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1、关于微机接口基本关于微机接口基本知识知识第1页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1227.1 微机接口微机接口7.1.1 接口的概念接口的概念7.1.27.1.3 接口的功能和组成接口的功能和组成7.1.4 接口的分类接口的分类补充：多功能接口芯片补充：多功能接口芯片82380第2页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1237.1.1 接口的概念接口的概念接口：接口：CPU与与“外界外界”的的连接电路连接电路，是，是CPU与外界进行信息与外界进行信息交换的中转站。交换的中转站。外界外界：除：除CPU以外的所有设备和电路；以外的所有设备和电路；如主存储器、输入输出设备、通信设备等；
2、如主存储器、输入输出设备、通信设备等；连接电路连接电路：硬件设备；：硬件设备；设置接口的原因：设置接口的原因：CPU与外设的工作速度不一致；与外设的工作速度不一致；信号线的功能定义、逻辑定义、时序关系等不兼容；信号线的功能定义、逻辑定义、时序关系等不兼容；减轻减轻CPU 的负担，提高的负担，提高CPU的工作效率；的工作效率；有利于有利于CPU和各设备硬件的独立发展。和各设备硬件的独立发展。第3页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/124接口技术接口技术接口技术是硬件和软件的综合技术；接口技术是硬件和软件的综合技术；使使CPU与外界达到最佳连接；与外界达到最佳连接；实现实现CPU与外界的高
3、效、可靠地信息交换；与外界的高效、可靠地信息交换；接口技术的应用接口技术的应用计算机所涉及的所有领域；计算机所涉及的所有领域；第4页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1257.1.27.1.3 接口的功能和组成接口的功能和组成数据数据寄存器寄存器状态状态寄存器寄存器控制控制寄存器寄存器CPU外外设设DBABCBCBDB接口接口片内端口片内端口地址译码电路地址译码电路数据缓冲数据缓冲/锁存器锁存器CB读读/写中断写中断控制逻辑控制逻辑其他功能其他功能第5页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/126接口的功能接口的功能1数据缓冲数据缓冲功能执行功能执行作为作为CPU与外设之间数据中转
4、站；与外设之间数据中转站；n用于用于CPU与慢速外设之间，可协调二者的速度差异；与慢速外设之间，可协调二者的速度差异；数据中保存在接口的数据寄存器中；数据中保存在接口的数据寄存器中；数据缓冲的方式数据缓冲的方式数据数据缓冲器缓冲器暂存数据；暂存数据；n完成本次数据传送后，其中数据就会发生变化；完成本次数据传送后，其中数据就会发生变化；数据数据锁存器锁存器暂存数据；暂存数据；n在有新的数据写入之前，其中数据不会更改；在有新的数据写入之前，其中数据不会更改；第6页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/127接口的功能接口的功能2设备选择设备选择功能执行功能执行接口内部的数据寄、控制、状态寄存器
5、都是接口内部的数据寄、控制、状态寄存器都是CPU可访问的；可访问的；接口外部和内部都需要对接口外部和内部都需要对CPU当前的操作部件进行选择；当前的操作部件进行选择；选择方式选择方式n根据根据CPU发出的地址进行译码，从而确定当前操作部件；发出的地址进行译码，从而确定当前操作部件；第7页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/128接口的功能接口的功能3信号转换功能信号转换功能作用作用完成完成CPU与外设之间传送信号的各类转换；与外设之间传送信号的各类转换；功能类型功能类型数据宽度转换数据宽度转换n串行接口中需要的串串行接口中需要的串-并、并并、并-串转换；串转换；数据格式转换数据格式转换n
6、工程接口中常用的数工程接口中常用的数-模、模模、模-数转换；数转换；时序或电平转换时序或电平转换n时序配合时序配合第8页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/129接口的功能接口的功能4执行执行CPU命令命令功能执行功能执行CPU按照控制字格式准备好控制字；按照控制字格式准备好控制字；接口初始化时，由接口初始化时，由CPU将控制字写入接口内部寄存器；将控制字写入接口内部寄存器；接口工作时，译码控制字，进行规定的操作；接口工作时，译码控制字，进行规定的操作；控制字（命令字）：一串二进制数据控制字（命令字）：一串二进制数据每一位具有不同的含义，表示每一位具有不同的含义，表示CPU对外设或接口的
7、控制信对外设或接口的控制信息；息；不同的接口芯片，控制字的数目和格式也不同；不同的接口芯片，控制字的数目和格式也不同；第9页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1210接口的功能接口的功能5接收外设状态接收外设状态功能执行功能执行在外设工作期间，接口接收其工作状态信息，形成状态字，在外设工作期间，接口接收其工作状态信息，形成状态字，保存于状态寄存器中；保存于状态寄存器中；n状态字随时根据外设状态的变化而改变；状态字随时根据外设状态的变化而改变；CPU需要了解外设工作状态时，从接口中直接读取该状态需要了解外设工作状态时，从接口中直接读取该状态字；字；状态字：一串二进制数据状态字：一串二进制
8、数据每一位具有不同的含义，反映当前外设的某种状态；每一位具有不同的含义，反映当前外设的某种状态；第10页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/12117.1.4 I/O接口分类接口分类简单接口简单接口由由SSI或或MSI的的集成逻辑芯片集成逻辑芯片构成；构成；不可编程的接口电路，适用于任务简单的场合。不可编程的接口电路，适用于任务简单的场合。可编程接口可编程接口由由LSI的的集成接口芯片集成接口芯片构成；构成；可通过编程的方式，指定每次接口的使用方式；可通过编程的方式，指定每次接口的使用方式；使用灵活、适应面宽、种类繁多；使用灵活、适应面宽、种类繁多；可分为可分为通用接口通用接口和和专用接
9、口专用接口两类；两类；智能型结构智能型结构I/O处理器（处理器（8089）或单片微机。）或单片微机。第11页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1212补充：多功能接口芯片补充：多功能接口芯片8238082380是专门为是专门为32位系统设计的超大规模集成位系统设计的超大规模集成I/O接口芯片；接口芯片；1个个8通道的通道的32位位DMAC；1个由个由3个个8259A级联形成的级联形成的20级中断控制器；级中断控制器；4个个16位的定时计数器；位的定时计数器；其他控制电路；其他控制电路；n系统复位、系统复位、DRAM刷新控制、内部总线仲裁与控制、可编刷新控制、内部总线仲裁与控制、可编程等
10、待状态控制；程等待状态控制；采用采用PGA封装，有封装，有132个引脚。个引脚。第12页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/121380386局部总线局部总线总线接口总线接口内部总线内部总线仲裁和控制仲裁和控制等待等待状态控制状态控制DRAM刷新控制刷新控制20级级中断控制器中断控制器CPU复位控制复位控制32位位8通道通道DMA控制器控制器数数据据总总线线地地址址总总线线控控制制总总线线定时器定时器0定时器定时器1定时器定时器2定时器定时器311多功能接口芯片多功能接口芯片82380第13页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/12147.2 I/O设备数据传送方式设备数据传送方式
11、7.2.1 端口寻址方式端口寻址方式7.2.2 CPU与外设之间的信息传送方式与外设之间的信息传送方式第14页，讲稿共59张，创作于星期日7.2.1 端口寻址方式端口寻址方式1、I/O端口的寻址方式端口的寻址方式补充：端口的概念补充：端口的概念P45 3.1.3 对端口的寻址方式对端口的寻址方式P48 5.输入输出指令输入输出指令P211 1.IO端口的寻址方式端口的寻址方式2、I/O端口地址空间及分配端口地址空间及分配3、I/O端口地址译码技术端口地址译码技术第15页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/12161、I/O端口的寻址方式端口的寻址方式（1）I/O端口的概念端口的概念接口电
12、路中能被接口电路中能被CPU直接访问的寄存器；直接访问的寄存器；端口的类型端口的类型n数据端口数据端口n状态端口状态端口n命令端口命令端口端口与接口的关系：端口与接口的关系：一个接口电路由一个接口电路由若干个端口若干个端口及其他控制电路组成。及其他控制电路组成。n不同接口中端口的数目不定，但类型只有三种；不同接口中端口的数目不定，但类型只有三种；每个端口可接收每个端口可接收多种格多种格式式的同类信息的同类信息（CPU可读写）可读写）（CPU只读）只读）（CPU只写）只写）第16页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1217（2）端口地址的编址方式（）端口地址的编址方式（1/2）统一编址方
13、式统一编址方式将将I/O系统与主存系统作为系统与主存系统作为一个整体一个整体进行编址；进行编址；优点：优点：访问访问I/O端口端口可使用访存指令可使用访存指令，操作类型多样，操作类型多样，使用灵活；使用灵活；I/O端口有较大的编址空间；端口有较大的编址空间；缺点：缺点：占用主存空间占用主存空间，使实际主存容量减小；，使实际主存容量减小；I/O访问的指令字长较长，执行速度慢。访问的指令字长较长，执行速度慢。00000HFFFFFH以以20位主存地址、位主存地址、16位位I/O地址为例地址为例主主存存储储器器I/O设设备备EFFFFHF0000H第17页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1
14、218（2）端口地址的编址方式（）端口地址的编址方式（2/2）独立编址方式独立编址方式将将I/O系统与主存系统系统与主存系统分别分别编址；编址；特点：特点：I/O端口地址不占用主存空间；端口地址不占用主存空间；使用使用专用的专用的I/O指令指令，指令字长短，指令字长短，执行速度快；执行速度快；00000HFFFFFH主主存存储储器器I/O设设备备0000HFFFFH以以20位主存地址、位主存地址、16位位I/O地址为例地址为例第18页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1219（3）I/O端口操作指令端口操作指令指令格式指令格式输入指令：输入指令：IN AL/AX ,PORT/DXn功能
15、：将指定端口中的功能：将指定端口中的8/16位数据送到累加器位数据送到累加器AL/AX中；中；输出指令：输出指令：OUT PORT/DX,AL/AXn功能：将累加器功能：将累加器AL/AX中的数据送到指定端口上输出；中的数据送到指定端口上输出；指令注意：指令注意：PORT/DX：根据：根据地址宽度地址宽度决定表示方法决定表示方法n8位端口地址位端口地址(00FFH)，可直接在指令中出现；，可直接在指令中出现；n16位端口地址位端口地址(100H3FFH)，必须由，必须由DX在指令中给出。在指令中给出。I/O指令在指令在书写格式上书写格式上两操作数的位数不一定一致两操作数的位数不一定一致。n一个
16、操作数为数据，另一个操作数为地址。一个操作数为数据，另一个操作数为地址。第19页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1220I/O指令举例指令举例假设假设80H、100H均为均为8位数据端口；位数据端口；40H为为16位数据端口；位数据端口；(DX)=100HCPUAHAL接口接口IN AL,80H;从从80H端口中读取一个字节的数据送端口中读取一个字节的数据送AL40H80H100H101HIN AX,DX;从从100H和和101H两个端口中读取一个字送两个端口中读取一个字送AXOUT 40H,AX;向向40H端口写一个字（端口写一个字（AX的内容）的内容）OUT DX,AL;向向10
17、0H端口写一个字节（端口写一个字节（AL的内容）的内容）0000 00000000 00000000 00001111 11111111 11110000 00001111 1111第20页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/12212、I/O端口地址空间及其分配端口地址空间及其分配I/O接口硬件分类接口硬件分类系统板上的系统板上的I/O芯片：芯片：n可编程的大规模集成电路；可编程的大规模集成电路；I/O扩展槽上的接口控制卡：扩展槽上的接口控制卡：n若干集成电路按一定的逻辑功能组成的部件若干集成电路按一定的逻辑功能组成的部件I/O端口的地址分配端口的地址分配IBM-PC机的机的I/O端口
18、地址范围为端口地址范围为03FFH，共，共1024个。个。地址分配：地址分配：01FFH:主板芯片主板芯片200H3FFH:扩展槽扩展槽00FFH:主板芯片主板芯片100H3FFH:扩展槽扩展槽后改为与具体的系统相关第21页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1222常用接口芯片的地址分配常用接口芯片的地址分配接口芯片接口芯片可用地址范围可用地址范围单片使用的实际地址范围单片使用的实际地址范围8237A(DMAC)0000 001FH0000 000FH8259A(中断控制器中断控制器)0020 003FH0020 0021H8253A(定时计数器定时计数器)0040 005FH0040
19、 0043H8255A(并行接口芯片并行接口芯片)0060 007FH0060 0063H第22页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/12233、I/O端口地址译码技术端口地址译码技术（1）端口地址译码的概念）端口地址译码的概念（2）译码电路的分析与设计）译码电路的分析与设计第23页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1224（1）端口地址译码的概念）端口地址译码的概念I/O端口地址译码电路的作用端口地址译码电路的作用将将CPU发出的发出的地址信号地址信号转换成对应端口的转换成对应端口的选通信号选通信号；I/O端口地址译码电路的外部信号端口地址译码电路的外部信号输入信号输入信号n地
20、址信号地址信号A0A9n读写控制信号读写控制信号IOR#,IOW#nDMA地址允许信号地址允许信号AEN 输出信号输出信号n芯片或端口的选通信号，低电平有效。芯片或端口的选通信号，低电平有效。1 1非非CPUCPU访问访问IOIO系统系统0 0是是CPUCPU访问访问IOIO系统系统第24页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1225片间译码，即接口寻址，产生某接口芯片的有效片选信号。译码器正常工作的任何时刻，只有一根输出信号有效，表示当前CPU对该接口操作。片内译码，即端口寻址，选择当前操作的具体端口。I/O地址译码方法地址译码方法第25页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/12
21、26（2）译码电路的分析与设计）译码电路的分析与设计a)由由门电路门电路构成的构成的固定式固定式单端口单端口地址译码电路；地址译码电路；b)由由译码器译码器构成的构成的固定式固定式多端口多端口地址译码电路；地址译码电路；c)由由地址开关和比较器地址开关和比较器构成的构成的可选式可选式多端口多端口地址译码电路；地址译码电路；第26页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1227a）固定式单端口地址译码电路）固定式单端口地址译码电路基本元器件采用基本元器件采用门电路门电路，常用类型：，常用类型：四输入与非门四输入与非门74LS20八输入与非门八输入与非门74LS30二输入或门二输入或门74LS
22、32非门非门74LS04译码电路设计思想：译码电路设计思想：分析输入分析输入/输出信号的类型，采用门电路组合；输出信号的类型，采用门电路组合；注意，译码电路的读写特性。注意，译码电路的读写特性。第27页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1228例例1.设计设计I/O端口地址为端口地址为2F8H的的只读只读译码电路。译码电路。输入输入/输出信号输出信号输入信号：输入信号：10位地址（位地址（2F8H）和）和IOR#、AEN输出信号：输出信号：Y#（2F8H端口的选通信号，低电平有效）端口的选通信号，低电平有效）译码电路设计思想：译码电路设计思想：两个与非门两个与非门才可以考虑全部输入信号
23、；才可以考虑全部输入信号；与非门的输入为与非门的输入为全全1才可以唯一确定某地址，输出为才可以唯一确定某地址，输出为0；两个与非门的输出通过或门得到有效的端口选择信号。两个与非门的输出通过或门得到有效的端口选择信号。第28页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1229A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0AENIOR#74LS3074LS2074LS32101111100000Y#0002F8H的只读译码电路的只读译码电路2F0H0第29页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1230阅读下图，阅读下图，分析分析IO端口地址端口地址当且仅当A9A2=10111100时，与非门的输出
24、为0；否则与非门输出均为1.A1A0为片内译码的地址读写控制10111110011010该接口电路内部共4个端口第30页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1231b）固定式多端口地址译码电路）固定式多端口地址译码电路采用采用译码器译码器设计译码电路；设计译码电路；常用译码器简介：常用译码器简介：3-8译码器译码器74LS138（外部特性图、内部结构图、逻辑功能表）（外部特性图、内部结构图、逻辑功能表）4-16译码器译码器74LS154（外部特性图、内部结构图、逻辑功能表）（外部特性图、内部结构图、逻辑功能表）双双2-4译码器译码器74LS139（外部特性图、内部结构图、逻辑功能表）（外
25、部特性图、内部结构图、逻辑功能表）双双2-4译码器译码器74LS155（外部特性图、内部结构图、逻辑功能表）（外部特性图、内部结构图、逻辑功能表）译码器译码的特点：译码器译码的特点：一般对多个一般对多个连续的连续的地址或地址段进行译码。地址或地址段进行译码。译码器的多个输出分别对应于不同端口或接口的选通信号。译码器的多个输出分别对应于不同端口或接口的选通信号。第31页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/123274LS138译码器外部特性图译码器外部特性图地址输入引脚地址输入引脚输入信号输入信号A、B、C:将所要译码的三位地将所要译码的三位地址信号引入译码器。址信号引入译码器。输出信号输
26、出信号Y0#Y7#:译码之后的选通信号，可译码之后的选通信号，可选择选择8个端口或接口个端口或接口使能信号使能信号G1、G2A#、G2B#:当且仅当当且仅当G11、G2A#0、G2B#0时，译码时，译码器正常工作。器正常工作。使能控制引脚使能控制引脚选通信号输出引脚选通信号输出引脚第32页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/123374LS138译码器内部结构图译码器内部结构图第33页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/123474LS138译码器逻辑功能表译码器逻辑功能表第34页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/123574LS154译码器外部特性图译码器外部特性图使能信
27、号使能信号输入信号输入信号第35页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/123674LS154译码器内部结构图译码器内部结构图第36页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/123774LS154译码器逻辑功能表译码器逻辑功能表第37页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/123874LS139译码器的外部特性图译码器的外部特性图第38页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/123974LS139译码器的内部结构图译码器的内部结构图第39页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/124074LS139译码器的逻辑功能表译码器的逻辑功能表第40页，讲稿共59张，创作于星期日202
28、3/4/1241A2A2分析分析IO端口地址端口地址当且仅当A9A6=1010时，与非门输出为0；则使译码器74LS138的G2B#=0Y0#接接口芯片的片选，则输入的地址A5A3=000时，该接口电路被选中。A2A0作为片内端口选择的地址信号，表示该接口电路中共有8个端口。101101001101第41页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1242例例2.使用译码器设计一个使用译码器设计一个系统板上接口芯片系统板上接口芯片的的I/O端口地址译码电路，并且让每个接口芯片端口地址译码电路，并且让每个接口芯片内部的内部的端口数目为端口数目为32个个。输入信号：输入信号：端口地址端口地址A9A
29、0、AEN、及、及IOR#、IOW#地址信号的分配：地址信号的分配：系统板上系统板上I/O端口地址范围为端口地址范围为0000FFH，则译码地址为，则译码地址为A7A0；每个接口芯片内部的端口数目为每个接口芯片内部的端口数目为32个，则个，则片内译码地址为片内译码地址为A4A0;故，故，片间译码的地址为片间译码的地址为A7A5，可以使用，可以使用3-8译码器；译码器；74LS138的外部信号：的外部信号：地址输入信号：地址输入信号：A、B、C（A7A5）；）；使能输入信号：使能输入信号：G1、G2A#、G2B#（AEN、A8、A9）片选输出信号：各接口芯片的选通信号片选输出信号：各接口芯片的选
30、通信号 第42页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1243固定式多端口地址译码电路固定式多端口地址译码电路ABCG1G2A#G2B#74LS138Y0#Y1#Y2#Y3#Y4#Y5#Y6#Y7#A5 A6A7AEN A8A90000000111111100 000 即00001FH接DMAC的片选端00 001 即02003FH接中断控制器的片选端00 010 即04005FH接定时/计数器的片选端100IOW#74LS32DMA页面寄存器的片选写信号(80H9FH)74LS32NMI屏蔽寄存器的片选写信号该电路的译码地址范围是该电路的译码地址范围是0 0FFH若该电路的译码若该电路的
31、译码地址范围改为地址范围改为1001FFH，该，该如何设置？如何设置？第43页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1244c）利用地址开关、译码器、比较器设计可）利用地址开关、译码器、比较器设计可选式译码电路选式译码电路译码电路设计结构译码电路设计结构固定译码部分：使用固定译码部分：使用译码器译码器做固定式多端口译码；做固定式多端口译码；可选译码部分：使用可选译码部分：使用地址开关和比较器地址开关和比较器选择地址范围；选择地址范围；比较器比较的对象比较器比较的对象地址开关的状态、地址总线上的信号；地址开关的状态、地址总线上的信号；比较器比较的结果比较器比较的结果采用采用A=B的输出结果，
32、作为固定译码部分的选通；的输出结果，作为固定译码部分的选通；第44页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1245Vcc开关闭合：低电平（0）开关断开：高电平（1）DIP地址开关地址开关第45页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1246比较器比较器74LS85外部特性图外部特性图级联输入（用于级联输入（用于4位的数据比较，位的数据比较，接低位的比较输出端）接低位的比较输出端）比较输出比较输出比较数据输入（比较数据输入（2个个4位数据）位数据）第46页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1247比较器比较器74LS85逻辑功能表逻辑功能表第47页，讲稿共59张，创作于星期日20
33、23/4/1248例例3.设计扩展板上的设计扩展板上的I/O端口地址译码电路，要求扩展端口地址译码电路，要求扩展板上每个接口芯片的内部端口数目为板上每个接口芯片的内部端口数目为32个，且端口个，且端口地址可选。地址可选。扩展板上的扩展板上的I/O端口地址范围为端口地址范围为100H3FFH 即即 01 0000 0000 01 1111 1111 10 0000 0000 10 1111 1111 11 0000 0000 11 1111 1111地址分析地址分析A9A8状态为状态为00时，译码器不工作；时，译码器不工作；接口内部接口内部32个端口，则个端口，则A4A3A2A1A0为片内译码地
34、址；为片内译码地址；译码电路设计译码电路设计可选译码部分：若采用可选译码部分：若采用74LS85，则可选地址为，则可选地址为A9A8；固定部分：其余的地址固定部分：其余的地址A7A6A5采用固定式译码。采用固定式译码。第48页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1249扩展板上的可选式端扩展板上的可选式端口地址译码电路口地址译码电路A0A1A2A3B0B1B2B3A=BA=BABVccA8A9S0S1ABCG2A#G2B#G1A5 A6A7AENY0#Y1#Y6#Y7#74LS13874LS85DIP 1A8A9010110001译码地址范围：220H23FH若若S0S1均断开，则均断开
35、，则Y4#所译码的地址范所译码的地址范围是多少？围是多少？第49页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1250分析分析IO端端口地址口地址当且仅当A9A2的信号与开关状态相同时，比较器74LS688输出有效的低电平；经过或门，可选通接口电路。若图中接口电路的若图中接口电路的地址范围是地址范围是330H333H，则开，则开关关K7K0分别应为分别应为什么状态？什么状态？第50页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/12517.2.2 CPU与外设之间的信息传送方式与外设之间的信息传送方式1、无条件传送方式、无条件传送方式2、程序查询传送方式、程序查询传送方式3、中断传送方式、中断传送方
36、式4、DMA传送方式传送方式第51页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/12521、无条件传送方式、无条件传送方式工作过程工作过程CPU需要传送数据时，直接将数据送至指定外设；需要传送数据时，直接将数据送至指定外设；接口要求接口要求接口电路中只需要有数据寄存器即可；接口电路中只需要有数据寄存器即可；程序设计要点程序设计要点使用输入输出指令使用输入输出指令，CPU主动与指定端口数据传送；主动与指定端口数据传送；适用场合适用场合与简单外设的数据传送。（外设始终就绪）与简单外设的数据传送。（外设始终就绪）第52页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/12532、程序查询传送方式、程序查询传
37、送方式工作过程工作过程CPU传送数据之前先传送数据之前先检查外设的状态检查外设的状态，若没有准备好，则，若没有准备好，则继续查询等待，直至外设就绪即进行数据传送；继续查询等待，直至外设就绪即进行数据传送；接口要求接口要求接口电路中需要数据寄存器和状态寄存器；接口电路中需要数据寄存器和状态寄存器；CPU主动查询，程序控制数据传送过程，简单易行；主动查询，程序控制数据传送过程，简单易行；每次查询之后只能使用每次查询之后只能使用IO指令传送一个数据；指令传送一个数据；数据传输率不高，数据传输率不高，CPU时间浪费较多。时间浪费较多。适用场合适用场合CPU不太忙且对传送速度要求不高的系统。不太忙且对传
38、送速度要求不高的系统。第53页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1254程序查询传送方式的程序设计程序查询传送方式的程序设计程序设计流程程序设计流程CPU获取外设的获取外设的状态状态；n使用使用IN指令，读接口电路的状态端指令，读接口电路的状态端口中的口中的状态字状态字；n状态字随外设的工作情况而更新；状态字随外设的工作情况而更新；判断状态字中的对应位，以决定程判断状态字中的对应位，以决定程序的流向；序的流向；若外设就绪，则进行数据传送；若外设就绪，则进行数据传送；nCPU使用使用IN/OUT指令读写接口电指令读写接口电路的数据端口；路的数据端口；CPU读外设的状态字读外设的状态字N外
39、设外设就绪就绪？YCPU与外设进行数与外设进行数据传送据传送第54页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/12553、中断传送方式、中断传送方式工作过程工作过程CPU有传送要求时，有传送要求时，启动外设后可处理其他事件启动外设后可处理其他事件，当外设准，当外设准备就绪后，通过备就绪后，通过中断的方式中断的方式和和CPU完成数据传送工作。完成数据传送工作。接口要求接口要求需要附加的需要附加的中断控制电路中断控制电路。采用软硬件综合控制方式来完成数据传送；采用软硬件综合控制方式来完成数据传送；一定程度上实现了一定程度上实现了CPU和外设的并行工作；和外设的并行工作；中断操作过程增加了软硬件的开
40、销；中断操作过程增加了软硬件的开销；每次数据传送只能传送一个数据，数据传送效率低。每次数据传送只能传送一个数据，数据传送效率低。适用场合适用场合CPU与慢速外设之间的数据传送。与慢速外设之间的数据传送。第55页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1256中断传送方式的程序设计中断传送方式的程序设计程序设计流程程序设计流程CPU对接口进行初始化，以对接口进行初始化，以启动外设；启动外设；在外设进行数据传送准备的在外设进行数据传送准备的同时，同时，CPU可以执行其他的可以执行其他的程序；程序；外设就绪后，向外设就绪后，向CPU发出硬发出硬件的中断请求信号；件的中断请求信号；CPU接受中断请求
41、后进行数接受中断请求后进行数据传送；据传送；CPU启动外设启动外设CPU与外设进行数据与外设进行数据传送传送CPU执行其他程序执行其他程序外设进行准外设进行准备工作备工作CPU响应中断响应中断外设就绪，向外设就绪，向CPU发出中断发出中断请求请求第56页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1257工作过程工作过程在硬件在硬件DMA控制器控制器（DMAC）的控制下，存储器与高速外）的控制下，存储器与高速外设之间进行大量的数据传送；设之间进行大量的数据传送；接口要求接口要求需要相应的需要相应的DMA控制器控制器，电路结构复杂，硬件开销大。，电路结构复杂，硬件开销大。特点：特点：数据传送不需要
42、经过数据传送不需要经过CPU，直接由硬件控制；，直接由硬件控制；n但需要但需要CPU分配总线的使用权；分配总线的使用权；数据传送量大，传送效率高。数据传送量大，传送效率高。程序设计方式程序设计方式CPU完成完成DMAC的的初始化设置初始化设置后，由硬件或软件的后，由硬件或软件的DMA请求请求，触发，触发DMAC控制的数据传送。控制的数据传送。适用场合适用场合数据传输率要求较高的系统中。数据传输率要求较高的系统中。4、直接存储器存取（、直接存储器存取（DMA）方式）方式第57页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/1258本章小结本章小结理解接口、端口、接口技术的概念；理解接口、端口、接口技
43、术的概念；理解端口地址译码电路的相关概念，掌握基本的译码电路的理解端口地址译码电路的相关概念，掌握基本的译码电路的分析和设计方法；分析和设计方法；译码的方式和作用、片内译码和片间译码的区别；译码的方式和作用、片内译码和片间译码的区别；门电路、译码器（门电路、译码器（74LS138）、比较器构成的译码电路；）、比较器构成的译码电路；理解并能在以后的学习中灵活应用各种数据传送的方式。理解并能在以后的学习中灵活应用各种数据传送的方式。无条件传送方式、程序查询传送方式、中断传送方式。无条件传送方式、程序查询传送方式、中断传送方式。第58页，讲稿共59张，创作于星期日2023/4/12感感谢谢大大家家观观看看第59页，讲稿共59张，创作于星期日