微型计算机技术及应用第5章.pptx

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1、本章重点:接口电路的功能 接口部件和I/O端口 CPU和外设之间的三种数据传输方式、各自优缺点和使用场合 中断传输方式的原理和可屏蔽中断的响应过程 DMA方式的原理和DMA控制器的功能 第1页/共31页教学建议：在讲述接口电路的I/O端口基础上，以讲清楚中断方式的原理和DMA方式原理为目标。本章用2学时。第2页/共31页5.1 为什么要用接口电路（1）接口电路按功能可分为两类:使微处理器正常工作所需的辅助电路输入输出接口电路:（2）为什么要用接口电路第3页/共31页5.2 CPU和输入输出设备之间的信号 CPU和输入输出设备之间有以下几类信号:（1）数据信息,又分为：数字量 模拟量 开关量（2

2、）状态信息（3）控制信息 第4页/共31页5.3 接口部件的I/O端口 数据端口 状态端口 控制端口或命令端口 第5页/共31页外设通过接口和系统的连接 第6页/共31页5.4 CPU和外设之间的数据传送方式 解决定时问题的三种传送方式：程序方式 中断方式 DMA方式 第7页/共31页5.4.1 程序方式 1.无条件传送方式 图 无条件传送方式的工作原理第8页/共31页2.条件传送方式（1）条件传送的概念（2）条件传送的三个环节：CPU从接口中读取状态字CPU检测状态字传送数据第9页/共31页查询式输入的接口电路 第10页/共31页查询式输出的接口电路 第11页/共31页 查询式输入过程的流程

3、图第12页/共31页5.4.2 中断方式 1.中断传送方式的原理 第13页/共31页可屏蔽中断的响应和执行 第14页/共31页2.中断优先级问题的解决(1)解决中断优先级的三种办法：软件查询方式 简单硬件方式菊花链法专用硬件方式(2)三种方法的优缺点 第15页/共31页中断优先级菊花链及其逻辑电路(a)菊花链 第16页/共31页(b)菊花链逻辑电路中断请求 第17页/共31页典型的可编程中断控制器 第18页/共31页5.4.3 DMA方式 1.DMA传送方式的提出DMA传送方式的优点数据传输率2.DMA控制器d的功能和原理 第19页/共31页 DMA控制器的功能：向CPU发总线请求信号 实行对

4、总线的控制 修改所用的 存储器或接口的地址指针 发读写控制信号 存放数据长度 交还总线控制权第20页/共31页DMA传输单个数据(输出过程)的原理 第21页/共31页DMA控制器的内部最小配置和接口要求 第22页/共31页从接口往内存传输一个数据块的过程：接口往DMA控制器发一个DMA请求 得到总线控制权 地址寄存器的内容送地址总线 通知接口将数据送到数据总线 数据送到所指单元 地址寄存器的值加1 字节计数器的值减1 如字节计数器的值不为0，则回到;否则结束 第23页/共31页DMA传输对接口的要求：控制寄存器有1位指出数据传输方向 控制寄存器有1位用来启动I/O操作 状态寄存器有1位指出设备

5、当前是否处于忙状态 第24页/共31页DMA传输对DMA控制寄存器的要求：有1位作为DMA允许位 有1位用来确定DMA方向 有1位决定进行一次传输后放弃还是维持对总线的控制权 状态寄存器有1位表示数据块传输是否结束第25页/共31页对DMA控制器和接口部件预置的信息：往DMA控制器的字节计数器设置初值 往DMA控制器的地址寄存器中设置地址初值 对DMA控制器设置控制字并启动DMA操作 对接口部件设置控制字并启动I/O操作 第26页/共31页启动数据块输入的例子IDLE:IN AL,INTSTAT;检测设备是否处于 忙状态，如是，则等待 TEST AL,04 JNZ IDLE MOV AX,CO

6、UNT;设置计数 OUT BYTE_REG,AX LEA AX,BUFFER;设置地址初值 OUT ADD_REG，AX 第27页/共31页 MOV AL，DMAC;取原DMA控制字OR AL，49H;设置方向、块传输;和允许标志OUT DMACON,AL;置DMA控制字MOV AL，INTC ;设置接口的传输方向;及允许标志OR AL，05HOUT INTCON,AL ;设置接口的控制字 第28页/共31页3.DMA控制器的工作特点 是一个接口电路 能够控制系统总线操纵外设和存储器之间的数据传输第29页/共31页5.4.4 输入输出过程中提出的几个问题 1.系统如何知道接口已准备好数据等待CPU提取或者准备接收CPU的数据?2.当系统中有几个设备处于同一种传输方式之下、而且同时发传输请求时，系统到底先响应哪个请求?第30页/共31页谢谢您的观看！第31页/共31页