微机原理与接口技术课件第六章.ppt

**第六章I/O接口和总线主要内容一、I/O接口及简单I/O接口芯片二、I/O端口及其编址方式三、CPU与外设间的数据传送方式四、总线的基本概念一、I/O接口及简单I/O接口芯片1.I/O接口将外设连接到总线上的一组逻辑电路的总称。控制数据地址CPUI/O接口外设控制数据状态2.I/O接口的主功能速度匹配(Buffer)01添加标题信号的驱动能力(电平转换器、驱动器)02添加标题信号形式和电平的匹配(A/D、D/A)03添加标题信息格式(字节流、块、数据包、帧)04添加标题时序匹配(定时关系)05添加标题总线隔离(三态门，三态锁存器)06添加标题3.几种简单I/O接口芯片单向缓冲器接口芯片(74LS244)输出锁存器接口芯片(74LS273和74LS373)二、I/O端口及其编址方式1.I/O端口I/O接口芯片内部的寄存器或缓冲器。连接不同设备的I/O接口芯片，其功能往往差别很大，但是其中至少会有一个寄存器或缓冲器。即其中至少会有一个端口。2.I/O端口的类型控制端口－－存放控制信息状态端口－－存放状态信息，即反映外设当前工作状态的信息数据端口－－存放数据信息数据01CPUI/O接口02状态控制03外设单击此处添加正文。统一编址独立编址3.I/O端口的编址方式端口与内存的统一编址特点：指令及控制信号统一内存地址资源减少内存地址960KBI/O地址64KB00000HF0000HFFFFFH端口的独立编址特点：内存地址资源充分利用能够应用于端口的指令较少内存地址I/O端口地址00000HFFFFFHFFFFH0000H8088/8086的I/O端口编址采用I/O独立编址方式(但地址线与存储器共用)地址线上的地址信号用IO/M来区分I/O操作只使用20根地址线中的16根：A15～A0可寻址的I/O端口数为64K(65536)个I/O地址范围为0～FFFFHIBMPC只使用了1024个I/O地址(0～3FFH)三、CPU与外设间的数据传送方式无条件传送查询式传送中断方式传送直接存储器存取(DMA)1无条件传送单击此处添加小标题适用于总是处于准备好状态的外设单击此处添加小标题优点：软件及接口硬件简单单击此处添加小标题缺点：只适用于简单外设，适应范围较窄CPQ+5VD0输出口地址38F3HD1输入口地址38F0HD单击此处输入你的正文12、查询工作方式适用场合：外设并不总是准备好；对传送速率和效率要求不高。对外设及接口的要求：外设应提供设备状态信息接口应具备状态端口优点：软件相对简单缺点：CPU效率低，数据传送的实时性差，速度较慢READY?与外设进行数据交换读入并测试外设状态YNNFinish？Y单一外设时的工作流程初始化查询工作方式例（输出）外设状态端口地址为03FBH，第5位(bit5)为状态标志（=1忙，=0准备好）外设数据端口地址为03F8H，写入数据会使状态标志置1；外设把数据读走后又把它置0。试画出其电路图，并编程将DATA单元开始100字节数输出。 程序段？D5D7-D0A9|A3≥1A15|A10≥1IOWD7-D03F8H外设D7D6D5D4D3D2D1D0ACKCPQ7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0状态端口GG2AG2BCBAA2A1A074LS138Y0≥1IORY3OE74LS3743FBHQCLDD“1”CPOBFI/O接口电路数据端口3、中断控制方式特点：外设在需要时向CPU提出请求，CPU再去为它服务。服务结束后或在外设不需要时，CPU可执行自己的程序。优点：CPU效率高，实时性好。缺点：需要相应的硬件和软件资源。以上三种I/O方式的共性均需CPU作为中介：软件：外设与内存之间的数据传送是通过CPU执行程序来完成的（PIO方式）；硬件：I/O接口和存储器的读写控制信号、地址信号都是由CPU发出的；缺点：程序的执行速度限定了传送的最大速度（约为几十KB/秒）。**