第六章 输入输出和DMA控制器.ppt
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* 第六章 输入/输出及DMA控制器 本章重点: 端口的编址; CPU与外设交换信息的四种控制方式; 本章难点: 微处理器与I/O设备数据传送的几种方式; 第六章 输入/输出及DMA控制器 CPU 接口 电路 I/O 设备 6.1、接口的基本概念 接口指CPU和外设之间通过系统总线进行连接的电 路部分,是CPU与外界进行信息交换的中转站。 1.物理上的连接; 2.程序设计; 接口牵涉两个方面的内容: 什么是接口 第六章 输入/输出及DMA控制器 为什么要用接口电路 3.总线属于共享资源。 1. 外部设备的多样性。 它们不能与CPU直接相连,必须经过中间电路再与系 统连接,这部分电路被称为I/O接口电路。 2.低速的外围设备和高速的CPU之间的矛盾。 1. 信号电平的转换; 2. 信号类型的转换; 3. 数据传送方式的转换; 4. 数据寄存和缓冲; 5. 寻址功能; 6. 对外设的控制与检测; 7. 中断控制; (注:并不是所有的接口都具备上述所有的功能) I/O接口的基本功能: 接口的分类: 由于接口的复杂性,接口芯片的种类也很多: 按通用程度:通用接口和专用接口; 按数据传送方式分:串行接口,并行接口; 按信号的类型分:模拟接口,数字接口; 不同的接口电路,功能侧重点的不同,但最终的目的 是为了保证数据的可靠传送。 接口电路中的信息: 1、数据信息 数字量 模拟量 开关量 3、状态信息 2、控制信息 这三类信息是不同性质的信息,但在CPU与外设 交换信息时,只能通过数据总线来传送,为了分 辨出这些信息,这三类信息保存在各自的寄存器 中,每个寄存器称为一个端口。 6.2 输入/输出寻址方式 1.端口的两种编址方式 1).端口与存储器统一编址 特点:?? I/O端口相当于内存的一部分,使内存容量减小;??对I/O端口的读/写与对存储器的读/写相同,所有可对内存操作的指令对I/O端口均可使用;??指令系统中不专设I/O指令。 例Motorola的M6800系列、Intel 51单片机系列 2). 端口与存储器分别独立编址 端口操作指令及对端口的两种寻址方式: port 为端口地址(直接寻址), 大小为0~255 或0~FFH 例: port为端口地址(直接寻址), 大小为0~255 或0~FFH 6.2.2 将CPU执行IN/OUT指令发出的地址信号,“翻译” 成欲操作端口的选通信号,解决存储器、I/O设 备与CPU连接时地址总线失配问题。此信号常 作为接口内三态门或锁存器的控制信号,接通 或断开接口数据线与系统的连接。 1、译码电路的作用 1. 直接地址译码 IBM PC/XT I/O 端口地址译码方法 XIOW Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 XA5 XA6 XA7 XA8 XA9 XAEN A B C G2B G2A G1 74LS138 DMA CS(8237) INTR CS(8259) T/C CS(8253) PPI CS(8255) WRTNMIREG (写NMI屏蔽寄存器) WRTDMAPG (写DMA页面寄存器) 2.SWITCH 可选取地址译码 6.2.3 IBM PC/XT的端口地址按排 0000 001F 0020 003F 0040 005F 0060 007F 0080 009F 00A0 00BF 0080 01FF 32字节 320字节 32字节 32字节 32字节 32字节 32字节 0000~000F 8237A—5 DMA控制器 0020~0021 8259A 中断控制器 0040~0043 8253A—5 定时/计数器 0060~0063 8255A—5 并行接口芯片 0080~0083 DMA 页面寄存器 00A0~00BF NMI 屏蔽寄存器 0200 0200~020F 游戏控制口 0210~0217 扩展部件 0218~02F7 未用 02F8~02FF 异步通信卡(第二个) 0320~032F 硬盘适配器 0330~0377 并行打印机 未用 0300~031F 实验卡 0380~038F 0390~03AF 03B0~03BF 03C0~03CF 03D0~03DF 03E0~03EF 03F0~03F7 03F8~03FF 03FF 0378~037F SPLC通信 未用 单色显示器 / 打印机 未用 未用 彩色/ 图形显示卡 软盘适配器 异步通信卡(第一个) 6.3、CPU与外设数据传送的方式 在微型计算机系统中,一般有三种基本的输入输出 方法,这三种方法很好地解决了
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