微机原理课件 8_输入输出技术.ppt

当输入设备的数据已经准备好后，一方面将数据送入8位锁存器，另一方面对D触发器触发，使状态信息标志位D0为1。 当CPU要求外设输入信息时，先检查状态信息。若数据已经准备好，则输入相应数据，并使状态信息清“0”。否则，等待数据准备“就绪”。 工作过程 查询式输入时的数据和状态信息 查询式输入程序流程图 NEXTIN：IN A，STATUS-PORT；从状态口输入状态信息 TEST AL，01H ；测试标志位是否为1 JZ NEXTIN ；未就绪，继续查询 IN AL，DATA-PORT ；从数据端口输入数据 2.查询式输出 查询输出接口电路 RD * I/O接口概述 I/O端口与其寻址方式 CPU与外设之间的数据传送方式 本章内容 ? 掌握微型计算机接口技术的基本概念 ? 了解主机与外设之间的各种数据传送方式 ? 了解I/O端口的寻址方式 学习目的 8.1 I/O接口概述 微型计算机系统可通过系统总线与外设相连，进行系统的扩展与开发，而外设必须通过接口才能与CPU交换信息。 CPU或 系统总线 I/O 接口 电路 外 设 外设不同：工作原理、驱动方式、信息格式、工作速度 输入：键盘，鼠标，扫描仪，声音、各种传感器输入的模拟量：温度，压力，流量等。 输出：打印机，绘图仪，声音，各种开关控制量。 一、I/O接口的功能 作为接口电路，通常必须为外部设备提供几个有对应编址的寄存器，每个寄存器称为一个I/O端口。通常的I/O接口示意图如下图所示： I/O接口示意图 I/O接口内部一般由数据、状态、控制三类寄存器组成。其作用如下: 数据寄存器 在输入时，保存外设发往CPU的数据 (输入寄存器) 在输出时，保存CPU发往外设的数据 (输出寄存器) 状态寄存器——保存状态信息，CPU可从状态口读取外设当前状态； 控制寄存器——用来保存CPU发的控制命令。 任何接口电路均包括如下基本功能： 作为微型机与外设间传递数据的中间缓冲站； 输入口:三态门,缓冲/隔离; 输出口:锁存器,数据锁存 2.正确寻址与微机交换数据的外设 ； 外设多设备,各设备多种端口,各端口地址需译码产生 3.提供微型机与外设间交换数据所需的控制逻辑 与状态信号。 二、 CPU 与I/O之间的接口信号 1. 数据信息 (DATA) (1) 数字量 由键盘、光电输入机等输入的信息。(通常以二进制表示的数或以 ASCII 码表示的数或字符),其数位有8、16和32位。 CPU与外设交换的基本信息是数据，有三种类型： (2) 模拟量 （如压力、声音、流量、温度等） 非电量信息 传感器 电量 信号处理 A/D CPU ? (3) 开关量（如电机的启与停，开关的合与开等） 两个状态的量 (可以用0、1表示) 2. 状态信息 (STATUS) 输入时，输入设备是否准备好？ (READY) 输出时，输出设备是否空闲？(BUSY) 反映当前外设工作状态的信息，例如： 3. 控制信息 (CONTROL) 例如控制I/O 设备启动或停止等。 CPU I/O设备 I/O接口 1 2 3 AB DB CB DATA STATUS CONTROL CPU 与外设之间的接口信息 CPU通过接口输出对以外设的控制命令信号。 注：状态和控制信息也必须作为数据来传送到相应端口，常占1或2位，可共用端口 外部设备与微处理器进行信息交换必须通过访问该外设相对应的端口来实现。具体访问这些外设端口的过程叫做寻址。 通常有两种寻址方式：存储器映像的I/O寻址方式和I/O端口单独寻址方式。 8.2 I/O 端口及其寻址方式 一、存储器映像的I/O寻址方式 端口地址与存储器地址统一编址 存储器映像的I/O端口寻址连接方式 A15 WR RD CPU RD WR 例如： Motorola公司的MC6800/68000系列CPU 优点： 1.端口寻址手段丰富，且不需要专门的I/O指令。 2.I/O寄存器数目与外设数目不受限制，而只受总存储容量的限制。 3.读写控制逻辑比较简单。 缺点： I/O端口要占用存储器的一部分地址空间，使可用的内存空间减少。 二、I/O端口单独寻址方式 I/O端口和存储器分开寻址 ,有专用I/O指令 I/O端口单独寻址方式示意图 CPU访问I/O端口必须采用专用I/O指令，故也叫 专用I/O指令方式（Special I/O Instruction Mode）。这些专用的I/O指令通常有两类，即输 入指令IN、输出指令OUT及其相关指令组。对于 不同的微处理器，具有各不相同