《微机原理第六章》PPT课件.ppt

1,第六章 微机接口技术概述 第一节 接口技术的基本概念 一、 接口的概念和功能 二、 接口电路的典型结构 第二节 I/O端口的编址和译码 一、 I/O端口的编址方式 二、8088的输入/输出指令和时序 三、I/O端口的译码 第三节 CPU与外设间的数据传送方式 一、 无条件传送方式 二、 条件传送方式 三、 中断传送方式 四、 DMA传送方式 第四节 接口技术的现状与发展趋势 一、接口技术的现状 二、接口技术的发展趋势 第五节 接口的设计与分析 一、基本方法 二、注意事项,2,3,1. 假设 (AL)= 73H, (DX)=21CH, (端口21CH)= 95H,执行 MOV DX, 21CH,作业: 6-3, 6-6, 6-10,IN AL, DX,(1) 根据8088CPU在最小模式下的I/O、存储器读/写时序，,描述执行IN指令时8088CPU有关引脚的具体变化过程。,(2) 根据IBM PC/XT总线的I/O读、写周期时序，,描述执行 IN指令时， IBM PC/XT总线上有关引脚的具体过程,如果执行的是 MOV DX, 21CH,OUT DX, AL,有关引脚的具体变化过程?,4,编写程序，采用无条件传送方式，从端口256h,读入100h个字节数据,3. 某I/O接口的状态寄存器D0位存放外设BUSY的,状态, 其地址为2A3h,D0=1表示外设忙; 该接口的数据寄存器的地址为,2A1h。编写程序，,用查询方式将data为首地址的100个内存单元内容,从该I/O接口输出。,5,复习：,P212P224, P236P239（第二版）,预习：,P223P236, P239P247 （第二版）,6,7,8,1、接口和接口技术,9,10,外设是用来实现人机交互的一些机电设备。 外设处理信息的类型、速度、通信方式与CPU不匹配, 不能直接挂在总线上，必须通过接口和系统相连,2、为什么要用接口电路？,11,二、接口电路的典型结构,从编程角度看，接口内部主要包括一个或多个 CPU可以进行读/写操作的寄存器，又称为I/O端口。 各I/O端口由端口地址区分。,12,按存放信息的不同，I/O端口可分为三种类型 数据端口：用于存放CPU与外设间传送的数据信息 状态端口：用于暂存外设的状态信息 控制端口：用于存放CPU对外设或接口的控制信息， 控制外设或接口的工作方式。,1001 0101 (状态端口),0110 1010 (数据端口),1100 0110 (控制端口),地址 译码,数据 缓冲,控制 电路,外 设,AB,DB,CB,C P U,13,CPU对外设输入/输出的控制， 是通过对接口电路中各I/O端口的读/写操作完成。,14,15,16,特点： 端口与存储器分别独立编址 端口不占用内存空间 设有专门的 I/O指令对端口进行读写， 对内存操作的指令不能用于I/O端口,1、端口与存储器分别独立编址 （I/O映射方式）,例 MOV 10H , AL 对内存操作 IN 10H, AL 对端口操作,17,2、端口与存储器统一编址 （存储器映射方式）,特点: I/O端口相当于内存的一部分, 使内存容量减小 对I/O端口的读/写与对存储器的读/写相同， 所有可对内存操作的指令对I/O端口均可使用， 指令系统中不专设I/O指令。,18,19,20,可寻址220= 1M个内存单元 内存范围00000 FFFFFh 内存单元的地址有5种寻址 可寻址216= 64 K个I/O端口 I/O端口范围0000 FFFFH I/O端口的地址由 一个8位二进制数直接寻址 或DX寄存器间接寻址,21,22,例 (1) IN AL，28H 若 (28H端口) = 1010 1111B 执行后 (AL) = (28H端口) = 0AFH (2) IN AX，28H 若 (28H端口)= 1010 1111B (29H端口)= 0101 0000B 执行后 (AL) = (28H端口) = 0AFH (AH) = (29H端口) = 50H (3) MOV DX， 300H IN AL，DX 若 (300H端口)= 69H 执行后 (AL) = (300H端口) = 69H,23,24,25,26,（2）端口地址可由直接方式或间接方式给出,当端口号在0FFH，即0255时， 可在指令中直接指定端口号 例 IN AL, 21H OUT 20H, AL,27,当端口号在0FFH，即0255时， 可在指令中直接指定端口号，称长格式指令 当端口号FFH，即255时, 需把端口号放在DX寄存器中，称短格式指令 原因是使用直接端口方式的指令机器码相对长 例 指令 机器码 IN AL, 21H E421 ;两个字节 OUT 20H, AL E620 IN AL, DX EC ;一个字节 OUT DX, AL EE,28,(3) 可进行字节或字传送 由指令中AL或AX的类型决定,(4) 注意端口地址与端口内容的区别 IN AL, 21H 不等于(AL) 21H OUT DX, AL 不等于 (DX) (AL),IN AL, 20H ;字节传送 IN AX, 20H ;字传送 IN AL, DX ;字节传送 IN AX, DX ;字传送,OUT 20H, AL ;字节传送 OUT 20H, AX ;字传送 OUT DX, AL ;字节传送 OUT DX, AX ;字传送,29,3. 输入/输出指令时序,30,31,32, 8088CPU最小模式下, I/O端口写周期时序,33,34,IBM PC/XT 总线上I/O端口读周期 当CPU 执行 IN 指令时，进入I/O端口读周期, 从指定的端口读入数据到CPU中。,35,I/O端口读周期时序,36,例 假设 端口218H的内容为7BH MOV DX，218H IN AL, DX,37,IBM PC/XT 总线上I/O端口写周期 当CPU 执行 OUT 指令时，进入I/O端口写周期, 将数据写入指定的端口。,38,I/O端口写周期时序,39,例 假设 (AL) = 92H MOV DX，319H OUT DX，AL,40,41,1、译码电路的作用,将CPU执行IN/OUT指令发出的地址信号“翻译”成欲操作端口的选通信号，解决存储器、I/O设备与CPU连接时地址总线失配问题。 此信号常作为接口内三态门或锁存器的控制信号，接通或断开接口数据线与系统的连接。,IN指令时序,OUT指令时序,42,该电路在CPU执行指令 MOV DX, 200H IN AL, DX 将输入设备的数据读入CPU内AL中,图中译码电路的作用： 只当A15A0上出现200H时， （即0000 0010 0000 0000B） 输出0，其他输出1。,例 一个输入设备的简 单 接 口 电 路,43,44,45,该电路在CPU执行指令 MOV DX, 300H OUT DX, AL 将CPU内AL中的数据送至输出设备,图中译码电路的作用： 只当A15A0上出现300H时， （即0000 0011 0000 0000B） 输出0，其他输出1。,46,47,48,49,据端口地址确定地址信号A15A0的取值，用门电路、译码器或两者组合实现满足此取值情况的电路。,3、设计译码电路的方法,50,51,52,53,54,55,56,57,219H 21AH 21BH 21CH 21DH 21EH 21FH,218H,74LS138 3-8译码器,A Y0 B Y1 C Y2 G1 Y3 Y4 G2A Y5 Y6 G2B Y7,0 1 1 0 0 0 0 1 0 0,&,&,端 口 译码电路,A0 A1 A2 AEN A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 IOR IOW,PC 总 线,58,59,60,74LS138 3-8译码器,218H,A Y0 B Y1 C Y2 G1 Y3 Y4 G2A Y5 Y6 G2B Y7,0 1 1 0 0 0 0 1 0 0,&,&,端 口 译码电路,A2 A1 A0 AEN A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 IOR IOW,PC 总 线,218H 21CH 21AH 21EH 219H 21DH 21BH 21FH,61,62,63,常将低位地址线（1位或几位）直接连在芯片上（与芯片上的对应地址线相连），用于片内译码，选择片内单元。 而其余的高位地址线用于片选译码，选择器件。,并行接口8255A,CS,外 设,数 据 线,A0,A1,RD,WR,PC 总 线,IOR,A0,A1,IOW,A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 AEN,片 选 译 码,片内 译码,端口A,端口B,端口C,端口D,64,65,66,67,