微机原理及接口技术-第7章-输入输出接口和总线.ppt

7-1I/Ointerfaceandbus一、function1、采用I/O接口的必要性necessary通讯communication：指计算机与外设间交换数据、状态和命令的过程。要通讯则需解决如下问题（必要性）：1）速度不匹配问题speedCPU速度快I/O接口外设速度慢2）信号电平不匹配问题signalCPU使用TTL电平，外设是复杂的信号。外设信号转为TTL电平TTL电平转为外设所需信号CPU总线上传送8位、16位、32位并行数据外设：所需信号种类有模拟量，数字量，开关量等；电压，电流；串行方式，并行方式。信号格式不匹配问题formatCPU的时序与外设自己的定时和控制逻辑不一样。时序不匹配问题timesequence2、接口功能interfacefunction主要作用：解决CPU与外设间的不匹配，不能协调工作的问题。功能如下：1）设置数据缓冲器buffer，解决速度差异。2）设置电平转换电路如串行接口芯片MAX232（TTL12V）3）设置信息逻辑转换电路：如A/D，D/A，接触器的通/断等。4）设置时序控制路实现CPU与外设同步，如状态，应答信号。5）具备地址译码电路选择不同外设进行操作二、简单的I/O接口芯片（P248自学）三、I/O端口及寻址方式portandaddressing1、I/O端口：CPU与外设通讯时，传送的信息1）数据信息数据R数据口2）状态信息状态R状态口3）控制信息控制R命令口1）数据端口：存放CPU与外设间交换的数据，长度1-2字节，其数据缓冲作用。2）状态端口：指示外设当前状态，每种状态用1位表示常用状态位：READY（准备就绪）READY=1时输入口：数据已准备好，等待CPU读取，CPU取走后，READY置0。输出口：输出R已空，可接收下一数据，收到下一数据，READY置0。0102BUSY忙碌位如奇/偶校验错，溢出错。命令端口（控制口）：存放CPU对I/O设备的命令和控制字。如：启动，停止，允许中断。控制字有：方式选择控制字，操作命令字等表明输出设备能否接受数据。BUSY=1：忙，不接收CPU传送数据BUSY=0：闲，可接收CPU传送数据错误位（ERROR）：数据传递出错位2、I/O端口的寻址方法：两种编址方式：存储器映象导址，mappingI/O指令寻址。I/Oinstruction存储器映象导址方式：把I/O端口做一个存储单元，与存储单元统一编址。优点：无需专用I/O指令，简化了指令系统，端口空间可大可小。缺点：占用了存储空间，指令字节数比专用I/O指令长。如：MC6800，MC68000，单片机51、96系列。I/O单独编址方式：不占用存储器空间，构成一个I/O空间。用专用的IN，OUT指令8086中：用A15~A0导址I/O端（可访问64K个）用M/IO控制信号区分I/O导址和存储器导址0103020405优点：可读性好（专用指令）速度快（指令字节少）不占用内存空间缺点：专用IN，OUT，指令系统复杂功能不如访问存贮器的指令强增加了控制信号（M/IO）四、CPU与外设间数据传送方式datatransfer程序控制方式program三种类型