输入输出与接口芯片.pptx

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1、在系统中，地址不是分配给接口，而是分配给端口的。CPUABDBCB输入端口输出端口控制端口状态端口接口芯片 接口港口 端口趸船。2）I/O接口的主要功能*1微型机与外设传递信息的缓冲站 数据缓冲功能：解决高速主机与低速I/O设备的矛盾。1）锁存器：高速CPU向外界提供的数据在DB上只保留很短的时间，ns，s级，这正是其高速性的体现。而慢速的I/O设备根本无法可靠地“抓”住信号并较长时间地保持信号。为此在接口电路中设置了锁存器，把瞬时出现的信号锁存起来，可靠地提供给I/O设备。第1页/共14页2）三态缓冲器 数据源1数据源N三 态缓冲器三 态缓冲器锁存器I/O设备DB 控制 控制 在计算机系统中

2、，常常是多个数据源“挂”在同一数据总线上，CPU在某一瞬间只能读某一数据源的数据，而其它“源”都不允许向DB提供数据。这就要求所有未被访问的数据源必须与DB脱钩，用术语来说，叫“隔离”，“准连接状态”。三态缓冲器的高阻态，正好用来隔离数据源和DB总线。需要时，加上控制信号，打开三态门，把数据放在DB上，CPU快速“抓取”，然后关门，其它三态门打开。3）数据转换功能 CPU只能以并行的方式输入/输出电压数字信号，而I/O设备提供或需要的可能是其它种类的信号，这就要求接口芯片能进行A D，D A，串 并，并 串，以及电平转换。第2页/共14页CPUA/D并/串芯片 ABDBCB变送器A/D模拟信号

3、 串行信号 大电流 高电压（2）多台外设的寻址 CPU 端口 xxH 端口 yyHABDBCB外设外设在系统中，给每一个端口分配一个地址；每一台外设配有一个或多个端口。CPU对外设寻址，实际上是对相应的端口寻址，CPU通过端口寻找外设并通过端口操作外设。怎么对外设分配地址？以后加以说明。第3页/共14页(2)I/O接口的分类按传送方式分：串行，并行按功能：P159 自己阅读按芯片操作方式：不可编程，可编程(3)I/O接口的基本结构提供微型机与外设交换数据所需的控制逻辑和状态信号 CPU数据端口状态端口控制端口外设数据 状态 控制 AB DB CB 关于各种信号的意义和作用，将结合具体芯片介绍(

4、4)I/O端口的寻址方式在计算机系统中，凡是需要进行读写操作的设备，都存在编址问题。对存储器而言，是对存储单元编址；对于I/O接口，则是对端口编址。第4页/共14页有两种编址方法：1）存储器映象方式 把I/O端口和存储器单元等同看待。二者统一编址，统一寻址。I/O占用的地址编号，存储器单元就不在使用；反之，亦然。在这种方式下，计算机系统只有一个统一的地址空间。2）隔离I/O方式I/O端口和存储器单元分开编址，形成两个独立的地址空间：存储器地址空间I/O端口地址空间用不同的指令访问不同的空间。采用的是隔离I/O方式，必须采用专用I/O指令：IN/OUT。两种编址方式的特点，自己读P160。第5页

5、/共14页复习：1486的I/O地址空间*全32位地址线，可对寻址4G物理存储器单元 *16位地址线可对64K个I/O端口寻址*两个独立的物理空间：*M/IO （Memory/IO port）输出当AD输出一个地址信号时，是访问存储器还是访问I/O端口？该信号从逻辑上把二者区分开：=1，访问存储器，I/O不于响应=0，访问I/O端口，M不于响应 4GB 不可访问 64K常用 1K个I/O端口通常，只用10条地址线（A9A0）对I/O端口寻址，可对1024个I/O口寻址。W/RM/IO 物理存储空间 物理I/O空间 00000000H FFFFFFFFH 00000000H 000003FFH

6、0000FFFFH FFFFFFFFH AB A15A0 第6页/共14页 CPUM/IO W/R 与控制逻辑I/O端口 存储器IOW注意这两个组合信号 A15A0(常用A9A0)隔离I/O方式示意图与IORMEMR MEMW AB DB*I/O端口地址分配 哪些口地址对应哪个外设；哪些端口地址是可供用户使用的，避免用户自己的端口地址与系统已占用的地址编号冲突。第7页/共14页2 I/O 指令及执行过程1）端口地址在00FFH之间 IN AL，PORT；PORT端口内容输入到AL IN AX，PORT；PORT和PORT+1端口内容输入到AX OUT PORT，AL；AL的内容输出到地址为PO

7、RT的端口 OUT PORT，AX；AX输出到PORT和PORT+1两端口例：设：PORT=8FH （8FH）=65H执行 IN AL，8FH 地 址为 8FH端口端口内数据65H65H8FHM/IO W/R AB（A15A0）DB 0 0 端口地址8FH送到A15A0 M/IO和W/R 同时为低 （表明访问I/O，进行读操作）启动被选中的I/O口 把数据65H送上DB CPU采样DB，把数据读入AL。第8页/共14页 2）端口地址FFHIN AL，DX ；从DX指向的端口读入一个字节到ALOUT DX，AL ；把AL的内容输出到DX指向的端口注意：间接寻址，规定DX作为间址寄存器，存放端口地

8、址 例：设某端口地址为310H，（310H）=88HMOV DX，310H ；把端口地址送入DXIN AL，DX ；从310H口读入一个字节数据到AL DX AL 地址为 310H端口 端口内数据88H88H310HABDB例：MOV AL，05H MOV DX，209H OUT DX，AL 第9页/共14页 DX AL M/IO W/R 地址为 209H端口端口内数据05H05H209H端口地址209H送到A15A0 数据05H出现在DB M/IO为低，W/R 为高（表明访问I/O，进行写操作）启动被选中的I/O口把数据送入口内数据寄存器 ABDB*关于组合信号与IOW与M/IOW/RIOR

9、执行IN指令，必然有 M/IO=0，且 W/R=0，即产生IOR信号执行OUT指令，必然有 M/IO=0，且 W/R=1，即产生IOW信号 第10页/共14页芯片端口编址实例 并行接口芯片8255片内有4个端口：A口，B口,C口,控制口 该芯片硬件设计规定：只有片选信号CS为低时，本芯片才会被选中，才能对它进行片内端口的 选择以及读、写操作A1.A0（选择片内四个口）0 0 A口 0 1 B口 1 0 C口 1 1 控制口设:当A2A9为 1 0 0 0 0 0 1 0时，译码系统 引脚输出有效信号（低电平），加在接口芯片的片选引脚CS上，于是在这种连线方式下，8255的四个口地址被分别确定为

10、：208H，209H，20AH，20BH译码系统 A9 ：A2 A1 A0 A口 PAB口 PBC口 PC控制口并行接口芯片8255A1A0CS第11页/共14页A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 208H A口地址 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 209H B口地址 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 20AH C口地址 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 20BH 控制口地址 完成片选 片内口选择应用示例 PB0 ：PB7 PA0 ：PA7CPU8255AB DB CB+5V LED1 R：LED8 R K1 K8+5V 设8255的口地址已经确定为：PA：208H PB：209H PC：20AH 控制口：20BH要求把8个开关的状态读入，K向上为高电平，向下为低电平。并通过8个LED显示。显示要求：开关闭合，LED亮；断开，灭第12页/共14页8255芯片初始化 MOV DX，208H ；取PA地址 IN AL，DX ；读入8个开关状态 MOV DX，209H ；取PB地址 OUT DX，AL ；送出开关状态，控制LED亮、灭第13页/共14页感谢您的观看！第14页/共14页