《微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用課件第六章輸入和輸出第一講》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用課件第六章輸入和輸出第一講（48頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),

2、第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯

3、母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單

4、擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11

5、/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二

6、級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處

7、編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),11/8/2007,*,第六章 輸入/輸出與中斷,1,6.1 I/O,接口概述,6.2 I/O,端口地址譯碼,6.3,基本的并行輸入,/,輸出接口,6.4,程序控制,I/O,方式,6.5,中斷方式,6

8、.6,直接存儲(chǔ)器存取,(DMA),方式,習(xí)題,6.1,輸入/輸出接口概述,接口解決微處理器與外設(shè)之間的差異,外設(shè)種類多,信號(hào)類型有機(jī)械的、物理的、電信號(hào)等,信號(hào)形式有脈沖、模擬量或數(shù)字量,數(shù)據(jù)傳輸率,不同,數(shù)據(jù)格式,不同,數(shù)據(jù)傳輸方式,不同，有并行、串行之分,CPU,與外設(shè)都是面向接口而非直接聯(lián)絡(luò),2,第,6,章 輸入,/,輸出技術(shù),圖,6.1,典型,I/O,接口模型,3,數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息,及,控制信息,數(shù)據(jù)信息,數(shù)據(jù)信息：,要交換的數(shù)據(jù)本身。,數(shù)字量,：,通常以8位或16位的二進(jìn)制數(shù)以及,ASCII,碼的形式傳輸，主要指由鍵盤、磁帶機(jī)、磁盤等輸入的信息或主機(jī)送給打印機(jī)、顯示器、繪圖儀等的信

9、息,開關(guān)量,：,用“0”和“1”來表示兩種狀態(tài)，如開關(guān)的通/斷,模擬量,：,模擬的電壓、電流或者非電量。對(duì)模擬量輸入而言，需先經(jīng)過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng),A/D,轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字量；如果需要輸出模擬控制量的話，就要進(jìn)行上述過程的逆轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)傳輸方向,：,CPU,I/O,接口外設(shè),4,控制信息,控制信息,：控制外設(shè)工作的命令，,CPU,通過接口發(fā)出，如,A/D,轉(zhuǎn)換器的啟/停信號(hào),數(shù)據(jù)傳輸方向：,CPUI/O,接口處設(shè),5,狀態(tài)信息,狀態(tài)信息：,表征外設(shè)工作狀態(tài)的信息,對(duì),輸入接口,CPU,是否準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)，,READY”,準(zhǔn)備好嗎?,對(duì),輸出接口,外設(shè)是否準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)，“,BUSY”,外設(shè)

10、忙嗎?,數(shù)據(jù)傳輸方向：,CPUI/O,接口外設(shè),6,I/O,端口,傳送這三種信息的接口電路中的,寄存器,稱為,數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制端口,不同的寄存器有不同的端口地址，即用,地址訪問,端口,由一個(gè)或多個(gè),寄存器,組成,接口,由若干個(gè)端口加上相應(yīng)的控制邏輯組成,7,接口的基本功能,數(shù)據(jù)緩沖功能,設(shè)備選擇功能,信號(hào)轉(zhuǎn)換功能,接收、解釋并執(zhí)行,CPU,命令的功能,中斷管理功能,可編程功能,8,接口電路的結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù),緩沖器,狀態(tài),寄存器,控制,寄存器,接外設(shè)一側(cè),主,機(jī),外,設(shè),總線驅(qū)動(dòng),地址譯碼,控制邏輯,接,CPU,一側(cè),DB,AB,CB,數(shù)據(jù)信息,控制信息,狀態(tài)信息,端口,接口,實(shí)現(xiàn)對(duì),CPU,數(shù)據(jù)總

11、線速度和驅(qū)動(dòng)能力的匹配,實(shí)現(xiàn)各寄存器端口尋址操作,實(shí)現(xiàn)接口電路中的各寄存器端口的讀/寫操作和時(shí)序控制,9,接口電路的分類,數(shù)據(jù)傳送方式：,并行接口,串行接口,功能選擇的靈活性：,可編程接口,不可編程接口,數(shù)據(jù)傳送操作的同步方式：,同步接口,異步接口,通用性：,通用接口,專用接口,10,6.2 I/O,端口的編址方式,為了區(qū)分接口電路的各個(gè)寄存器，系統(tǒng)為它們各自分配了一個(gè)地址，稱為,I/O,端口地址,，以便對(duì)它們進(jìn)行尋址并與存儲(chǔ)器地址相區(qū)別,I/O,端口有,兩種編址方式,：存儲(chǔ)器映像方式、,I/O,獨(dú)立編址方式,11,1、存儲(chǔ)器映像編址,指,I/O,端口與存儲(chǔ)器,共享,一個(gè)尋址空間，又稱為,統(tǒng)一

12、編址,。在這種系統(tǒng)中，,CPU,可以用,同樣的指令,對(duì),I/O,端口和存儲(chǔ)器單元的進(jìn)行訪問。,優(yōu)點(diǎn),：對(duì),I/O,口的訪問靈活方便，有利于提高端口數(shù)據(jù)的處理能力。,缺點(diǎn),：,I/O,端口占用了主存地址，相對(duì)減少了主存的可用范圍。,12,2、,I/O,獨(dú)立編址（一）,指主存地址空間和,I/O,端口地址空間,相互獨(dú)立，分別編址。,CPU,通過,指令,來區(qū)分是訪問,I/O,口還是存儲(chǔ)單元,優(yōu)點(diǎn),：主存和,I/O,端口的地址可用范圍都比較大；,缺點(diǎn),：,I/O,指令的功能一般比較弱，在,I/O,操作中必須借助,CPU,的寄存器進(jìn)行中轉(zhuǎn),13,2、,I/O,獨(dú)立編址（二）,80,X86,系列微處理器采用

13、獨(dú)立的,I/O,編址方式,CPU,使用地址總線中的,A0A15,來尋址,I/O,口，故最大,I/O,空間是,64,K,個(gè)字節(jié)端口（或32,K,個(gè)字端口,）,14,兩種編址方式比較（一）,I/O,空,間,內(nèi),存,空,間,I/O,空,間,內(nèi),存,空,間,分別是分離編址？還統(tǒng)一編址？,15,兩種編址方式比較（二）,存儲(chǔ)器,CPU,AB,DB,CB,接口,外設(shè),接口,外設(shè),CPU,AB,DB,CB,存儲(chǔ)器,存儲(chǔ)器讀寫,I/O,讀寫,16,6.3 I/O,接口的訪問控制,微機(jī)系統(tǒng)的每個(gè)端口都有惟一的端口地址,端口地址：經(jīng)譯碼電路譯碼后產(chǎn)生,端口選通信號(hào),，控制端口的,讀/寫操作,17,I/O,端口的地址

14、分配,80,X86,系列微處理器提供,16條地址線,訪問,I/O,端口,編址可達(dá),64,K,個(gè)字節(jié)端口或者32,K,個(gè)字端口,。,IBM,系列采用非完全譯碼方式，即只考慮了,低10位地址線,A0-A9,，I/O,端口地址范圍是0000,H-03FFH，,總共只有,1024個(gè)字節(jié),端口,80386微處理器或此后的微處理器構(gòu)成的微機(jī)系統(tǒng)，采用全譯碼的方法，端口為,64,K,個(gè)字節(jié)端口或32,K,個(gè)字端口,18,I/O,端口地址選用的原則,自行設(shè)計(jì)接口電路或給微機(jī)系統(tǒng)添加接口卡時(shí)，必須,避免端口地址發(fā)生沖突,申明保留的地址，不要使用,用戶可使用300,H-31FH,地址,19,I/O,端口的地址譯碼

15、,將來自地址總線上的地址代碼翻譯成為所需要訪問端口的選通信號(hào),I/O,端口地址譯碼電路結(jié)構(gòu),譯碼電路的輸入信號(hào),地址信號(hào),：由地址范圍決定,控制信號(hào),：數(shù)據(jù)流向（讀/寫）、數(shù)據(jù)寬度（8位/16位）、是否采用奇/偶地址和,DMA,傳送方式,譯碼電路的輸出信號(hào)：接口芯片的,片選信號(hào),端口的讀寫控制：輸入需要緩沖，輸出需要鎖存,20,I/O,地址譯碼方法,地址譯碼的方法靈活多樣,高位地址線,與,CPU,的控制信號(hào)進(jìn)行組合，經(jīng)譯碼電路產(chǎn)生,I/O,接口芯片的片選信號(hào),CS，,實(shí)現(xiàn),系統(tǒng)中的接口芯片尋址,低位地址線,直接接到,I/O,接口芯片的地址引腳，進(jìn)行,I/O,接口芯片的,片內(nèi)端口尋址,21,6.

16、5 I/O,接口的數(shù)據(jù)傳輸控制方式,外設(shè)的速度與,CPU,相比要慢好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，且不同外設(shè)之間的速度也相差很大，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕?CPU,一定要等外設(shè)準(zhǔn)備就緒之后才能執(zhí)行輸入/輸出操作,，而外設(shè)就緒的時(shí)刻對(duì),CPU,而言是隨機(jī)的，因此,需要同步,。,三種,I/O,同步控制方式：,程序控制方式,：無(wú)條件程序控制和程序查詢,中斷控制方式,直接存儲(chǔ)器存取方式,，,DMA,方式,22,無(wú)條件程序控制方式（一）,最簡(jiǎn)單的,I/O,控制方式，,CPU,可以隨時(shí)根據(jù)需要無(wú)條件地讀寫,I/O,端口,外設(shè)要求：簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)變化緩慢，操作時(shí)間固定，如一組開關(guān)或,LED,顯示管。,外設(shè)被認(rèn)為始終處于就緒狀態(tài),接口特點(diǎn),CPU,的,DBI/O,接口(輸出鎖存器)外設(shè),CPU,的,DBI/O,接口(輸入緩沖器)外設(shè),23,無(wú)條件程序控制方式（二）,數(shù)據(jù)輸入,緩沖器端口,數(shù)據(jù)輸出,鎖存器端口,輸入數(shù)據(jù),輸出數(shù)據(jù),端口,譯碼器,RD,AB,DB,WR,M/IO,24,無(wú)條件程序控制方式（三）,例,START:,MOV DX，INPORT,IN AL，DX,；,讀入按鍵狀態(tài),TEST AL，01H；,判斷最低