后后的的数数据据由由端端口口3 3输输入至数据总线。所以，入至数据总线。所以，该数据采集系统，需要用到该数据采集系统，需要用到3 3个端口，它们有各自的地址。个端口，它们有各自的地址。n采集过程要求：采集过程要求：(1)(1)初始化。初始化。(2)(2)先停止转换。先停止转换。(3)(3)启动转换启动转换.(4)
21、(4)查询输入状态信息。查询输入状态信息。(5)(5)当当输输入入数数据据已已转转换换完完（READYREADY1,1,即即准准备备就就绪绪）,则则经经由由端端口口输输入入至至CPUCPU的累加器的累加器ALAL中中,并转送内存。并转送内存。(5)(5)设置下一个内存单元与下一个输入通道设置下一个内存单元与下一个输入通道,循环次循环次。数据采集过程的程序为：数据采集过程的程序为：STARE:STARE:MOV DL,0F8H ;MOV DL,0F8H ;设置启动设置启动A/DA/D转换的信号转换的信号,且低位选通多路且低位选通多路 开关通道开关通道0 0，DL=111 DL=1111 11 1
22、000000B B LEA DI,DSTOR LEA DI,DSTORAGAINAGAIN：MOV AL,DLMOV AL,DL AND AL,0EFH ;AL AND AL,0EFH ;AL与与11101111B11101111B相与使相与使D4D4 OUT 04,AL ;OUT 04,AL ;停止停止A/DA/D转换转换 CALL DELAY CALL DELAY ;等待停止等待停止A/DA/D转换操作的完成转换操作的完成 MOV AL,MOV AL,DLDL OUT 04,AL ;OUT 04,AL ;选输入通道并启动选输入通道并启动A/DA/D转换转换POLLPOLL：IN AL,02
23、 ;IN AL,02 ;输入状态信息输入状态信息 SHR AL,1 ;SHR AL,1 ;查查ALAL的的D D0 0 JNC POLL JNC POLL ;判判READY=1?READY=1?若若D D0 0=0,=0,未准备好未准备好,则循环再查则循环再查 IN AL,03 ;IN AL,03 ;若已准备就绪若已准备就绪,则经端口将采样数据输入至则经端口将采样数据输入至ALAL STOSB ;STOSB ;输入数据转送内存单元输入数据转送内存单元 INC DL ;INC DL ;输入模拟量通道增输入模拟量通道增1 1 JNE JNE AGAIN ;DLAGAIN ;DL0 0，8 8个模拟
24、量未输入完则循环个模拟量未输入完则循环 ;输入已完输入已完,执行别的程序执行别的程序控制口控制口查询查询状态口状态口三、三、中断传送方式中断传送方式断点断点主程序主程序中断请求中断请求为外设为外设提供服务提供服务继继续续执执行行返回断点返回断点nCPUCPU在在执执行行程程序序中中，被被内内部部或或外外部部的的事事件件所所打打断断，转转去去执执行行一一段段预预先先安安排排好好的的程程序序（中中断断服服务务程程序序），服服务务结结束束后后，又又返返回回原原来来的的断断点点，继继续续执执行行原原来的程序来的程序中断服务程序入口n中断传送是一种效率更高的程序传送方式中断传送是一种效率更高的程序传送方
25、式n进行传送的进行传送的中断服务程序是预先设计好的中断服务程序是预先设计好的n中断请求是外设随机向中断请求是外设随机向CPU提出的提出的nCPU对对请请求求的的检检测测是是有有规规律律的的：一一般般是是在在每每条条指指令令的的最最后后一一个个时时钟钟周周期期采采样样中中断断请请求求输输入入引引脚脚（查查询询是是否否有有中中断断请请求）。该过程由硬件完成，不占用求）。该过程由硬件完成，不占用CPU工作时间。工作时间。n本书主要论述中断在输入和输出方面的应用本书主要论述中断在输入和输出方面的应用n中断还有着非常广泛的应用中断还有着非常广泛的应用中断传送方式的接口电路中断传送方式的接口电路D0D7+
26、5V8D锁存器锁存器8位位三态三态缓冲器缓冲器三态缓冲器三态缓冲器RQ 译码译码 中断向量号中断向量号D0D7INTRD输入输入设备设备中断允许触发器中断允许触发器A0A15中断请求中断请求触发器触发器IORINTASTB读数据的同时清除中断请求触发器四、四、DMA传送方式传送方式n程序控制传送：程序控制传送：外设外设CPU存储器存储器外设外设CPU存储器存储器n直接存储器存取直接存储器存取DMA：外设外设存储器存储器外设外设存储器存储器n希望克服程序控制传送的不足希望克服程序控制传送的不足 CPU释释放放总总线线，由由DMA控控制制器器DMAC控控制制传传送送,因由硬件实现，所以速度快。因由
27、硬件实现，所以速度快。（一）、（一）、DMA控制器的功能控制器的功能n能接收外设的请求，向能接收外设的请求，向CPU发出发出DMA请求信号请求信号HOLDn当当CPU发出发出HLDA信号后，接管对总线的控制，进入信号后，接管对总线的控制，进入DMA方式方式n 传送过程传送过程n能发地址信息，并自动增减地址能发地址信息，并自动增减地址n能发读或写等控制信号能发读或写等控制信号n能决定传送的字节数，及判断能决定传送的字节数，及判断DMA传送是否结束传送是否结束n发出发出DMA结束信号，使结束信号，使CPU恢复正常工作状态恢复正常工作状态。（二）、（二）、DMA传送工作过程（传送工作过程（以以DMA
28、写为例）写为例）-MEMW-IOR数据总线数据总线地址总线地址总线输输入入设设备备存存储储器器DMACCPUHOLDHLDADMA传送的工作过程传送的工作过程 CPU对对DMAC进行初始化设置进行初始化设置 外外设设、DMAC和和CPU三三者者通通过过应应答答信信号号建建立立联联系系，CPU将将总总线线暂暂交交给给DMAC控控制制，传传送送完完后后再再将将控控制权返还。制权返还。DMA传送传送n存储器存储器 外设外设n存储器存储器 存储器存储器DMA传送流传送流程程HLDA发存储器地址发存储器地址传送数据传送数据传送结束？传送结束？DMA结束结束修改地址指针修改地址指针n单字节方式：每次单字节
29、方式：每次DMA请求只传送请求只传送1个字节。个字节。n字节组传送方式：每次字节组传送方式：每次DMA请求连续传送请求连续传送1个数据块。个数据块。DMA传送方式传送方式小结：传送方式的比较小结：传送方式的比较n无条件传送无条件传送：慢速外设需与：慢速外设需与CPU保持同步保持同步n查询传送查询传送：简单实用，独占简单实用，独占CPU,效率较低效率较低n中中断断传传送送：外外设设主主动动，可可与与CPU并并行行工工作作（大大大大提提高高了了CPU的的工工作作效效率率），但但每每次次传传送送中中的的中中断断处处理理过过程程需要大量额外时间开销需要大量额外时间开销。nDMA传传送送：DMAC控控制
30、制，外外设设直直接接和和存存储储器器进进行行数数据据传送传送，适合大量、频繁、快速数据传送适合大量、频繁、快速数据传送.微机与外设的几种输入微机与外设的几种输入/输出方式中输出方式中便于便于CPU处理随机事件和提高工作效率的处理随机事件和提高工作效率的I/O方式是方式是传输速率最快的方式是传输速率最快的方式是认为外设总处于就绪状态的方式是认为外设总处于就绪状态的方式是需要不断测试外设状态，进行循环等待才传输数据的方式是需要不断测试外设状态，进行循环等待才传输数据的方式是?6.1.5PC机机I/O地址分配地址分配nI/O接口的地址形成：接口的地址形成：I/O接口的片选端接口的片选端不同端口的区分
31、不同端口的区分n常用译码器和逻辑门电路来设计地址译码电路常用译码器和逻辑门电路来设计地址译码电路nPC/XT机（机（8088）的）的I/O端口分配：端口分配：只只用用A9A0这这低低十十位位地地址址线线，可可寻寻址址1K个个端端口口。分为系统板和分为系统板和I/O通道上两类端口，用通道上两类端口，用A9来区分。来区分。nI/O地地址址的的译译码码方方法法与与存存储储器器地地址址的的译译码码方方法法一一样样，但但有有它它的的特点：特点：n部分译码时，通常是中间地址线不连接部分译码时，通常是中间地址线不连接n部分译码也有最低地址线不连接的情况部分译码也有最低地址线不连接的情况n每每个个接接口口电电
32、路路通通常常只只占占用用几几个个I/O地地址址，这这时时可可以以利利用用基基本本逻逻辑辑门门电电路进行地址译码路进行地址译码n除除采采用用译译码码器器、门门电电路路进进行行译译码码外外，I/O地地址址译译码码还还经经常常采采用用可可编编程程逻辑器件逻辑器件PLDn为为了了给给系系统统一一定定的的选选择择余余地地，有有些些接接口口电电路路利利用用比比较较器器、开开关关或或跨跨接接器等进行多组器等进行多组I/O地址的译码地址的译码6.2总线总线6.2.1总线的概念总线的概念n微机系统内部中各部件间或不同微机系统间传送信息的公共通路。微机系统内部中各部件间或不同微机系统间传送信息的公共通路。n总线分
33、类：总线分类：片级总线、系统总线、外部总线片级总线、系统总线、外部总线n片片级级总总线线：芯芯片片一一级级的的连连接接。一一般般是是CPU CPU 引引脚脚的的延延伸伸，与与CPUCPU关关系系密密切切，但但当当板板内内芯片较多时，往往需增加锁存、驱动等电路，以提高驱动能力。芯片较多时，往往需增加锁存、驱动等电路，以提高驱动能力。n系系统统总总线线：微微机机系系统统内内各各插插件件板板（各各模模块块）之之间间的的连连接接，是是微微机机系系统统中中最最重重要要的的一种总线。使系统配置灵活、便于开发扩展。一种总线。使系统配置灵活、便于开发扩展。系系统统总总线线是是片片总总线线经经过过重重新新驱驱动
34、动和和扩扩展展而而成成，其其性性能能与与某某种种CPUCPU有有关关。但但有有不不少系统总线并不依赖于某种型号的少系统总线并不依赖于某种型号的CPUCPU，具有通用性。，具有通用性。系统总线和片总线是同一层次的，二者没有本质区别。系统总线和片总线是同一层次的，二者没有本质区别。n外总线（设备总线、通信总线）外总线（设备总线、通信总线）微微机机系系统统间间连连接接或或微微机机系系统统与与仪仪器器或或外外部部设设备备间间的的连连接接。通通过过总总线线控控制制器器挂挂在在系系统统总总线线上。可进行长距离传输，几米到十几米，甚至数百米。上。可进行长距离传输，几米到十几米，甚至数百米。补充：补充：局部总
35、线：是较新的概念，有多种含义：局部总线：是较新的概念，有多种含义：多多模模块块系系统统中中，各各插插件件板板以以及及系系统统主主机机板板通通常常也也是是一一个个完完整整的的子子系系统统，其其内内的的CPUCPU、RAM,ROM,I/ORAM,ROM,I/O之间也有总线，把插件板内部的总线叫局部总线。之间也有总线，把插件板内部的总线叫局部总线。在多处理机系统中，每个子系统都有自己的系统总线，称为局部总线。在多处理机系统中，每个子系统都有自己的系统总线，称为局部总线。具具有有总总线线总总裁裁能能力力的的多多主主模模块块间间称称为为系系统统总总线线，而而不不具具备备总总线线总总裁裁能能力力的的模模块
36、块间间总总线线称称为局部总线。如为局部总线。如ISAISA为局部总线。为局部总线。有些局部总线是片总线的另一个名称。有些局部总线是片总线的另一个名称。PCI总线是局部总线。总线是局部总线。n总总线线标标准准：为为了了通通用用，要要有有总总线线标标准准，制制定定总总线线规范。规范。n机械结构规范、功能结构规范、电气规范。机械结构规范、功能结构规范、电气规范。n常见标准系统总线：常见标准系统总线：IBMPC机和机和PC/XT机的机的PC总线总线PC/AT机的机的ISA(AT)总线总线EISAPCIn常常用用标标准准外外部部总总线线：RS-232,智智能能仪仪表表总总线线IEEE-488,USB，并
37、行打印机总线，并行打印机总线，SCSI等。等。CPU向上兼容，向上兼容，总线也是向上兼容的总线也是向上兼容的nIBMPC总线（总线（XT总线）总线）n1981年年，IBMPC机机中中定定义义了了一一套套系系统统总总线线用用于于在在PC机机的的主主机机板板上上增增加加扩扩展展插插卡卡。称称为为扩扩展展槽槽或或I/O通通道道。它它是是8088CPU片片总总线线经经驱驱动动、锁锁存存并并经经过过8282锁锁存存器器、8286数数据据收收发发器器、8288总总线线控控制制器器、8259中中断断控控制制器器、8237DMA控控制制器器以以及及其其它它逻逻辑辑组组合合扩扩展展而成的而成的8位总线。位总线。
38、PC/XT机也采用该总线，所以又称机也采用该总线，所以又称XT总线。总线。nISA总线（总线（AT总线）总线）n采采用用80286的的IBMPB/AT机机，在在XT总总线线上上扩扩展展，构构成成了了与与XT总总线线向向上上兼兼容容的的、具具有有16位位数数据据线线和和更更多多中中断断线线和和DMA通通道道的的16位位总线。总线。nISA是是PC问世以来应用实间最长的系统总线，至今仍有应用。问世以来应用实间最长的系统总线，至今仍有应用。nEISA：由由ISA扩扩展展来来的的32位位总总线线。应应用用于于386，486等等微微机上。机上。n还还有有PCI,VESA,等等高高速速总总线线。这这些些总
39、总线线相相互互竞竞争争，没没有有一一种占统治地位。种占统治地位。n直直到到奔奔腾腾机机问问世世以以后后，PCI能能很很好好的的满满足足系系统统要要求求，故故全全部采用部采用PCI为系统提供高速为系统提供高速I/O通道。通道。PCI总线（始于总线（始于1992）:外围部件互连总线外围部件互连总线n特特点点:传传输输数数率率高高、传传送送数数据据位位数数多多、支支持持突突发发传传送送、支支持即插即用功能。持即插即用功能。nPCI总总线线独独立立于于CPU:与与处处理理器器不不直直接接相相连连，而而是是通通过过中中间部件桥接器相连。间部件桥接器相连。（北桥（北桥-PCI桥路控制器、南桥桥路控制器、南
40、桥-扩展总线接口）扩展总线接口）（见教材（见教材P486P487）nPCI是是总总体体解解决决方方案案，通通过过在在PCI上上挂挂接接其其它它标标准准总总线线控控制制器器（南南桥桥），可可将将PCI进进一一步步转转换换成成其其他他标标准准总总线线，构构成成PCI总总线线的的扩扩展展总总线线。使使原原有有的的低低速速总总线线也也可可以以在在新新系系统上继续使用。统上继续使用。第第6章：总结章：总结n掌握掌握I/O接口，接口，I/O端口的概念端口的概念nI/O端口的编址方法端口的编址方法n掌握掌握CPU与外设交换信息的方式：与外设交换信息的方式：无条件、查询传送方式、中断、无条件、查询传送方式、中
41、断、DMA及各种方式的特点及各种方式的特点n总线概念和分类总线概念和分类nTheEnd什么是微机接口技术？什么是微机接口技术？n处理微机系统与外设间联系的技术处理微机系统与外设间联系的技术n注意其注意其软硬结合软硬结合的特点的特点n根根据据应应用用系系统统的的需需要要，使使用用和和构构造造相相应应的的接接口口电电路路，编编制制配配套套的的接接口口程程序序，支支持持和和连连接接有有关关的设备的设备第第7章：接口电路的外部特性章：接口电路的外部特性u主要体现在引脚上，分成两侧信号主要体现在引脚上，分成两侧信号面向面向CPU一侧的信号：一侧的信号：n用于与用于与CPU连接连接n主要是数据、地址和控制
42、信号主要是数据、地址和控制信号面向外设一侧的信号：面向外设一侧的信号：n用于与外设连接用于与外设连接n提供的信号五花八门提供的信号五花八门n功能定义、时序及有效电平等差异较大功能定义、时序及有效电平等差异较大第第7章：接口电路芯片的分类章：接口电路芯片的分类u接接口口电电路路核核心心部部分分往往往往是是一一块块或或数数块块大大规规模模集集成电路芯片（接口芯片）成电路芯片（接口芯片）：l通用接口芯片通用接口芯片l支持通用的数据输入输出和控制的接口芯片支持通用的数据输入输出和控制的接口芯片l面向外设的专用接口芯片面向外设的专用接口芯片l针对某种外设设计、与该种外设接口针对某种外设设计、与该种外设接
43、口l面向微机系统的专用接口芯片面向微机系统的专用接口芯片l与与CPU和系统配套使用，以增强其总体功能和系统配套使用，以增强其总体功能第第7章：接口电路的可编程性章：接口电路的可编程性u许许多多接接口口电电路路具具有有多多种种功功能能和和工工作作方方式式，可可以以通通过编程的方法选定其中一种过编程的方法选定其中一种l接口需进行物理连接，还需编写接口软件接口需进行物理连接，还需编写接口软件l接口软件有两类：接口软件有两类：n初始化程序段初始化程序段设定芯片工作方式等设定芯片工作方式等n数数据据交交换换程程序序段段管管理理、控控制制、驱驱动动外外设设，负负责责外外设和系统间信息交换设和系统间信息交换结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！62