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1、第5章微机和外设的数据传输本讲稿第一页，共六十一页本章重点本章重点:接口电路的功能 接口部件和I/O端口的含义 CPU和外设之间的三种数据传输方式、各自优缺点和使用场合 接口部件和多字节数据总线、地址总线的连接本讲稿第二页，共六十一页第5章 微型计算机和外设的数据传输n n5.1 为什么要用接口电路n n5.2 CPU和输入输出设备之间的信号n n5.3 接口部件的I/O端口n n5.4 接口的功能以及在系统中的连接n n5.5 CPU和外设之间的数据传送方式本讲稿第三页，共六十一页5.1 为什么要用接口电路为什么要用接口电路（1）接口电路按功能可分为两类:qq使微处理器正常工作所需的辅助电路
2、使微处理器正常工作所需的辅助电路qq输入输出接口电路输入输出接口电路（2）为什么要用接口电路?qq模拟模拟 数字数字qq串行串行 并行并行qq多个外设多个外设并口并口qq速度速度本讲稿第四页，共六十一页5.1 为什么要用接口电路为什么要用接口电路n n输入输出接口电路是为了解决计算机和外设之间的输入输出接口电路是为了解决计算机和外设之间的信息变换和缓冲问题而提出来的。信息变换和缓冲问题而提出来的。n n接口技术专门研究接口技术专门研究CPUCPU和外设之间的数据传送方式、和外设之间的数据传送方式、接口电路的工作原理和使用方法。接口电路的工作原理和使用方法。本讲稿第五页，共六十一页5.2 CPU
3、和输入输出设备之间的信号和输入输出设备之间的信号 CPU和输入输出设备之间有以下几类信号:（1）数据信息,又分为：qq数字量：二进制形式的数据或以数字量：二进制形式的数据或以ASCIIASCII码表示的数码表示的数据及字符。据及字符。qq模拟量：连续变化的物理量。模拟量：连续变化的物理量。qq开关量开关量 （2）状态信息qq反映外设的工作状态；由外设通过接口送给反映外设的工作状态；由外设通过接口送给CPU CPU 本讲稿第六页，共六十一页5.2 CPU和输入输出设备之间的信号和输入输出设备之间的信号（3）控制信息 qqCPUCPU通过接口送给外设；控制外设工作通过接口送给外设；控制外设工作n
4、n数据信息、状态信息和控制信息都通过数据总线来传送；n n数据信息放在接口的数据缓冲器中；n n控制信息送到接口的控制寄存器中；n n状态信息放在接口的状态寄存器中；本讲稿第七页，共六十一页5.3 接口部件的接口部件的I/O端口端口 n n接口部件中的寄存器称为接口部件中的寄存器称为I/OI/O端口。端口。n n每个端口分配一个端口地址。每个端口分配一个端口地址。1.1.数据端口数据端口 2.2.状态端口状态端口 3.3.控制端口或命令端口控制端口或命令端口n nI/OI/O端口的两种编址方式：与存储器的统一编址、端口的两种编址方式：与存储器的统一编址、I/OI/O端口端口独立编址。独立编址。
5、n n微机系统中通常建立两个地址空间：内存地址空间、微机系统中通常建立两个地址空间：内存地址空间、I/OI/O地址地址空间。空间。n n输入输入/输出指令。输出指令。本讲稿第八页，共六十一页图图5-1 外设通过接口和系统的连接外设通过接口和系统的连接 Cpu对外设进行输入输出操作对外设进行输入输出操作对接口芯片中各端口进行读写操作对接口芯片中各端口进行读写操作本讲稿第九页，共六十一页5.4 接口的功能以及在系统中的连接接口的功能以及在系统中的连接接口的功能 接口与系统的连接接口与系统的连接 本讲稿第十页，共六十一页5.4.1 接口的功能接口的功能 基本功能：基本功能：在系统总线和在系统总线和I
6、/OI/O设备之间传输信号设备之间传输信号,提供信号变换和缓冲作用。提供信号变换和缓冲作用。本讲稿第十一页，共六十一页1.寻址功能寻址功能 n n识别区分存储器和识别区分存储器和I/OI/O的信号的信号 n n识别片选信号识别片选信号 n n选择接口中的寄存器选择接口中的寄存器 本讲稿第十二页，共六十一页2.输入输出功能输入输出功能 n n根据读写信号判断传输方向根据读写信号判断传输方向 n n传输数据、控制和状态信息传输数据、控制和状态信息本讲稿第十三页，共六十一页3.数据转换功能数据转换功能 n n把把CPUCPU的并行数据转换成一些外设所需的串行数据；的并行数据转换成一些外设所需的串行数
7、据；n n把外设的串行信息转换成并行数据送往把外设的串行信息转换成并行数据送往CPUCPU。本讲稿第十四页，共六十一页4.联络功能联络功能 n n当数据传送完后，能发联络信号通知当数据传送完后，能发联络信号通知CPUCPU。本讲稿第十五页，共六十一页5.中断管理功能中断管理功能 n n发送中断请求和接收中断响应发送中断请求和接收中断响应 n n发送中断类型号发送中断类型号 n n优先级管理功能优先级管理功能 本讲稿第十六页，共六十一页6.复位功能复位功能 n n能接收复位信号，使接口本身及所连外设重新启动。能接收复位信号，使接口本身及所连外设重新启动。本讲稿第十七页，共六十一页7.可编程功能可
8、编程功能 可以用软件使其工作于不同的方式可以用软件使其工作于不同的方式 用软件来设置控制信号用软件来设置控制信号 本讲稿第十八页，共六十一页8.错误检测功能错误检测功能 当前多数可编程接口芯片能检测下列两类错误：当前多数可编程接口芯片能检测下列两类错误：n n传输错误：接口与设备之间的连线受到各种干扰传输错误：接口与设备之间的连线受到各种干扰 采用奇采用奇/偶校验对传输错误进行检测偶校验对传输错误进行检测 发现错误后对状态寄存器中的相应位置位发现错误后对状态寄存器中的相应位置位n n覆盖错误：输入时，覆盖错误：输入时，CPUCPU还没有从数据输入寄存器取走数据，还没有从数据输入寄存器取走数据，
9、输入寄存器又装上了新数据。输入寄存器又装上了新数据。发现错误后对状态寄存器中的相应位置位。发现错误后对状态寄存器中的相应位置位。本讲稿第十九页，共六十一页接口芯片接口芯片n n接口电路的核心功能常被集成在一块或数块大规模集成电路芯片中，称为接口芯片接口芯片接口芯片接口芯片。qq1 1）通用接口芯片：）通用接口芯片：并行接口芯片并行接口芯片82128212、82558255，串行接口，串行接口芯片芯片82508250、82518251等等qq2 2）面向微机的专用接口芯片：）面向微机的专用接口芯片：中断控制器中断控制器82598259、DMADMA控制控制器器82378237、定时、定时/计数器
10、计数器8253/82548253/8254等等qq3 3）面向外设的专用接口芯片：）面向外设的专用接口芯片：CRTCRT控制器控制器MC6845MC6845、键盘接、键盘接口芯片口芯片82798279等等本讲稿第二十页，共六十一页5.4.2 接口与系统的连接接口与系统的连接 接口可分为两个部分：接口可分为两个部分：n n和和I/OI/O设备相连设备相连n n和系统总线相连和系统总线相连 本讲稿第二十一页，共六十一页典典典典型型型型的的的的I I/OO接接接接口口口口和和和和外外外外部部部部连连连连接接接接逻辑逻辑电路电路联络信号联络信号控制信号控制信号本讲稿第二十二页，共六十一页5.5 CPU
11、和外设之间的数据传送方式和外设之间的数据传送方式 解决定时问题的三种传送方式：n n程序方式 n n中断方式 n nDMA方式 本讲稿第二十三页，共六十一页5.5.1 程序方式程序方式 程序方式指在程序控制下进行信息传送。程序方式指在程序控制下进行信息传送。1.1.1.1.无条件传送方式无条件传送方式无条件传送方式无条件传送方式 n n适用于总是处于准备好状态的外设。适用于总是处于准备好状态的外设。n n以下外设可采用无条件传送方式：以下外设可采用无条件传送方式：qq开关开关qq发光器件发光器件(如发光二极管、如发光二极管、7 7段数码管、灯泡等段数码管、灯泡等)qq继电器继电器qq步进电机步
12、进电机n n优点优点：软件及接口硬件简单：软件及接口硬件简单n n缺点缺点：只适用于简单外设，适应范围较窄：只适用于简单外设，适应范围较窄本讲稿第二十四页，共六十一页无条件传送方式工作原理：无条件传送方式工作原理：本讲稿第二十五页，共六十一页2.条件传送方式（查询方式）条件传送方式（查询方式）（1 1）条件传送的概念）条件传送的概念qqCPUCPU通通过过执执行行程程序序不不断断读读取取并并测测试试外外设设的的状状态态，如如果果外外设设处处于于准准备备好好状状态态（输输入入设设备备）或或空空闲闲状状态态（输输出出设设备备），则则CPUCPU执执行行输输入入指指令令或或输出指令与外设交换信息。输
13、出指令与外设交换信息。（2 2）条件传送的三个环节：）条件传送的三个环节：n nCPUCPU从接口中读取状态字从接口中读取状态字n nCPUCPU检测状态字检测状态字n n传送数据传送数据本讲稿第二十六页，共六十一页查询式输入的接口电路查询式输入的接口电路查询式输入的接口电路查询式输入的接口电路 本讲稿第二十七页，共六十一页查询式输出的接口电路查询式输出的接口电路 本讲稿第二十八页，共六十一页举例：举例：n n假设从终端往缓冲区输入1个字符行，当遇到回车符或者字符行超过80个字符时，输入结束，并自动加上1个换行符。如果在输入81个字符中未见回车符，则在终端上输出信息“BUFFER OVERFL
14、OWBUFFER OVERFLOW”。qq字符输入字符输入ASCIIASCII码，第码，第7 7位用校验位（偶校验）。如果校验出错，位用校验位（偶校验）。如果校验出错，输出错误信息。如果没有出错，先清除校验位，再传输到缓冲输出错误信息。如果没有出错，先清除校验位，再传输到缓冲区。区。qq假设接口数据输入端口地址为假设接口数据输入端口地址为0052H0052H，数据输出端口地址为，数据输出端口地址为0054H0054H，状态端口地址为，状态端口地址为0056H0056H。设定如果状态寄存器中第。设定如果状态寄存器中第1 1位为位为1 1，则表示输入缓冲器已经有，则表示输入缓冲器已经有1 1个字节
15、准备好，可以进个字节准备好，可以进行输入；第行输入；第0 0位为位为1 1，表示输出缓冲器已经腾空，表示输出缓冲器已经腾空，cpucpu可以可以输出数据。输出数据。本讲稿第二十九页，共六十一页程序：程序：DATA_SEG SEGMENTDATA_SEG SEGMENT MESSAGE DB MESSAGE DB BUFFER OVERFLOWBUFFER OVERFLOW,0DH,0AH,0DH,0AHDATA_SEG ENDSDATA_SEG ENDSCOM_SEG SEGMENTCOM_SEG SEGMENT BUFFER DB 82 DUP(?)BUFFER DB 82 DUP(?)CO
16、UNT DB?COUNT DB?COM_SEG ENDSCOM_SEG ENDS本讲稿第三十页，共六十一页程序：程序：CODE SEGMNETCODE SEGMNET ASSUME DS:DATA_SEG,ES:COM_SEG,CS:CODE ASSUME DS:DATA_SEG,ES:COM_SEG,CS:CODESTAT:STAT:MOV AX,DATA_SEG MOV AX,DATA_SEG MOV DS,AX MOV DS,AX MOV AX,COM_SEG MOV AX,COM_SEG MOV ES,AX MOV ES,AX MOV DI,OFFSET BUFFER MOV DI,O
17、FFSET BUFFER MOV COUNT,DI MOV COUNT,DI MOV CX,81 MOV CX,81 CLD CLD本讲稿第三十一页，共六十一页程序：程序：NEXT_IN:NEXT_IN:IN AL,56HIN AL,56H TEST AL,02H TEST AL,02H JZ NEXT_IN JZ NEXT_IN IN AL,52HIN AL,52H OR AL,0 OR AL,0 JPE NO_ERROR JPE NO_ERROR JMP ERROR JMP ERRORNO_ERROR:NO_ERROR:AND AL,7FH AND AL,7FH STOSB STOSB C
18、MP AL,0DH CMP AL,0DH LOOPNE NEXT_IN LOOPNE NEXT_IN JNE OVERFLOWJNE OVERFLOW MOV AL,0AHMOV AL,0AH STOSB STOSB SUB DI,COUNT SUB DI,COUNT MOV COUNT,DI MOV COUNT,DI OVERFLOW:OVERFLOW:MOV SI,OFFSET MESSAGE MOV SI,OFFSET MESSAGE MOV CX,17 MOV CX,17NEXT_OUT:NEXT_OUT:IN AL,56H IN AL,56H TEST AL,01H TEST AL,
19、01H JZ NEXT_OUT JZ NEXT_OUTLODSBLODSBOUT 54H,ALOUT 54H,ALLOOP NEXT_OUTLOOP NEXT_OUTERROR:ERROR:本讲稿第三十二页，共六十一页2.条件传送方式（查询方式）条件传送方式（查询方式）n n系统中有多个利用查询方式实现输入输出的设备时：系统中有多个利用查询方式实现输入输出的设备时：采用轮流查询的方式来检测接口的状态位 例：假定一系统有3个输入设备 TREE_IN:MOV FLAG,0INPUT:IN AL,STAT1 TEST AL,20H JZ DEV2 CALL PROC1 CMP FLAG,1 JNZ
20、INPUT DEV2:IN AL,STAT2 TEST AL,20H JZ DEV3 CALL PROC2 CMP FLAG,1 JNZ INPUT DEV3:IN AL,STAT3 TEST AL,20H JZ NO_INPUT CALL PROC3NO_INPUT:CMP FLAG,1 JNZ INPUT 通过标志通过标志通过标志通过标志FLAGFLAG，使三个设备优先级不同，使三个设备优先级不同，使三个设备优先级不同，使三个设备优先级不同本讲稿第三十三页，共六十一页2.条件传送方式（查询方式）条件传送方式（查询方式）循环查询法：设备处于完全相同的优先级循环查询法：设备处于完全相同的优先级
21、INTREE:MOV FLAG,0INPUT:IN AL,STAT1 TEST AL,20H JZ DEV2 CALL PROC1DEV2:IN AL,STAT2 TEST AL,20H JZ DEV3 CALL PROC2DEV3:IN AL,STAT3 TEST AL,20H JZ NO_INPUT CALL PROC3NO_INPUT:CMP FLAG,1 JNZ INPUT 本讲稿第三十四页，共六十一页2.条件传送方式（查询方式）条件传送方式（查询方式）n n适用于外设并不总是准备好，而且对传送速率、传送效率适用于外设并不总是准备好，而且对传送速率、传送效率要求不高的场合。要求不高的场
22、合。n n对外设的要求：应提供设备状态信息对外设的要求：应提供设备状态信息n n对接口的要求：需要提供状态端口对接口的要求：需要提供状态端口n n优点：软件比较简单。n n缺点：CPUCPU效率低；效率低；数据传送的实时性差；数据传送的实时性差；速度较慢。本讲稿第三十五页，共六十一页5.5.2 中断方式中断方式 1.中断传送方式的原理n nCPUCPU无需循环查询外设状态，而是外部设备在需要无需循环查询外设状态，而是外部设备在需要进行数据传送时才中断进行数据传送时才中断CPUCPU正在进行的工作，让正在进行的工作，让CPUCPU来为其服务。即来为其服务。即CPUCPU在没有外设请求时可以去做更
23、重在没有外设请求时可以去做更重要的事情，有请求时才去传输数据，从而大大提高了要的事情，有请求时才去传输数据，从而大大提高了CPUCPU的利用率。的利用率。n n优点优点：CPUCPU效率高，实时性好，速度快。效率高，实时性好，速度快。n n缺点缺点：程序编制较为复杂。程序编制较为复杂。本讲稿第三十六页，共六十一页本讲稿第三十七页，共六十一页中断方式输入接口电路：中断方式输入接口电路：本讲稿第三十八页，共六十一页2.中断优先级问题的解决中断优先级问题的解决 n n多个中断源产生中断，CPU首先为谁服务？中断优先级排队问题。(1)解决中断优先级的三种办法：qq软件查询方式软件查询方式qq简单硬件方
24、式简单硬件方式菊花链法菊花链法qq专用硬件方式专用硬件方式 本讲稿第三十九页，共六十一页(2)三种方法的原理qq软件查询方式：软件查询方式：利用带优先级的查询程序利用带优先级的查询程序n n优点优点优点优点硬件电路简单；硬件电路简单；硬件电路简单；硬件电路简单；n n缺点缺点缺点缺点转入服务程序花费时间较长。转入服务程序花费时间较长。转入服务程序花费时间较长。转入服务程序花费时间较长。qq简单硬件方式简单硬件方式菊花链法：在每个外设对应的接菊花链法：在每个外设对应的接口上连接一个逻辑电路，这些逻辑电路构成一个菊口上连接一个逻辑电路，这些逻辑电路构成一个菊花链。花链。2.中断优先级问题的解决中断
25、优先级问题的解决本讲稿第四十页，共六十一页中断优先级菊花链及其逻辑电路中断优先级菊花链及其逻辑电路(a)(a)菊花链线路图菊花链线路图 接口在链中的位置决定了它们的优先级接口在链中的位置决定了它们的优先级本讲稿第四十一页，共六十一页(b)(b)菊花链逻辑电路线路图菊花链逻辑电路线路图 本讲稿第四十二页，共六十一页pp专用硬件方式：可编程中断控制器专用硬件方式：可编程中断控制器 典典典典型型型型的的的的可可可可编编编编程程程程中中中中断断断断控控控控制制制制器器器器2.中断优先级问题的解决中断优先级问题的解决 本讲稿第四十三页，共六十一页5.5.3 DMA方式方式 1.DMA传送方式的提出传送方
26、式的提出n n前面三种前面三种I/OI/O方式都需要方式都需要CPUCPU作为中介：作为中介：外设外设 CPU CPU 内存内存 两个含义：两个含义：1 1）软件软件：外设与内存之间的数据传送是通过：外设与内存之间的数据传送是通过CPUCPU执行程序来完成执行程序来完成的（的（PIOPIO方式）；方式）；2 2）硬件硬件：I/OI/O接口和存储器的读写控制信号、地址信号都是由接口和存储器的读写控制信号、地址信号都是由CPUCPU发出的（总线由发出的（总线由CPUCPU控制）。控制）。n n缺点：程序的执行速度限定了传送的最大速度（约为几十缺点：程序的执行速度限定了传送的最大速度（约为几十KB/
27、KB/秒）秒）解决：解决：DMADMA传输传输本讲稿第四十四页，共六十一页1.DMA传送方式的提出传送方式的提出n nDMA传输:外设 内存内存qq外设直接与存储器进行数据交换外设直接与存储器进行数据交换 ，CPUCPU不再担当数据不再担当数据传输的中介者；传输的中介者；qq数据的传输速度基本上取决于外设和存储器的速度；数据的传输速度基本上取决于外设和存储器的速度；qq总线由总线由DMADMA控制器（控制器（DMACDMAC）进行控制（）进行控制（CPUCPU要放弃要放弃总线控制权），内存总线控制权），内存/外设的地址和读写控制信号均由外设的地址和读写控制信号均由DMACDMAC提供。提供。n
28、 n优点：数据传输由数据传输由DMADMA硬件来控制，数据直接在内存和外设之硬件来控制，数据直接在内存和外设之间交换，可以达到很高的传输速率（可达几间交换，可以达到很高的传输速率（可达几MB/MB/秒）秒）本讲稿第四十五页，共六十一页 2.DMA控制器的功能和原理 n nDMADMA控制器的功能：qq 向向CPUCPU发总线请求信号发总线请求信号qq 实行对总线的控制实行对总线的控制qq 修改所用的存储器或接口的地址指针修改所用的存储器或接口的地址指针qq 发读写控制信号发读写控制信号qq 存放数据长度存放数据长度qq 交还总线控制权交还总线控制权5.5.3 DMA方式方式本讲稿第四十六页，共
29、六十一页2.DMA控制器的功能和原理控制器的功能和原理n nDMA的三种传输方式:qq连续传送（块传送）连续传送（块传送）n nDMACDMAC申请到总线后，将一块数据传送完后才释放总线。申请到总线后，将一块数据传送完后才释放总线。qq单次传送（每次传送一个字节）单次传送（每次传送一个字节）n n每个每个DMADMA周期只传送一个字节就立即释放总线。周期只传送一个字节就立即释放总线。qq按需传送（猝发传送）按需传送（猝发传送）n n只要只要I/OI/O接口的数据缓冲可用，就进行传送。接口的数据缓冲可用，就进行传送。本讲稿第四十七页，共六十一页DMA传输数据的原理传输数据的原理本讲稿第四十八页，
30、共六十一页DMADMA控制器的内部最小配置和接口要求控制器的内部最小配置和接口要求控制器的内部最小配置和接口要求控制器的内部最小配置和接口要求 本讲稿第四十九页，共六十一页DMA传输对接口的要求：传输对接口的要求：控制寄存器有1位指出数据传输方向 控制寄存器有1位用来启动I/O操作 状态寄存器有1位指出设备当前是否处于忙状态 本讲稿第五十页，共六十一页DMA传输对传输对DMA控制器的要求：控制器的要求：控制寄存器有1位作为DMA允许位 控制寄存器有1位用来确定DMA方向 控制寄存器有1位决定进行一次传输后放弃还是维持对总线的控制权 状态寄存器有1位表示数据块传输是否结束本讲稿第五十一页，共六十
31、一页对对DMA控制器和接口部件预置的信息：控制器和接口部件预置的信息：往DMA控制器的字节计数器设置初值 往DMA控制器的地址寄存器中设置地址初值 对DMA控制器设置控制字并启动DMA操作 对接口部件设置控制字并启动I/O操作 本讲稿第五十二页，共六十一页启动数据块输入举例启动数据块输入举例n nINTSTAT INTSTAT 接口状态寄存器接口状态寄存器n nINTCON INTCON 接口控制寄存器接口控制寄存器n nDMACON DMACDMACON DMAC控制寄存器控制寄存器n nBYTE_REG/ADD_REG DMACBYTE_REG/ADD_REG DMAC的字节计数器和地址寄
32、存器的字节计数器和地址寄存器INTSTATINTSTAT第第2 2位位I/OI/O设备的忙位设备的忙位INTCONINTCON第第0 0位位数据传输方向数据传输方向INTCONINTCON第第2 2位位I/OI/O操作允许位操作允许位DMACONDMACON第第0 0位位传输方向控制位传输方向控制位DMACONDMACON第第3 3位位DMADMA控制器允许位控制器允许位DMACONDMACON第第6 6位位放弃总线控制权位放弃总线控制权位本讲稿第五十三页，共六十一页启动数据块输入初始化程序启动数据块输入初始化程序IDLE:IN AL,INTSTATIDLE:IN AL,INTSTAT ;检测
33、设备是否处于忙状态检测设备是否处于忙状态检测设备是否处于忙状态检测设备是否处于忙状态 TEST AL,04TEST AL,04 JNZ IDLEJNZ IDLE MOV AX,COUNTMOV AX,COUNT ;设置计数设置计数设置计数设置计数 OUT BYTE_REG,AXOUT BYTE_REG,AX LEA AX,BUFFERLEA AX,BUFFER ;设置地址初值设置地址初值设置地址初值设置地址初值 OUT ADD_REG,AXOUT ADD_REG,AX IN AL,DMACONIN AL,DMACON ;取原取原取原取原DMADMA控制字控制字控制字控制字 OR AL,49HO
34、R AL,49H ;设置方向、块传输和允许标志设置方向、块传输和允许标志设置方向、块传输和允许标志设置方向、块传输和允许标志 OUT DMACON,ALOUT DMACON,AL ;置置置置DMADMA控制字控制字控制字控制字 IN AL,INTCONIN AL,INTCON ;设置接口的传输方向及允许标志设置接口的传输方向及允许标志设置接口的传输方向及允许标志设置接口的传输方向及允许标志 OR AL,05HOR AL,05H OUT INTCON,ALOUT INTCON,AL ;设置接口的控制字设置接口的控制字设置接口的控制字设置接口的控制字 本讲稿第五十四页，共六十一页3.DMA控制器的
35、工作特点控制器的工作特点 n n是一个接口电路 n n能够控制系统总线n n操纵外设和存储器之间的数据传输本讲稿第五十五页，共六十一页5.5.4 输入输出过程中涉及的几个问题输入输出过程中涉及的几个问题 1.系统和接口的联系方式n n系统如何知道接口已准备好数据等待CPU 提取或者准备接收CPU的数据?qq查查询询方方式式通通过过程程序序检检测测状状态态寄寄存存器器中中的的“准准备备好好”位；位；qq中断方式中断方式接口向接口向CPUCPU发中断请求；发中断请求；qqDMADMA方式方式接口向接口向DMADMA控制器发控制器发DMADMA请求；请求；本讲稿第五十六页，共六十一页5.5.4 输入
36、输出过程中提出的几个问题输入输出过程中提出的几个问题2.优先级 n n 当系统中有几个设备处于同一种传输方式之 下、而且同时发传输请求时，系统到底先响应 哪个请求哪个请求?qq软件方式软件方式简单、灵活、速度慢；简单、灵活、速度慢；qq硬件方式硬件方式速度快、开销大；速度快、开销大；本讲稿第五十七页，共六十一页5.5.5 接口部件和多字节数据总线的连接接口部件和多字节数据总线的连接n nCPU的数据总线的位数不断增加，多数外设仍然采用8位数据宽度，接口部件也是8位，那么8位接口芯片的数据线怎样和计算机系统的多字节数据总线连接？qqI/OI/O部件常常连在低部件常常连在低8 8位数据总线上位数据
37、总线上本讲稿第五十八页，共六十一页5.5.6 接口部件和地址总线的错位连接接口部件和地址总线的错位连接8 8位接口芯片端口地址：位接口芯片端口地址：qq奇地址奇地址奇地址奇地址对应控制、模式、同步以及状态寄存器；对应控制、模式、同步以及状态寄存器；对应控制、模式、同步以及状态寄存器；对应控制、模式、同步以及状态寄存器；qq偶地址偶地址偶地址偶地址对应数据输入、输出缓冲器；对应数据输入、输出缓冲器；对应数据输入、输出缓冲器；对应数据输入、输出缓冲器；1616位数据总线：位数据总线：qq低低低低8 8位数据线上的数据写入偶地址存储单元或端口；位数据线上的数据写入偶地址存储单元或端口；位数据线上的数
38、据写入偶地址存储单元或端口；位数据线上的数据写入偶地址存储单元或端口；qq高高高高8 8位数据线上的数据写入奇地址存储单元或端口；位数据线上的数据写入奇地址存储单元或端口；位数据线上的数据写入奇地址存储单元或端口；位数据线上的数据写入奇地址存储单元或端口；解决方法：解决方法：qq硬件上，将地址总线的硬件上，将地址总线的硬件上，将地址总线的硬件上，将地址总线的A A1 1与芯片的与芯片的与芯片的与芯片的A A0 0相连；相连；相连；相连；qq软件上，用两个连续的偶地址代替奇偶地址；软件上，用两个连续的偶地址代替奇偶地址；软件上，用两个连续的偶地址代替奇偶地址；软件上，用两个连续的偶地址代替奇偶地
39、址；例例例例86H86H和和和和84H84H3232位数据总线解决方法：位数据总线解决方法：qq硬件上，将地址总线的硬件上，将地址总线的硬件上，将地址总线的硬件上，将地址总线的A A3 3与芯片的与芯片的与芯片的与芯片的A A0 0相连；相连；相连；相连；qq软件上，用两个偶地址（至少相差软件上，用两个偶地址（至少相差软件上，用两个偶地址（至少相差软件上，用两个偶地址（至少相差8 8）代替奇偶地址；）代替奇偶地址；）代替奇偶地址；）代替奇偶地址；例例例例0080H0080H和和和和0088H0088HReturnReturnReturnReturn本讲稿第五十九页，共六十一页思考题思考题1.1
40、.什么是接口？为什么计算机内一定要配置接口？2.2.什么是端口？什么是端口？I/OI/O端口的编址方式有哪几种？各有何特点端口的编址方式有哪几种？各有何特点？各适用于何种场合？各适用于何种场合？3.3.CPU与输入输出设备之间传送的信息有哪几类？相应的端口称作什么端口？4.4.CPU和外设之间的数据传送方式有哪几种？无条件传送方式通常用在哪些场合？本讲稿第六十页，共六十一页思考题思考题5.5.相对于条件传送方式，中断方式有什么优点？和相对于条件传送方式，中断方式有什么优点？和DMADMA方方式比较，中断传送方式又有什么不足之处？式比较，中断传送方式又有什么不足之处？6.6.采用无条件输入方式与外设接口时，接口电路应如何设计？7.7.说明查询式输入和输出接口电路的工作原理？说明查询式输入和输出接口电路的工作原理？8.8.简述在微机系统中，简述在微机系统中，DMADMA控制器从外设提出请求到外控制器从外设提出请求到外设直接将数据传送到存储器的工作过程。设直接将数据传送到存储器的工作过程。9.9.DMAC的主要特点是什么？本讲稿第六十一页，共六十一页