微机原理与接口技术课件 4.接口、数据传送方式（已看）.ppt

第四讲第四讲 接口及数据传送方式1主要内容n接口的概念和功能接口的概念和功能;（第一章中讲（第一章中讲的是的是I/O接口，接口在这里的含接口，接口在这里的含义更广泛）义更广泛）n接口控制语言接口控制语言;n数据传送方式数据传送方式;21.1.接口的概念和功能接口的概念和功能 接口就是微处理器接口就是微处理器CPU与与“外部世界外部世界”的的连接电连接电路路，是，是CPU与外界进行信息交换的与外界进行信息交换的中转站中转站。3接口的功能n数据缓冲：数据缓冲：通过寄存器或锁存器实现（数据口）。通过寄存器或锁存器实现（数据口）。n设备选择：设备选择：通过地址选择不同通过地址选择不同I/O接口。接口。n信号转换：信号转换：协调总线信号与协调总线信号与I/O设备信号。设备信号。n接受和执行接受和执行CPU命令：存放命令：存放CPU命令代码的寄存器称命令代码的寄存器称之为之为命令口命令口；存放执行状态信息的寄存器称之为；存放执行状态信息的寄存器称之为状态状态口口。n可编程：可编程：增加接口的灵活性和智能性。增加接口的灵活性和智能性。接口的特征：接口的特征：硬件和软件综合起来完成某一特定功能。4接口的内部结构CPU与外设主要有数据、状态和控制信息需要相互交换于与外设主要有数据、状态和控制信息需要相互交换于 数据寄存器数据寄存器 状态寄存器状态寄存器 控制寄存器控制寄存器5接口发展的趋势发展过程：发展过程：固定式简单接口、可编程固定式简单接口、可编程复杂接口、功能强大的智能接口复杂接口、功能强大的智能接口发展趋势：发展趋势：智能化、标准化、多功能智能化、标准化、多功能化、高集成度化化、高集成度化6端口编址方式接口对应的接口对应的I/O寻址方式（统一编址）寻址方式（统一编址）特点：占用内存空间特点：占用内存空间 指令相同，简化了指令集指令相同，简化了指令集端口寻址方式（独立编址）端口寻址方式（独立编址）：特点：不占用内存空间特点：不占用内存空间 专用指令，导致指令集复杂专用指令，导致指令集复杂78086的编址方式n 80868086采用独立编址采用独立编址n内内存存地地址址是是从从00000H-FFFFFH连连续续的的1M字节；字节；nI/O端口的地址范围从端口的地址范围从0000H-FFFFH。n设设置置了了专专门门的的IN、OUT等等I/O指指令令，且且I/O指令短，指令短，CPU执行速度快。程序的可读性强。执行速度快。程序的可读性强。8(1)(1)直直接接寻寻址址：指指令令中中直直接接访访问问端端口口地地址址,只只能能表表示示 0 0255255范围内的端口。范围内的端口。(2)(2)间间接接寻寻址址：指指令令中中的的端端口口地地址址放放于于DXDX中中，通通过过DXDX访访问端口。可以访问端口地址大于问端口。可以访问端口地址大于255255的端口的端口例例：从从300300H H端端口口读读入入一一个个字字节节或或一一个个字字（一一个个字字是是2 2个个字节），在发给字节），在发给2020H H端口的指令为：端口的指令为：MOVMOVDX,300HDX,300HININAX,DXAX,DXOUTOUT20H20H（直接寻址方式）（直接寻址方式）,AL,AL；这这个个ALAL应应该该是是AXAX独立编址方式的端口访问9数据传送方式本章首页本章首页本章首页本章首页一、一、无条件传送方式无条件传送方式二、二、条件传送方式条件传送方式(查询方式查询方式)三、三、中断传送方式中断传送方式四、四、DMA传送方式传送方式(DirectMemoryAccess)10无条件传送方式本章首页本章首页本章首页本章首页不查询外设状态而直接进行信息传输，如扬声器等。不查询外设状态而直接进行信息传输，如扬声器等。实现方法实现方法CPU不查询外设工作状态，与外设速度的匹配通过在不查询外设工作状态，与外设速度的匹配通过在软件上延时完成，在程序中直接用软件上延时完成，在程序中直接用I/O指令，完成与指令，完成与外设的数据传送外设的数据传送特点特点1.适适用用于于外外设设动动作作时时间间已已知知，在在CPU与与外外设设进进行行数数据据传送时，外设保证已准备好的情况传送时，外设保证已准备好的情况2.软硬件十分简单。软硬件十分简单。11条件传送方式（查询方式）本章首页本章首页本章首页本章首页实现方法：实现方法：在与外设进行传送数据前，在与外设进行传送数据前，CPU先查询外设状态，先查询外设状态，当外设准备好后，才执行当外设准备好后，才执行I/O指令，实现数据传送指令，实现数据传送特点：特点：1.CPU通通过过不不断断查查询询外外设设状状态态，实实现现与与外外设设的的速速度度匹匹配配2.CPU的工作效率低的工作效率低12中断传送方式本章首页本章首页本章首页本章首页外设与外设与CPU处于并行工作，一旦外设准备好，外设向处于并行工作，一旦外设准备好，外设向CPU发中断申请，条件具备，发中断申请，条件具备，CPU暂停原程序执行，响应中暂停原程序执行，响应中断，外设与断，外设与CPU串行工作。串行工作。实现方法：实现方法：1.当外设准备好，向当外设准备好，向CPU发出中断请求发出中断请求2.CPU在满足响应中断的条件下，发出中断响应信号；在满足响应中断的条件下，发出中断响应信号；3.CPU暂暂停停当当前前的的程程序序，转转去去执执行行中中断断服服务务程程序序，完完成成与与外外设设的的数据传送；数据传送；4.CPU从中断服务程序返回，继续执行被中断的程序从中断服务程序返回，继续执行被中断的程序中断传送方式的特点：中断传送方式的特点：并行工作状态并行工作状态,效率高效率高；13DMA方式本章首页本章首页本章首页本章首页CPU不干予，由硬件实现存储器与外设之间交换数据，称不干予，由硬件实现存储器与外设之间交换数据，称直接存取存储器。直接存取存储器。实现方法：实现方法：1.由专用接口芯片由专用接口芯片DMA控制器控制器(称称DMAC)控制传送过程，控制传送过程，2.当外设需传送数据时，通过当外设需传送数据时，通过DMAC向向CPU发出总线请求；发出总线请求；3.CPU发出总线响应信号，释放总线；发出总线响应信号，释放总线；4.DMAC接管总线，控制外设、内存之间直接数据传送接管总线，控制外设、内存之间直接数据传送14接口控制语言本章首页本章首页本章首页本章首页低级语言低级语言汇编：汇编：IN，OUT高级语言高级语言C语言：语言：outportb，outportw，inportbgetvect，setvect，enable15 n例例 利利用用inportbinportb()()函函数数从从所所指指定定的的输输入入端端口口2 2F0HF0H读读取取一一个个字字节节的的数数据据,并并显显示示在在屏屏幕幕上上。intportbintportb()()的的原原型型为为:inportb(intinportb(int port),port),头头文件为文件为dos.hdos.h。main()main()unsigned char c;unsigned char c;c=inportb(0 x2f0);c=inportb(0 x2f0);printf(dataprintf(data=%0 x,c);=%0 x,c);16 n例例 将一个字节输出到输出端口将一个字节输出到输出端口360360H H。outportboutportb()()的原型的原型:void void outportb(intoutportb(int port,port,unsigned unsigned char char value);value);头文件为头文件为dos.hdos.h。程序程序:main()main()outportb(0 x360,0 x55);outportb(0 x360,0 x55);17