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1、 第6章 输入输出及中断技术1主要内容：I/O 端口及其编址方式简单接口芯片及其应用基本输入输出方法中断的基本概念及工作过程 中断控制器825926.1 输入输出接口主要内容：l I/O 接口与I/O 端口的概念l I/O 端口的编址方式l 端口地址译码l 数据传送方式3一、I/O 接口与端口I/O 接口：l 将外设连接到总线上的一组逻辑电路的总称l 实现外设与主机之间的信息交换I/O 端口：l 接口中的寄存器4I/O 接口要解决的问题l 速度匹配(Buffer)l 信号的驱动能力(电平转换器、驱动器)l 信号形式和电平的匹配(A/D、D/A)l 信息格式(字节流、块、数据包、帧)l 时序匹配
2、(定时关系)l 总线隔离(三态门)5接口的功能l 数据的缓冲与暂存l 信号电平与类型的转换l 增加信号的驱动能力l 对外设进行监测、控制与管理，中断处理6二、I/O 端口的编址方式数据端口状态端口控制端口端 口7I/O 端口CPU数据状态控制外设8I/O 端口的编址方式统一编址独立编址9端口与内存的统一编址特点：l 指令及控制信号统一l 内存地址资源减少内存地址960KBI/O 地址64KB00000HF0000HFFFFFH10端口的独立编址特点：l 内存地址资源充分利用l 能够应用于端口的指令较少内存地址I/O地址00000HFFFFFHFFFFH0000H11端口的独立编址8088总线A
3、19-A0A15-A0MEMR、MEMWIOR、IOW、AEN存储器输入/输出128088/8086 的I/O 端口编址l 采用I/O 独立编址方式(但地址线与存储器共用)l 地址线上的地址信号用IO/M 来区分l I/O 操作只使用20 根地址线中的16 根：A15A0l 可寻址的I/O 端口数为64K(65536)个l I/O 地址范围为0 FFFFHl IBM PC只使用了1024 个I/O 地址(0 3FFH)13三、I/O 地址的译码目的：l 确定端口的地址参加译码的信号：l IOR，IOW，A15 A0l OUT 指令将使总线的IOW信号有效l IN指令将使总线的IOR 信号有效1
4、4I/O 地址的译码l 当接口只有一个端口时，16 位地址线一般应全部参与译码，译码输出直接选择该端口；当接口具有多个端口时，则16位地址线的高位参与译码（决定接口的基地址），而低位则用于确定要访问哪一个端口15I/O 地址的译码l 某外设接口有4 个端口，地址为2F0H 2F3H，则其基地址为2F0H，由A15A2译码得到，而A1、A0用来确定4 个端口中的某一个连接16四、I/O 数据的传送方式并行 一个数据单位同时传送串行数据按位传送176.2 简单接口电路掌握：l 接口电路的分类及特点l 两类简单接口芯片的应用18一、接口的基本构成数据线控制线状态线DBCBAB数据输入寄存器(or 三
5、态门)数据输出寄存器(锁存器)状态寄存器(or 三态门)命令寄存器译码电路控制逻辑19接口的基本构成l 数据输入/输出寄存器 暂存输入/输出的数据l 命令寄存器 存放控制命令，用来设定接口功能、工作参数和工作方式l 状态寄存器 保存外设当前状态，以供CPU 读取20接口的基本构成CPU I/O接口外设数 据端口地址控 制数 据状 态控 制21二、接口的类型及特点输入接口输出接口接 口22接口特点输入接口：l 要求对数据具有控制能力（常用三态门实现）输出接口：l 要求对数据具有锁存能力（常用锁存器实现）23三、三态门接口高电平、低电平、高阻态24三态门接口三态门的工作波形：A0A15IOR译码输
6、出D0D7开关状态地址有效2574LS244l 含8 个三态门的集成电路芯片l 在外设具有数据保持能力时用来输入接口l 74LS244 应用例 教材p252P251 图26三态门接口应用例l 利用三态门作为输入接口（接口地址380H）接到地址范围为70000H 71FFFH 的EEPROM 芯片的READY/BUSY 端，当三态门输出高电平时，可向98C64A 写入一个字节数据，输出低电平时则不能写入。画芯片与系统的连接图27三态门接口应用例D0D7A0A12WEOEREADY/BUSYA0A12MEMWMEMR高位地址信号D0D7D0380HCE译码IOR28四、锁存器接口l 通常由D 触发
7、器构成l 特点：具有对数据的锁存能力 不具备对数据的控制能力29常用锁存器芯片l 74LS273 不具备数据的控制能力l 74LS373 具有对数据的控制能力P254 图30锁存器芯片74LS374D0D7Q0Q7.OECP译码器D0D7Q0Q7.OECP译码器做输出口:做输入口:外设自外设31I/O 接口综合应用例l 根据开关状态在7 段数码管上显示数字或符号l 设输出接口的地址为F0Hl 设输入接口地址为F1Hl 当开关的状态分别为0000 1111 时，在7段数码管上对应显示0 F32符号形状 7 段码.gfedcba符号 形状 7 段码.gfedcba0 001111118011111
8、111 000001109011001112 01011011A011101113 01001111B011111004 01100110C001110015 01101101D010111106 01111101E011110017 00000111F0111000133O1 I1O2 I2O3 I3O4 I4E1 K0 K3+5VGG2AG2BCBA174LS244D0 Q0|Q1D7 Q2 Q3 Q4CP Q5 Q6 Q7 abcdefgDP7406反相器74LS273 Rx8174LS138D0 D7IOW#IOR#Y0Y1F0H=0000 0000 1111 0000F1H=0000 0000 1111 0001&1A7 A4A15 A8A3A2A1A0D0D1D2D3译码器34