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

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

7、編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,11/8/2007,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,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,直接存儲器存取,(DMA),方式,習題,6.1,輸入/輸出接口概述,接口解決微處理器與外設之間的差異,外設種類多,信號類型有機械的、物理的、電信號等,信號形式有脈沖、模擬量或數字量,數據傳輸率,不同,數據格式,不同,數據傳輸方式,不同，有并行、串行之分,CPU,與外設都是面向接口而非直接聯絡,2,第,6,章 輸入,/,輸出技術,圖,6.1,典型,I/O,接口模型,3,數據信息、狀態(tài)信息,及,控制信息,數據信息,數據信息：,要交換的數據本身。,數字量,：,通常以8位或16位的二進制數以及,ASCII,碼的形式傳輸，主要指由鍵盤、磁帶機、磁盤等輸入的信息或主機送給打印機、顯示器、繪圖儀等的信

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

10、忙嗎?,數據傳輸方向：,CPUI/O,接口外設,6,I/O,端口,傳送這三種信息的接口電路中的,寄存器,稱為,數據、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,由一個或多個,寄存器,組成,接口,由若干個端口加上相應的控制邏輯組成,7,接口的基本功能,數據緩沖功能,設備選擇功能,信號轉換功能,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,接口電路的結構,數據,緩沖器,狀態(tài),寄存器,控制,寄存器,接外設一側,主,機,外,設,總線驅動,地址譯碼,控制邏輯,接,CPU,一側,DB,AB,CB,數據信息,控制信息,狀態(tài)信息,端口,接口,實現對,CPU,數據總

11、線速度和驅動能力的匹配,實現各寄存器端口尋址操作,實現接口電路中的各寄存器端口的讀/寫操作和時序控制,9,接口電路的分類,數據傳送方式：,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,數據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)分接口電路的各個寄存器，系統(tǒng)為它們各自分配了一個地址，稱為,I/O,端口地址,，以便對它們進行尋址并與存儲器地址相區(qū)別,I/O,端口有,兩種編址方式,：存儲器映像方式、,I/O,獨立編址方式,11,1、存儲器映像編址,指,I/O,端口與存儲器,共享,一個尋址空間，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,I/O,端口和存儲器單元的進行訪問。,優(yōu)點,：對,I/O,口的訪問靈活方便，有利于提高端口數據的處理能力。,缺點,：,I/O,端口占用了主存地址，相對減少了主存的可用范圍。,12,2、,I/O,獨立編址（一）,指主存地址空間和,I/O,端口地址空間,相互獨立，分別編址。,CPU,通過,指令,來區(qū)分是訪問,I/O,口還是存儲單元,優(yōu)點,：主存和,I/O,端口的地址可用范圍都比較大；,缺點,：,I/O,指令的功能一般比較弱，在,I/O,操作中必須借助,CPU,的寄存器進行中轉,13,2、,I/O,獨立編址（二）,80,X86,系列微處理器采用

13、獨立的,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,個字節(jié)端口（或32,K,個字端口,）,14,兩種編址方式比較（一）,I/O,空,間,內,存,空,間,I/O,空,間,內,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）,存儲器,CPU,AB,DB,CB,接口,外設,接口,外設,CPU,AB,DB,CB,存儲器,存儲器讀寫,I/O,讀寫,16,6.3 I/O,接口的訪問控制,微機系統(tǒng)的每個端口都有惟一的端口地址,端口地址：經譯碼電路譯碼后產生,端口選通信號,，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,64,K,個字節(jié)端口或者32,K,個字端口,。,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個字節(jié),端口,80386微處理器或此后的微處理器構成的微機系統(tǒng)，采用全譯碼的方法，端口為,64,K,個字節(jié)端口或32,K,個字端口,18,I/O,端口地址選用的原則,自行設計接口電路或給微機系統(tǒng)添加接口卡時，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,I/O,端口地址譯碼電路結構,譯碼電路的輸入信號,地址信號,：由地址范圍決定,控制信號,：數據流向（讀/寫）、數據寬度（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：接口芯片的,片選信號,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,的控制信號進行組合，經譯碼電路產生,I/O,接口芯片的片選信號,CS，,實現,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，進行,I/O,接口芯片的,片內端口尋址,21,6.

16、5 I/O,接口的數據傳輸控制方式,外設的速度與,CPU,相比要慢好幾個數量級，且不同外設之間的速度也相差很大，為了保證數據傳輸的可靠性，,CPU,一定要等外設準備就緒之后才能執(zhí)行輸入/輸出操作,，而外設就緒的時刻對,CPU,而言是隨機的，因此,需要同步,。,三種,I/O,同步控制方式：,程序控制方式,：無條件程序控制和程序查詢,中斷控制方式,直接存儲器存取方式,，,DMA,方式,22,無條件程序控制方式（一）,最簡單的,I/O,控制方式，,CPU,可以隨時根據需要無條件地讀寫,I/O,端口,外設要求：簡單，數據變化緩慢，操作時間固定，如一組開關或,LED,顯示管。,外設被認為始終處于就緒狀態(tài),接口特點,CPU,的,DBI/O,接口(輸出鎖存器)外設,CPU,的,DBI/O,接口(輸入緩沖器)外設,23,無條件程序控制方式（二）,數據輸入,緩沖器端口,數據輸出,鎖存器端口,輸入數據,輸出數據,端口,譯碼器,RD,AB,DB,WR,M/IO,24,無條件程序控制方式（三）,例,START:,MOV DX，INPORT,IN AL，DX,；,讀入按鍵狀態(tài),TEST AL，01H；,判斷最低