PDF《新疆大学精品课程》

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第六章

第六章 输入输出和中断技术 输入输出和中断技术 新疆大学精品课程 新疆大学精品课程 ― ― 新疆大学电气工程学院 梁岚珍、闫学勤、程志江、陈志军 ? www.xju.edu.cn ? 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8259A

第六章 输入输出和中断技术 主要内容 ? I/O端口编址方式和数据传送方式 ? 输入输出的控制方式 ? 8086/8088的中断系统 重点内容 ? www.xju.edu.cn 6.1 输入输出接口 主要内容: ? I/O接口与I/O端口的概念 ? I/O端口的编址方式 ? 端口地址译码 ? 数据传送方式 ? www.xju.edu.cn 6.1.1 I/O接口概述 什么是微机接口? ― ― CPU与外设之间的 连接桥梁 为什么需要I/O接口(电路)? ?微机的外部设备多种多样,工作原理、驱动方式、信息格 式、 以及工作速度方面彼此差别很大;

?这部分电路被称为I/O接口电路;

? www.xju.edu.cn ? 原始数据通过接口由输入设备送进去 ? 运算结果通过接口由输出设备送出来 ? 控制命令通过接口发出去 ? 现场数据通过接口从输入设备送进去 接口就是CPU与外界的连接部件,是CPU与外界交换信息 的中转站. 1)数据信息: 数字量 模拟量 开关量 脉冲量 2)状态信息: 反映当前外设所处的工作状态. 3)控制信息: CPU 通过接口向外设传送控制信息. 6.1.1 I/O接口概述 ? www.xju.edu.cn ? 计算机上的所有部件都是通过总线互联的;

? I/O接口就是将外设连接到总线上的一组逻辑电路的总 称,也成为外设接口;

? 实现外设与主机之间的信息交换;

数据输入寄存 器 数据输出寄存 器 状态寄存器 控制寄存器 地址总线控制总线数据总线外部输入或输出设备数据 状态 控制 6.1.1 I/O接口概述 ? www.xju.edu.cn 1. I/O接口要解决的问题 (1)速度匹配问题 (2)信号电平和驱动能力问题 (3)信号形式匹配问题 (4)信息格式问题 (5)时序匹配问题 CPU速度高,外设速度低 CPU电平范围窄、功率低, 外设需要电平范围宽、功率高 CPU只能处理 数字信号 CPU传送

8、16或32位并 行二进制信号,外设使用 的信号多种多样 外设与CPU 时序不一致 6.1.1 I/O接口概述 ? www.xju.edu.cn 2. I/O接口的功能 (1) I/O地址译码与设备选择 (2)信息的输入输出 (3)命令、数据和状态的缓冲与锁存 (4)信息转换 同一时刻,总线只允许 一个外设与CPU相连 CPU与外设之间的时序 和速度差异 6.1.1 I/O接口概述 ? www.xju.edu.cn 6.1.2 I/O接口的编址方式 ? I/O端口:CPU与I/O接口进行通讯是通过I/O接口内部寄存器 实现的,这些寄存器成为I/O端口. ? 接口:CPU与外设间的缓冲电路. ? 端口的类型: 数据端口 状态端口 控制端口 输入输出数据 向外设发出 控制命令 读入设备的 当前状态 ? 8088/8086CPU只能管理64K个端口,当一个外设有多个 端口时,为其分配一个连续的地址块,其中最小的地址称 为基地址. ? www.xju.edu.cn 6.1.2 I/O接口的编址方式

1、 I/O端口与内存单元统一编址 把每个I/O端口都当作一个存 储器单元看待, I/O端口与存储器 单元在同一个地址空间中进行编 址.被端口占用了的地址,存储器 不能再使用.

0 EFFFFH F0000H FFFFFH 地址空间 内存地址 (共960K) I/O地址 (共64K) 优点:用访问内存的方法来访问 I/O端口;