微机原理与接口技术项目教程 教学课件 作者 姜荣 项目五 基本输入输出接口.ppt

项目五 基本输入输出接口 项目五 基本输入输出接口 本项目主要讲解微型计算机系统中的输入输出接口技术，包括接口的概念和功能、输入输出控制方式等主要内容，最后重点讲解可编程控制器8237A的应用。 项目五 基本输入/输出接口 □了解I/O接口的定义和基本功能。 □掌握I/O接口的典型结构。 □理解I/O端口的编址方式与译码。 □熟练掌握数据的四种传送方式：无条件传送、查询传送、中断传送、直接存储器存取。 第6章 基本输入/输出接口 在学习本项目过程中，除了学习有关接口的基本概念之外，还要紧紧抓住中断和DMA这两种重要的传送方式为主线，掌握I/O编程过程。 5.1 项目开篇：什么是基本输入/输出接口 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 它们不能与CPU直接相连 必须经过中间电路再与系统相连 这部分电路被称为I/O接口电路 5.1 项目开篇（续1） 什么是I/O接口（电路）？ I/O接口是位于系统与外设间、用来协助完成数据传送和控制任务的逻辑电路 PC机系统板的可编程接口芯片、I/O总线槽的电路板（适配器）都是接口电路 5.1 项目开篇（续2） 什么是微机接口技术？ 处理微机系统与外设间联系的技术 注意其软硬结合的特点 根据应用系统的需要，使用和构造相应的接口电路，编制配套的接口程序，支持和连接有关的设备 5.1项目开篇 （续3） 1.接口电路的内部结构 数据寄存器 状态寄存器 控制寄存器 2.接口电路的可编程性 5.2项目备战：基本端口与数据传送方式 接口电路占用的I/O端口有两类编排形式 I/O端口独立编址 I/O地址空间独立于存储地址空间 如8086/8088 I/O端口与存储器统一编址 它们共享一个地址空间 如M6800 任务5.2.1 了解I/O端口的编址与译码 ——I/O端口独立编址 优点： I/O端口的地址空间独立 控制和地址译码电路相对简单 专门的I/O指令使程序清晰易读 缺点： I/O指令没有存储器指令丰富 任务5.2.1 了解I/O端口的编址与译码 ——I/O端口与存储器统一编址 优点： 不需要专门的I/O指令 I/O数据存取与存储器数据存取一样灵活 缺点： I/O端口要占去部分存储器地址空间 程序不易阅读（不易分清访问主存还是访问外设） 任务5.2.1 了解I/O端口的编址与译码 ——I/O端口地址的译码 I/O地址的译码方法与存储器地址的译码方法一样，但有它的特点： 部分译码时，通常是中间地址线不连接 部分译码也有最低地址线不连接的情况 每个接口电路通常只占用几个I/O地址，这时可以利用基本逻辑门电路进行地址译码 除采用译码器、门电路进行译码外，I/O地址译码还经常采用可编程逻辑器件PLD 为了给系统一定的选择余地，有些接口电路利用比较器、开关或跨接器等进行多组I/O地址的译码 6.1.2 I/O端口的编址与译码 ——独立编址输入/输出指令 输入指令 IN AL,i8/DX ;字节输入 IN AX,i8/DX ;字输入 输出指令 OUT i8/DX,AL ;字节输出 OUT i8/DX ;字输出 任务5.2.2 了解数据传送方式 程序控制下的数据传送 通过CPU执行程序中的I/O指令来完成传送。 分为：无条件传送、查询传送、中断传送 直接存储器存取（DMA） 传送请求由外设向DMA控制器（DMAC）提出，后者向CPU申请总线，最后DMAC利用系统总线来完成外设和存储器间的数据传送 1. 无条件传送方式 在CPU与慢速变化的设备交换数据时，可以认为它们总是处于“就绪”状态，随时可以进行数据传送，这就是无条件传送，或称立即传送、同步传送 适合于简单设备，如LED数码管、按键或按纽等 无条件传送的接口和操作均十分简单 这种传送有前提：外设必须随时就绪 1. 无条件传送方式（续1） 74LS244是一个具有20个引脚的双列直插式TTL芯片。 它有2个低电平有效的片选端，8个输入端，8个输出端。 由两个片选端信号控制可作为两个4位的缓冲器使用，也可作为一个8位的缓冲器使用。其内部结构实质上是8位带“允许输出”的三态器件。 它仅能用于输入接口。 74LS273是一个具有20个引脚的双列直插式TTL芯片。 具有清零端CLR和锁存控制端CP* 其内部结构实质上是8位D锁存器，它适合于作输出接口。 1. 无条件传送方式（续2） 8D触发器74LS273构成输出口 当时钟端出现上跳沿时锁存数据，被锁存的数据在Q0～Q7的输出端上输出，并驱动8个发光二