微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第6章 IO接口和總線第四版

1、1 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線 2 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線 輸入輸入/輸出接口功能輸出接口功能 CPU和輸入輸出設(shè)備間的信號(hào)和輸入輸出設(shè)備間的信號(hào) 接口部件的接口部件的I/O端口和尋址方式端口和尋址方式 CPU和外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送方式和外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送方式 總線概念總線概念 3 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線 1. 輸入輸入/輸出接口功能輸出接口功能 2. CPU和輸入輸出設(shè)備間的信號(hào)和輸入輸出設(shè)備間的信號(hào) 3. 接口部件的接口部件的I/O端口和尋址方式端口和尋址方式 4. CPU和外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送方式和外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送方式 5.

2、 總線概念總線概念 4 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線接口功能接口功能 什么是輸入什么是輸入/輸出設(shè)備？輸出設(shè)備？ 計(jì)算機(jī)有各種用途，但不論用于何種場(chǎng)合，都離不開(kāi)信息處計(jì)算機(jī)有各種用途，但不論用于何種場(chǎng)合，都離不開(kāi)信息處 理。所處理的信息，均要由輸入設(shè)備提供，而處理后的結(jié)果數(shù)據(jù)，則理。所處理的信息，均要由輸入設(shè)備提供，而處理后的結(jié)果數(shù)據(jù)，則 要送給輸出設(shè)備，以各種形式報(bào)告給用戶。例如，鍵盤(pán)、鼠標(biāo)器、磁要送給輸出設(shè)備，以各種形式報(bào)告給用戶。例如，鍵盤(pán)、鼠標(biāo)器、磁 盤(pán)和掃描儀等是大家熟悉的輸入設(shè)備，而磁盤(pán)、盤(pán)和掃描儀等是大家熟悉的輸入設(shè)備，而磁盤(pán)、CRT顯示器、打印顯示器、打印

3、機(jī)、機(jī)、X-Y繪圖儀等則是最常見(jiàn)的輸出設(shè)備。繪圖儀等則是最常見(jiàn)的輸出設(shè)備。亦即能夠完成輸入亦即能夠完成輸入/輸出輸出 操作的設(shè)備就叫輸入操作的設(shè)備就叫輸入/輸出設(shè)備，簡(jiǎn)稱(chēng)外設(shè)或輸出設(shè)備，簡(jiǎn)稱(chēng)外設(shè)或I/O設(shè)備。設(shè)備。 5 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線接口功能接口功能 輸入輸入/輸出設(shè)備與輸出設(shè)備與CPU信息交換時(shí)有什么問(wèn)題？信息交換時(shí)有什么問(wèn)題？ 外部設(shè)備種類(lèi)繁多，從工作原理來(lái)講，可分為機(jī)械式、電動(dòng)外部設(shè)備種類(lèi)繁多，從工作原理來(lái)講，可分為機(jī)械式、電動(dòng) 式、電子式和其它形式等幾類(lèi)。它們對(duì)所傳輸?shù)男畔⒌囊笠哺鞑幌嗍健㈦娮邮胶推渌问降葞最?lèi)。它們對(duì)所傳輸?shù)男畔⒌囊笠哺鞑幌?同，

4、這就給計(jì)算機(jī)和外設(shè)之間的信息交換帶來(lái)以下一些問(wèn)題：同，這就給計(jì)算機(jī)和外設(shè)之間的信息交換帶來(lái)以下一些問(wèn)題： (1)速度不匹配：速度不匹配：CPU的速度很高，而外設(shè)的速度要低得多，而且不同的速度很高，而外設(shè)的速度要低得多，而且不同 的外設(shè)速度差異甚大，它們之中既有每秒鐘能傳送兆位數(shù)量級(jí)的硬磁的外設(shè)速度差異甚大，它們之中既有每秒鐘能傳送兆位數(shù)量級(jí)的硬磁 盤(pán)，也有每秒鐘只能打印百位字符的串行打印機(jī)或速度更慢的鍵盤(pán)。盤(pán)，也有每秒鐘只能打印百位字符的串行打印機(jī)或速度更慢的鍵盤(pán)。 (2)信號(hào)電平不匹配：信號(hào)電平不匹配：CPU所使用的信號(hào)都是所使用的信號(hào)都是TTL電平，而外設(shè)大多是電平，而外設(shè)大多是 復(fù)雜的機(jī)

5、電設(shè)備，往往不能用復(fù)雜的機(jī)電設(shè)備，往往不能用TTL電平所驅(qū)動(dòng)，必須有自己的電源系電平所驅(qū)動(dòng)，必須有自己的電源系 統(tǒng)和信號(hào)電平。統(tǒng)和信號(hào)電平。 (3)信號(hào)格式不匹配：信號(hào)格式不匹配：CPU系統(tǒng)總線上傳送的通常是系統(tǒng)總線上傳送的通常是8位、位、16位或位或32位位 的并行數(shù)據(jù)，而各種外設(shè)使用的信息格式各不相同。有些設(shè)備上用的的并行數(shù)據(jù)，而各種外設(shè)使用的信息格式各不相同。有些設(shè)備上用的 是模擬量，而有些是數(shù)字量或開(kāi)關(guān)量；有些設(shè)備上的信息是電流量，是模擬量，而有些是數(shù)字量或開(kāi)關(guān)量；有些設(shè)備上的信息是電流量， 而有些卻是電壓量，有些設(shè)備采用串行方式傳送數(shù)據(jù)，而有些則用并而有些卻是電壓量，有些設(shè)備采用串行

6、方式傳送數(shù)據(jù)，而有些則用并 行方式。行方式。 (4)時(shí)序不匹配：時(shí)序不匹配：各種外設(shè)都有自己的定時(shí)和控制邏輯，與計(jì)算機(jī)的各種外設(shè)都有自己的定時(shí)和控制邏輯，與計(jì)算機(jī)的 CPU時(shí)序不一致。時(shí)序不一致。 6 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線接口功能接口功能 什么是輸入什么是輸入/輸出接口？輸出接口？ 因此，要實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備與主機(jī)之間的連接因此，要實(shí)現(xiàn)外部設(shè)備與主機(jī)之間的連接(connection)和信和信 息交換，必須經(jīng)過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)脑O(shè)備。這種設(shè)備，我們叫做息交換，必須經(jīng)過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)脑O(shè)備。這種設(shè)備，我們叫做 I/O接口接口(interface)。 什么是什么是I/O端

7、口（端口（Port）：）： 接口中的寄存器（數(shù)據(jù)端口、控制接口中的寄存器（數(shù)據(jù)端口、控制 端口、狀態(tài)端口）端口、狀態(tài)端口） 7 8 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線接口功能接口功能 輸入輸入/輸出接口及其功能輸出接口及其功能 I/O接口：接口：I/O接口是指把外設(shè)同微型計(jì)算機(jī)連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送接口是指把外設(shè)同微型計(jì)算機(jī)連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送 的中間控制電路。接口的功能有：的中間控制電路。接口的功能有： (1)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換功能數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換功能(串串/并轉(zhuǎn)換并轉(zhuǎn)換)； 微機(jī)直接處理：微機(jī)直接處理：數(shù)字量數(shù)字量、開(kāi)關(guān)量開(kāi)關(guān)量、脈沖量脈沖量 (2)聯(lián)絡(luò)功能聯(lián)絡(luò)功能(協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)傳送的狀態(tài)信

8、息協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)傳送的狀態(tài)信息)； (3)速度匹配功能；速度匹配功能； 對(duì)輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖和鎖存對(duì)輸入輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖和鎖存 輸出接口有鎖存環(huán)節(jié)，輸入接口有緩沖環(huán)節(jié)輸出接口有鎖存環(huán)節(jié)，輸入接口有緩沖環(huán)節(jié) 實(shí)際的電路常用：實(shí)際的電路常用： 輸出鎖存緩沖環(huán)節(jié)，輸入鎖存緩沖環(huán)節(jié)輸出鎖存緩沖環(huán)節(jié)，輸入鎖存緩沖環(huán)節(jié) (4)尋址功能；尋址功能； 外設(shè)接口往往有多個(gè)端口。外設(shè)接口往往有多個(gè)端口。 簡(jiǎn)單的輸入輸出接口芯片 74LS24474LS244（單向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器）（單向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器） 74LS244邏輯功能和引腳圖邏輯功能和引腳圖 含含8個(gè)三態(tài)門(mén)的集成電路芯片個(gè)三態(tài)門(mén)的集成電路芯片 分兩組，分兩組，1G控制控

9、制1A1-1A4，2G控制控制2A1- 2A4 在外設(shè)具有數(shù)據(jù)保持能力時(shí)用作輸入接口在外設(shè)具有數(shù)據(jù)保持能力時(shí)用作輸入接口 為單向數(shù)據(jù)緩沖器，常用作地址驅(qū)動(dòng)。為單向數(shù)據(jù)緩沖器，常用作地址驅(qū)動(dòng)。 簡(jiǎn)單的輸入輸出接口芯片 74LS24574LS245（雙向數(shù)據(jù)總線緩沖器）（雙向數(shù)據(jù)總線緩沖器） 74LS245邏輯功能和引腳圖邏輯功能和引腳圖 含含8個(gè)三態(tài)門(mén)的集成電路芯片個(gè)三態(tài)門(mén)的集成電路芯片 除門(mén)控信號(hào)除門(mén)控信號(hào)G外，有一方向控制端外，有一方向控制端DIR DIR=1，An Bn（n=18） DIR=0，反方向傳遞，反方向傳遞 常用于數(shù)據(jù)的雙向傳送、緩沖和驅(qū)動(dòng)常用于數(shù)據(jù)的雙向傳送、緩沖和驅(qū)動(dòng) 簡(jiǎn)單的

10、輸入輸出接口芯片 74LS37374LS373（鎖存器）（鎖存器） 由由D觸發(fā)器構(gòu)成觸發(fā)器構(gòu)成 可直接掛到總線上可直接掛到總線上 具有對(duì)數(shù)據(jù)的鎖存能力具有對(duì)數(shù)據(jù)的鎖存能力 具有三態(tài)總線驅(qū)動(dòng)能力具有三態(tài)總線驅(qū)動(dòng)能力 12 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線 1. 輸入輸入/輸出接口功能輸出接口功能 2. CPU和輸入輸出設(shè)備間的信號(hào)和輸入輸出設(shè)備間的信號(hào) 3. 接口部件的接口部件的I/O端口和尋址方式端口和尋址方式 4. CPU和外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送方式和外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送方式 5. 總線概念總線概念 13 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線CPUCPU和和I/OI/O設(shè)備

11、間的信號(hào)設(shè)備間的信號(hào) CPU和外設(shè)之間需要交換三種信息和外設(shè)之間需要交換三種信息 1. 數(shù)據(jù)信息：數(shù)據(jù)信息：送入送入CPU進(jìn)行加工處理的信息或輸出到外設(shè)的運(yùn)算結(jié)果。進(jìn)行加工處理的信息或輸出到外設(shè)的運(yùn)算結(jié)果。 數(shù)字量：數(shù)字量：通常由鍵盤(pán)、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等讀入的信息，或由通常由鍵盤(pán)、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等讀入的信息，或由CPU送給打印機(jī)、送給打印機(jī)、 磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、顯示器或繪圖儀的信息。它們是二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)或磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、顯示器或繪圖儀的信息。它們是二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)或ASCII 碼表示的數(shù)據(jù)及字符。碼表示的數(shù)據(jù)及字符。 模擬量：模擬量：當(dāng)微型計(jì)算機(jī)用于控制時(shí)，多數(shù)情況下的輸入信息是現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)當(dāng)微型計(jì)算機(jī)用于控制時(shí)，多數(shù)

12、情況下的輸入信息是現(xiàn)場(chǎng)連續(xù) 變化的物理量，它們常常需要被轉(zhuǎn)化成電壓或電流信號(hào)，然后進(jìn)行模擬變化的物理量，它們常常需要被轉(zhuǎn)化成電壓或電流信號(hào)，然后進(jìn)行模擬 /數(shù)字?jǐn)?shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字量，送入計(jì)算機(jī)。相反，輸出控制時(shí)又要將轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字量，送入計(jì)算機(jī)。相反，輸出控制時(shí)又要將 數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量(D/A)來(lái)驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象。來(lái)驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象。 開(kāi)關(guān)量：開(kāi)關(guān)量：開(kāi)關(guān)量可以表示兩個(gè)狀態(tài)，如開(kāi)關(guān)的通、斷，電機(jī)的啟動(dòng)和停開(kāi)關(guān)量可以表示兩個(gè)狀態(tài)，如開(kāi)關(guān)的通、斷，電機(jī)的啟動(dòng)和停 止等。常?？梢园岩唤M開(kāi)關(guān)量組成一個(gè)數(shù)字量，以便于計(jì)算機(jī)的處理。止等。常?？梢园岩唤M開(kāi)關(guān)量組成一個(gè)數(shù)字量，以便于計(jì)算

13、機(jī)的處理。 2. 控制信息：控制信息：是是CPU發(fā)出的，用以控制外設(shè)的工作方式或外設(shè)的啟動(dòng)發(fā)出的，用以控制外設(shè)的工作方式或外設(shè)的啟動(dòng) 和停止。和停止。 3. 狀態(tài)信息：狀態(tài)信息：反映了外設(shè)當(dāng)前所處的工作狀態(tài)，是外設(shè)通過(guò)接口送給反映了外設(shè)當(dāng)前所處的工作狀態(tài)，是外設(shè)通過(guò)接口送給 CPU的信號(hào)。的信號(hào)。 14 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線CPUCPU和和I/OI/O設(shè)備間的信號(hào)設(shè)備間的信號(hào) CPU和外設(shè)之間需要交換三種信息和外設(shè)之間需要交換三種信息 CPU與外設(shè)之間不是直接交換數(shù)據(jù)、控制、狀態(tài)信息，而是與外設(shè)之間不是直接交換數(shù)據(jù)、控制、狀態(tài)信息，而是 通過(guò)接口間接傳送的。以上三種

14、信息在形式上都是二進(jìn)制代碼，它們通過(guò)接口間接傳送的。以上三種信息在形式上都是二進(jìn)制代碼，它們 都是通過(guò)都是通過(guò)DB來(lái)傳送的，分別放在接口內(nèi)的不同端口中。而接口對(duì)來(lái)傳送的，分別放在接口內(nèi)的不同端口中。而接口對(duì) DB上數(shù)據(jù)識(shí)別其類(lèi)型是根據(jù)相應(yīng)的端口地址來(lái)進(jìn)行。上數(shù)據(jù)識(shí)別其類(lèi)型是根據(jù)相應(yīng)的端口地址來(lái)進(jìn)行。 15 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線 1. 輸入輸入/輸出接口功能輸出接口功能 2. CPU和輸入輸出設(shè)備間的信號(hào)和輸入輸出設(shè)備間的信號(hào) 3. 接口部件的接口部件的I/O端口和尋址方式端口和尋址方式 4. CPU和外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送方式和外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送方式 5. 總線概念總線概念

15、 16 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線I/OI/O端口和尋址方式端口和尋址方式 接口部件的接口部件的I/O端口端口 CPU與外設(shè)通信時(shí)，傳送的信息主要包括數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信與外設(shè)通信時(shí)，傳送的信息主要包括數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信 息和控制信息。在接口電路中，這些信息分別進(jìn)入不同的寄存器，通息和控制信息。在接口電路中，這些信息分別進(jìn)入不同的寄存器，通 常將這些常將這些寄存器和它們的控制邏輯統(tǒng)稱(chēng)為寄存器和它們的控制邏輯統(tǒng)稱(chēng)為I/O端口端口 。即：。即： I/O端口：端口：是指是指I/O接口中接口中CPU可以讀可以讀/寫(xiě)的寄存器。一般接口通常寫(xiě)的寄存器。一般接口通常 有數(shù)據(jù)端口、控制端口、狀

16、態(tài)端口。有數(shù)據(jù)端口、控制端口、狀態(tài)端口。 數(shù)據(jù)端口：數(shù)據(jù)端口：數(shù)據(jù)端口是用來(lái)存放外設(shè)送往數(shù)據(jù)端口是用來(lái)存放外設(shè)送往CPU的數(shù)據(jù)或的數(shù)據(jù)或CPU要輸出到外要輸出到外 設(shè)去的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是主機(jī)和外設(shè)之間交換的最基本的信息，長(zhǎng)度一設(shè)去的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是主機(jī)和外設(shè)之間交換的最基本的信息，長(zhǎng)度一 般為般為1-2字節(jié)，數(shù)據(jù)端口主要起數(shù)據(jù)緩沖的作用。字節(jié)，數(shù)據(jù)端口主要起數(shù)據(jù)緩沖的作用。 狀態(tài)端口：狀態(tài)端口：狀態(tài)端口是用來(lái)指示外設(shè)的當(dāng)前狀態(tài)。每種狀態(tài)用狀態(tài)端口是用來(lái)指示外設(shè)的當(dāng)前狀態(tài)。每種狀態(tài)用1位表示，位表示， 每個(gè)外設(shè)可以有幾個(gè)狀態(tài)位，它們可由每個(gè)外設(shè)可以有幾個(gè)狀態(tài)位，它們可由CPU讀取，以測(cè)試或檢查外

17、設(shè)的讀取，以測(cè)試或檢查外設(shè)的 狀態(tài)，決定程序的流程。狀態(tài)，決定程序的流程。 控制端口：控制端口：它用來(lái)存放它用來(lái)存放CPU向接口發(fā)出的各種命令和控制字，以便控制向接口發(fā)出的各種命令和控制字，以便控制 接口或設(shè)備的動(dòng)作。常見(jiàn)的命令信息位有啟動(dòng)位、停止位、允許中斷位接口或設(shè)備的動(dòng)作。常見(jiàn)的命令信息位有啟動(dòng)位、停止位、允許中斷位 等。接口芯片不同，控制字的格式和內(nèi)容是各不相同的，常見(jiàn)的控制字等。接口芯片不同，控制字的格式和內(nèi)容是各不相同的，常見(jiàn)的控制字 有方式選擇控制字，操作命令字等。有方式選擇控制字，操作命令字等。 17 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線I/OI/O端口和尋址方式端

18、口和尋址方式 I/O端口的尋址方式端口的尋址方式 CPU對(duì)外設(shè)的訪問(wèn)實(shí)質(zhì)上是對(duì)對(duì)外設(shè)的訪問(wèn)實(shí)質(zhì)上是對(duì)I/O接口電路中相應(yīng)的端口進(jìn)接口電路中相應(yīng)的端口進(jìn) 行訪問(wèn)，因此和存儲(chǔ)器那樣，也需要由譯碼電路來(lái)形成行訪問(wèn)，因此和存儲(chǔ)器那樣，也需要由譯碼電路來(lái)形成I/O端口地址。端口地址。 I/O端口的編址方式有兩種：端口的編址方式有兩種：存儲(chǔ)器映象編址方式存儲(chǔ)器映象編址方式和和獨(dú)立編址方式。獨(dú)立編址方式。 存儲(chǔ)器映像編制方式：存儲(chǔ)器映像編制方式：在這種編址方式中，將外設(shè)接口地址和內(nèi)部存在這種編址方式中，將外設(shè)接口地址和內(nèi)部存 儲(chǔ)器地址統(tǒng)一安排在內(nèi)存的地址空間中。即把內(nèi)存地址分配給外設(shè)，儲(chǔ)器地址統(tǒng)一安排在內(nèi)存

19、的地址空間中。即把內(nèi)存地址分配給外設(shè)， 由外設(shè)來(lái)占用這些地址。用于外設(shè)的這些地址，存儲(chǔ)器不能再使用。由外設(shè)來(lái)占用這些地址。用于外設(shè)的這些地址，存儲(chǔ)器不能再使用。 獨(dú)立編制方式：獨(dú)立編制方式：在這種編址方式中，內(nèi)存地址空間和外設(shè)地址空間是在這種編址方式中，內(nèi)存地址空間和外設(shè)地址空間是 相互獨(dú)立的。例如，在相互獨(dú)立的。例如，在8086CPU8086CPU中，內(nèi)存地址是連續(xù)的中，內(nèi)存地址是連續(xù)的1M1M字節(jié)，從字節(jié)，從 00000H00000HFFFFFHFFFFFH，而外設(shè)的地址范圍從，而外設(shè)的地址范圍從0000H0000HFFFFHFFFFH。它們相互獨(dú)。它們相互獨(dú) 立，互不影響。立，互不影響。

20、 M/IO M/IO 引腳引腳 IN OUT IN OUT指令指令 18 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線I/OI/O端口和尋址方式端口和尋址方式 I/O端口的尋址方式端口的尋址方式 存儲(chǔ)存儲(chǔ) 單元單元 存儲(chǔ)器映像編址存儲(chǔ)器映像編址 I/O端口端口 220 1M 內(nèi)存單元內(nèi)存單元 216 64K I/O端端 口口獨(dú)立編址方式獨(dú)立編址方式 19 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線 1. 輸入輸入/輸出接口功能輸出接口功能 2. CPU和輸入輸出設(shè)備間的信號(hào)和輸入輸出設(shè)備間的信號(hào) 3. 接口部件的接口部件的I/O端口和尋址方式端口和尋址方式 4. CPU和外設(shè)間的數(shù)據(jù)

21、傳送方式和外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送方式 5. 總線概念總線概念 20 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式 在計(jì)算機(jī)的操作過(guò)程中，最基本的最大量在計(jì)算機(jī)的操作過(guò)程中，最基本的最大量 的操作是數(shù)據(jù)傳送。在微機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)主要在的操作是數(shù)據(jù)傳送。在微機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)主要在 CPU、存儲(chǔ)器和、存儲(chǔ)器和I/O接口之間傳送，在數(shù)據(jù)傳送接口之間傳送，在數(shù)據(jù)傳送 過(guò)程中，關(guān)鍵問(wèn)題是數(shù)據(jù)傳送的控制方式，微機(jī)過(guò)程中，關(guān)鍵問(wèn)題是數(shù)據(jù)傳送的控制方式，微機(jī) 系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳送的控制方式主要有系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳送的控制方式主要有軟件傳送方軟件傳送方 式式(程序控制方式程序控制方式)和和硬件傳送方式硬

22、件傳送方式(主要是主要是DMA 直接存儲(chǔ)器存取直接存儲(chǔ)器存取)方式方式。其中，程序控制方式又包。其中，程序控制方式又包 括：括：無(wú)條件傳送方式無(wú)條件傳送方式、查詢傳送方式查詢傳送方式和和中斷傳送中斷傳送 方式方式。 21 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式 程序控制方式程序控制方式 之無(wú)條件傳送方式之無(wú)條件傳送方式 無(wú)條件傳送方式也稱(chēng)為同步傳送方式，主要用于對(duì)簡(jiǎn)單外設(shè)進(jìn)無(wú)條件傳送方式也稱(chēng)為同步傳送方式，主要用于對(duì)簡(jiǎn)單外設(shè)進(jìn) 行操作，或者外設(shè)的定時(shí)是固定的或已知的場(chǎng)合。也就是說(shuō)，這類(lèi)外行操作，或者外設(shè)的定時(shí)是固定的或已知的場(chǎng)合。也就是說(shuō)，這類(lèi)外 設(shè)在任何時(shí)刻

23、均已準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)或處于接收數(shù)據(jù)狀態(tài)，或者在某些固定設(shè)在任何時(shí)刻均已準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)或處于接收數(shù)據(jù)狀態(tài)，或者在某些固定 時(shí)刻，它們處在數(shù)據(jù)就緒或準(zhǔn)備接收狀態(tài)，因此程序可以不必檢查外時(shí)刻，它們處在數(shù)據(jù)就緒或準(zhǔn)備接收狀態(tài)，因此程序可以不必檢查外 設(shè)的狀態(tài)，而在需要進(jìn)行輸入或輸出操作時(shí)，直接執(zhí)行輸入輸出指令。設(shè)的狀態(tài)，而在需要進(jìn)行輸入或輸出操作時(shí)，直接執(zhí)行輸入輸出指令。 無(wú)條件傳送方式一般用于控制無(wú)條件傳送方式一般用于控制CPU與低速接口之間的信息交與低速接口之間的信息交 換換.例如開(kāi)關(guān)、溫度、壓力流量等例如開(kāi)關(guān)、溫度、壓力流量等(A/D)轉(zhuǎn)換器。由于這些信號(hào)變換轉(zhuǎn)換器。由于這些信號(hào)變換 緩慢，當(dāng)需要采集這些

24、數(shù)據(jù)時(shí)，外設(shè)已經(jīng)將數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒了，因此無(wú)緩慢，當(dāng)需要采集這些數(shù)據(jù)時(shí)，外設(shè)已經(jīng)將數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒了，因此無(wú) 需檢查端口的狀態(tài)，就可以立即采集數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)保持時(shí)間相對(duì)于需檢查端口的狀態(tài)，就可以立即采集數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)保持時(shí)間相對(duì)于 CPU的處理時(shí)間長(zhǎng)得多，故輸入端可直接用輸入緩沖器與的處理時(shí)間長(zhǎng)得多，故輸入端可直接用輸入緩沖器與CPU的數(shù)的數(shù) 據(jù)總線相連。若外設(shè)是輸出設(shè)備，一般要求接口有鎖存能力，也就是據(jù)總線相連。若外設(shè)是輸出設(shè)備，一般要求接口有鎖存能力，也就是 CPU送給外設(shè)的數(shù)據(jù)應(yīng)該在接口中保持一段時(shí)間，其原因是外設(shè)的送給外設(shè)的數(shù)據(jù)應(yīng)該在接口中保持一段時(shí)間，其原因是外設(shè)的 速度較慢，所以要求速度較

25、慢，所以要求CPU送到接口的數(shù)據(jù)能保持到外設(shè)動(dòng)作相適應(yīng)送到接口的數(shù)據(jù)能保持到外設(shè)動(dòng)作相適應(yīng) 的時(shí)間。的時(shí)間。 22 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式 無(wú)條件傳送方式無(wú)條件傳送方式 【例【例6-1】圖中外設(shè)是簡(jiǎn)單的發(fā)光二極管】圖中外設(shè)是簡(jiǎn)單的發(fā)光二極管.此外設(shè)的接口是用鎖存器來(lái)實(shí)現(xiàn)的此外設(shè)的接口是用鎖存器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。鎖存鎖存 器在打入脈沖器在打入脈沖CP上升沿將輸入端上升沿將輸入端D的數(shù)據(jù)鎖存在它的輸出的數(shù)據(jù)鎖存在它的輸出Q端。編寫(xiě)點(diǎn)亮二極管端。編寫(xiě)點(diǎn)亮二極管 的程序。的程序。 （端口地址為（端口地址為0000H） D0Q0 D7 Q7 CP 1 1 1 A

26、0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 IOW A8 A9 A11 A10 A12 A13 A14 A15 D0 D7 1 +5v 300 1 +5v 300 74LS273 MOVAL,81H MOVDX,0000H;送端口地址送端口地址 OUTDX,AL ;點(diǎn)亮發(fā)光二極管點(diǎn)亮發(fā)光二極管 23 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式 無(wú)條件傳送方式無(wú)條件傳送方式 【例例6-26-2】類(lèi)似于例類(lèi)似于例6-16-1中，讓接在中，讓接在Q Q0 0Q Q7 7上的二極管自上而下輪流點(diǎn)亮上的二極管自上而下輪流點(diǎn)亮3s3s，編寫(xiě)程，編寫(xiě)程 序?qū)崿F(xiàn)。序?qū)崿F(xiàn)。 MO

27、VAL,01H;使使Q0為為1，LED0先亮先亮 LOP:OUT0000H,AL;將信息送將信息送0000H端口端口 CALLDELAY;調(diào)用延時(shí)調(diào)用延時(shí)3S子程序子程序 ROLAL,1;小循環(huán)左移小循環(huán)左移1位位 JMPLOP;循環(huán)點(diǎn)亮循環(huán)點(diǎn)亮LED 24 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式 查詢傳送方式（條件傳送）查詢傳送方式（條件傳送） 查詢傳送也稱(chēng)條件方式傳送，用查詢方式傳送時(shí)，查詢傳送也稱(chēng)條件方式傳送，用查詢方式傳送時(shí)，CPU通過(guò)通過(guò) 執(zhí)行程序不斷讀取并測(cè)試外設(shè)的狀態(tài)，如果外設(shè)處于準(zhǔn)備好狀態(tài)執(zhí)行程序不斷讀取并測(cè)試外設(shè)的狀態(tài)，如果外設(shè)處于準(zhǔn)備好狀態(tài)

28、(輸輸 入設(shè)備入設(shè)備)或者空閑狀態(tài)或者空閑狀態(tài)(輸出設(shè)備輸出設(shè)備)，則，則CPU執(zhí)行輸入指令或輸出指令執(zhí)行輸入指令或輸出指令 與外設(shè)交換信息。因此，接口電路除了有傳送數(shù)據(jù)的端口，還要求有與外設(shè)交換信息。因此，接口電路除了有傳送數(shù)據(jù)的端口，還要求有 傳送狀態(tài)的端口。對(duì)于條件傳送來(lái)說(shuō)，一個(gè)數(shù)據(jù)傳送過(guò)程由傳送狀態(tài)的端口。對(duì)于條件傳送來(lái)說(shuō)，一個(gè)數(shù)據(jù)傳送過(guò)程由3個(gè)環(huán)節(jié)個(gè)環(huán)節(jié) 組成：組成： CPU從接口中讀取狀態(tài)字；從接口中讀取狀態(tài)字； CPU檢測(cè)狀態(tài)字的對(duì)應(yīng)位是否滿足檢測(cè)狀態(tài)字的對(duì)應(yīng)位是否滿足“就緒就緒”的條件，如果不滿足，的條件，如果不滿足， 則回到前一步讀取狀態(tài)字；則回到前一步讀取狀態(tài)字； 如狀態(tài)字

29、表明外設(shè)已處于如狀態(tài)字表明外設(shè)已處于“就緒就緒”狀態(tài)，則傳送數(shù)據(jù)狀態(tài)，則傳送數(shù)據(jù)。 25 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式 查詢傳送方式查詢傳送方式 26 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式 查詢傳送方式查詢傳送方式 27 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式 查詢傳送方式查詢傳送方式 當(dāng)系統(tǒng)中有多個(gè)外設(shè)時(shí)當(dāng)系統(tǒng)中有多個(gè)外設(shè)時(shí) 查詢方式如何工作？查詢方式如何工作？ 由圖可見(jiàn)，由圖可見(jiàn)，CPU逐個(gè)外設(shè)進(jìn)逐個(gè)外設(shè)進(jìn) 行查詢。若發(fā)現(xiàn)那個(gè)外設(shè)準(zhǔn)備就緒，行查詢。若發(fā)現(xiàn)那個(gè)外設(shè)準(zhǔn)備就緒， 就對(duì)

30、該外設(shè)實(shí)施數(shù)據(jù)傳送。然后再就對(duì)該外設(shè)實(shí)施數(shù)據(jù)傳送。然后再 對(duì)下一外設(shè)查詢，依次循環(huán)。結(jié)果，對(duì)下一外設(shè)查詢，依次循環(huán)。結(jié)果， 在查詢過(guò)程中，在查詢過(guò)程中，CPU不能做別的不能做別的 事情，這就大大降低了事情，這就大大降低了CPU的效的效 率。而且，假如某一外設(shè)剛好在查率。而且，假如某一外設(shè)剛好在查 詢過(guò)后處于就緒狀態(tài)，那么它必須詢過(guò)后處于就緒狀態(tài)，那么它必須 等到等到CPU查詢完所有外設(shè)，再次查詢完所有外設(shè)，再次 查詢此外設(shè)時(shí)才能發(fā)現(xiàn)它處于就緒查詢此外設(shè)時(shí)才能發(fā)現(xiàn)它處于就緒 狀態(tài)，而后對(duì)此外設(shè)服務(wù)。這樣就狀態(tài)，而后對(duì)此外設(shè)服務(wù)。這樣就 不能對(duì)外設(shè)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，這不能對(duì)外設(shè)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，這

31、 對(duì)許多實(shí)時(shí)性要求較高的外設(shè)來(lái)說(shuō)，對(duì)許多實(shí)時(shí)性要求較高的外設(shè)來(lái)說(shuō)， 就有可能丟失數(shù)據(jù)。就有可能丟失數(shù)據(jù)。 28 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式 查詢傳送方式查詢傳送方式 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：接口電路和程序設(shè)計(jì)都較為簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。接口電路和程序設(shè)計(jì)都較為簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：CPU外設(shè)不能并行工作，外設(shè)不能并行工作，CPU的效率低，外設(shè)得不到及的效率低，外設(shè)得不到及 時(shí)響應(yīng)。時(shí)響應(yīng)。 適用場(chǎng)合：適用場(chǎng)合：這種傳送方式適用于一般工作速度較慢的外設(shè)，特這種傳送方式適用于一般工作速度較慢的外設(shè)，特 別是外設(shè)數(shù)量不多，實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)合。別是外設(shè)數(shù)量不多，實(shí)

32、時(shí)性要求不高的場(chǎng)合。 29 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式 中斷傳送方式中斷傳送方式 中斷傳送方式會(huì)在每次外設(shè)準(zhǔn)備好或空閑時(shí)，主動(dòng)向中斷傳送方式會(huì)在每次外設(shè)準(zhǔn)備好或空閑時(shí)，主動(dòng)向CPU 發(fā)出中斷請(qǐng)求，以示要傳送數(shù)據(jù)，發(fā)出中斷請(qǐng)求，以示要傳送數(shù)據(jù)，CPU響應(yīng)該請(qǐng)求后，執(zhí)行中斷響應(yīng)該請(qǐng)求后，執(zhí)行中斷 服務(wù)程序，實(shí)現(xiàn)與外設(shè)的數(shù)據(jù)傳送。其工作過(guò)程簡(jiǎn)述如下：服務(wù)程序，實(shí)現(xiàn)與外設(shè)的數(shù)據(jù)傳送。其工作過(guò)程簡(jiǎn)述如下： 暫停主程序，實(shí)現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移，即中斷響應(yīng)；暫停主程序，實(shí)現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移，即中斷響應(yīng)； 保護(hù)和恢復(fù)有關(guān)寄存器的內(nèi)容；保護(hù)和恢復(fù)有關(guān)寄存器的內(nèi)容； 執(zhí)行執(zhí)行I/O

33、操作，并實(shí)現(xiàn)內(nèi)存操作，并實(shí)現(xiàn)內(nèi)存累加器累加器端口之間的傳送；端口之間的傳送； 實(shí)現(xiàn)中斷返回。實(shí)現(xiàn)中斷返回。 30 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式 中斷傳送方式中斷傳送方式 CPU 數(shù) 據(jù) 緩 沖 器 數(shù) 據(jù) 鎖 存 器 輸 入 設(shè) 備 D70D70D70 地址譯 碼電路 地址線 INTR CPU 數(shù) 據(jù) 鎖 存 器 輸 出 設(shè) 備 D70 D70 地址譯 碼電路 地址線 中斷輸出方式中斷輸入方式 準(zhǔn)備好準(zhǔn)備好 31 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式 中斷傳送方式中斷傳送方式 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)的工作效率高，系統(tǒng)的工

34、作效率高，CPU、I/O設(shè)備可以并行工作，外設(shè)設(shè)備可以并行工作，外設(shè) 可以主動(dòng)向可以主動(dòng)向CPU請(qǐng)求，能夠得到請(qǐng)求，能夠得到CPU的及時(shí)響應(yīng)。的及時(shí)響應(yīng)。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：每次傳送數(shù)據(jù)，每次傳送數(shù)據(jù)，CPU都要做許多額外的工作，傳送速度都要做許多額外的工作，傳送速度 仍然不是很快。仍然不是很快。 適用場(chǎng)合：適用場(chǎng)合：這種方式適用于一般工作速度不是很快的外設(shè)，特這種方式適用于一般工作速度不是很快的外設(shè)，特 別是實(shí)時(shí)控制、檢測(cè)場(chǎng)合。別是實(shí)時(shí)控制、檢測(cè)場(chǎng)合。 32 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式 DMA(Direct Memory Access)控制方式控制方式

35、 中斷控制的中斷控制的I/O雖然克服了查詢方式雖然克服了查詢方式I/O的缺點(diǎn)，能夠快速響應(yīng)的缺點(diǎn)，能夠快速響應(yīng) I/O傳送的請(qǐng)求，但是傳送的請(qǐng)求，但是I/O設(shè)備的服務(wù)仍然是由軟件實(shí)現(xiàn)，為完成一個(gè)設(shè)備的服務(wù)仍然是由軟件實(shí)現(xiàn)，為完成一個(gè) 字節(jié)字節(jié)(字字)的數(shù)據(jù)傳送，的數(shù)據(jù)傳送，CPU必須執(zhí)行很多額外的工作。當(dāng)要求快速進(jìn)必須執(zhí)行很多額外的工作。當(dāng)要求快速進(jìn) 行數(shù)據(jù)傳送的場(chǎng)合，執(zhí)行上述過(guò)程已無(wú)法滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。這行數(shù)據(jù)傳送的場(chǎng)合，執(zhí)行上述過(guò)程已無(wú)法滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。這 時(shí)可以采用直接存儲(chǔ)器存取，由時(shí)可以采用直接存儲(chǔ)器存取，由DMA控制器實(shí)現(xiàn)外設(shè)控制器實(shí)現(xiàn)外設(shè)存儲(chǔ)器間的存儲(chǔ)器間的 直接傳送。直

36、接傳送。 采用采用DMA方式傳送數(shù)據(jù)時(shí)，需要一塊專(zhuān)門(mén)的硬件電路方式傳送數(shù)據(jù)時(shí)，需要一塊專(zhuān)門(mén)的硬件電路(通常通常 叫叫DMA控制器控制器)對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)傳送過(guò)程進(jìn)行管理。這種控制器能給出訪對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)傳送過(guò)程進(jìn)行管理。這種控制器能給出訪 問(wèn)內(nèi)存所需要的地址信息，并能自動(dòng)修改地址指針，也能設(shè)定和修改問(wèn)內(nèi)存所需要的地址信息，并能自動(dòng)修改地址指針，也能設(shè)定和修改 傳送的字節(jié)數(shù)，還能向存儲(chǔ)器和外設(shè)發(fā)出相應(yīng)的讀傳送的字節(jié)數(shù)，還能向存儲(chǔ)器和外設(shè)發(fā)出相應(yīng)的讀/寫(xiě)控制信號(hào)。在寫(xiě)控制信號(hào)。在 DMA傳送結(jié)束后，它能釋放總線，把對(duì)總線的控制權(quán)又交還給傳送結(jié)束后，它能釋放總線，把對(duì)總線的控制權(quán)又交還給CPU。 因此采用因此

37、采用DMA方式傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，不需要進(jìn)行保護(hù)和恢復(fù)斷點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)之方式傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，不需要進(jìn)行保護(hù)和恢復(fù)斷點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)之 類(lèi)的額外操作，一旦進(jìn)入類(lèi)的額外操作，一旦進(jìn)入DMA操作，就可直接在硬件的控制下快速完操作，就可直接在硬件的控制下快速完 成一批數(shù)據(jù)的交換任務(wù)，數(shù)據(jù)傳送的速度基本上取決于外設(shè)和存儲(chǔ)器成一批數(shù)據(jù)的交換任務(wù)，數(shù)據(jù)傳送的速度基本上取決于外設(shè)和存儲(chǔ)器 的存取速度。的存取速度。 33 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式 DMA(Direct Memory Access)控制方式控制方式 34 第六章：第六章：I/OI/O接口和總線接口和總線 1. 輸入輸入/輸出

38、接口功能輸出接口功能 2. CPU和輸入輸出設(shè)備間的信號(hào)和輸入輸出設(shè)備間的信號(hào) 3. 接口部件的接口部件的I/O端口和尋址方式端口和尋址方式 4. CPU和外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送方式和外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送方式 5. 總線概念總線概念 6.2 總總 線線 總線分類(lèi)總線分類(lèi) 局部總線、系統(tǒng)總線、外部總線局部總線、系統(tǒng)總線、外部總線 總線信號(hào)分類(lèi)總線信號(hào)分類(lèi) 數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線 總線性能參數(shù)總線性能參數(shù) 總線時(shí)鐘頻率、總線寬度、總線傳輸速率總線時(shí)鐘頻率、總線寬度、總線傳輸速率 總線標(biāo)準(zhǔn)總線標(biāo)準(zhǔn) 機(jī)械結(jié)構(gòu)規(guī)范、功能結(jié)構(gòu)規(guī)范、電氣規(guī)范機(jī)械結(jié)構(gòu)規(guī)范、功能結(jié)構(gòu)規(guī)范、電氣規(guī)范 一、

39、總線概念一、總線概念 公共線路公共線路 常見(jiàn)微機(jī)系統(tǒng)總線主要參數(shù)表常見(jiàn)微機(jī)系統(tǒng)總線主要參數(shù)表 ISA系統(tǒng)總線 PC機(jī)問(wèn)世以來(lái)，最先推出的系統(tǒng)總線是機(jī)問(wèn)世以來(lái)，最先推出的系統(tǒng)總線是 PC XT總線，該總線是早期總線，該總線是早期 PC XT機(jī)的系統(tǒng)總線，共有機(jī)的系統(tǒng)總線，共有62根信號(hào)線，其中數(shù)據(jù)線有根信號(hào)線，其中數(shù)據(jù)線有8位（簡(jiǎn)稱(chēng)位（簡(jiǎn)稱(chēng)8 位總線），地址線有位總線），地址線有20位，還有若干控制信號(hào)線。位，還有若干控制信號(hào)線。80286問(wèn)世之后問(wèn)世之后 ，這種總線在內(nèi)存尋址和數(shù)據(jù)位寬上不能適應(yīng)，這種總線在內(nèi)存尋址和數(shù)據(jù)位寬上不能適應(yīng)286系統(tǒng)的要求，因此系統(tǒng)的要求，因此 ，一種新的，一種新的

40、16位系統(tǒng)總線位系統(tǒng)總線PC AT總線（即總線（即ISA總線）應(yīng)運(yùn)而生，它總線）應(yīng)運(yùn)而生，它 是一種性能更好些的是一種性能更好些的16位總線，直到現(xiàn)在還在使用。位總線，直到現(xiàn)在還在使用。 (工控板）工控板） ISA（Industry Standard Architecture，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu) ）是）是IBM PC/AT（80286）機(jī)上首先使用，故又稱(chēng)為）機(jī)上首先使用，故又稱(chēng)為AT總總 線，后被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織確定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)線，后被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織確定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISA. 系系 統(tǒng)統(tǒng) 總總 線線 ISA總線總線 性能指標(biāo)：性能指標(biāo)： I/OI/O地址空間地址空間01000100H

41、 H03FFH03FFH 2424位地址線可直接尋址的內(nèi)存容量為位地址線可直接尋址的內(nèi)存容量為1616MBMB 8/168/16位數(shù)據(jù)線位數(shù)據(jù)線 62+3662+36引腳引腳 最大位寬最大位寬1616位位 最高時(shí)鐘頻率最高時(shí)鐘頻率8 8MHZMHZ 最大穩(wěn)態(tài)傳輸率最大穩(wěn)態(tài)傳輸率1616MB/SMB/S 中斷功能中斷功能 DMADMA通道功能通道功能 開(kāi)放式總線結(jié)構(gòu)，允許多個(gè)開(kāi)放式總線結(jié)構(gòu)，允許多個(gè)CPUCPU共享系統(tǒng)資源共享系統(tǒng)資源 ISA總線是在總線是在 PC XT總線的基礎(chǔ)總線的基礎(chǔ) 上擴(kuò)充而成，是在原上擴(kuò)充而成，是在原62線的基礎(chǔ)線的基礎(chǔ) 上再增加上再增加36根信號(hào)線，以適應(yīng)根信號(hào)線，以

42、適應(yīng) 80286系統(tǒng)的要求。其擴(kuò)充插槽系統(tǒng)的要求。其擴(kuò)充插槽 的引腳也從原來(lái)的的引腳也從原來(lái)的 62個(gè)增加到個(gè)增加到 98個(gè)。擴(kuò)充插槽分兩部分。個(gè)。擴(kuò)充插槽分兩部分。 前前62腳（分腳（分A列：列：Al31，和和B 列：列：B1B31），），與與PC XT總線總線 插槽完全相同；插槽完全相同；36腳（分腳（分C列：列： C1C18，和和D列：列：D1D18 ），），為新增加的引腳，在兩部分為新增加的引腳，在兩部分 中間有一個(gè)橫隔分開(kāi)，適用于中間有一個(gè)橫隔分開(kāi)，適用于ISA 總線插卡的插頭也為總線插卡的插頭也為 98芯，其中芯，其中 62芯部分與芯部分與36芯部分之間有一凹芯部分之間有一凹 槽隔

43、開(kāi)。槽隔開(kāi)。 ISA總線信號(hào)總線信號(hào)： 1 1、地址信號(hào)地址信號(hào) A A0 0A19A19（I/OI/O）：）：2020位系統(tǒng)地址總線，用于尋址位系統(tǒng)地址總線，用于尋址 系統(tǒng)內(nèi)的存儲(chǔ)器和系統(tǒng)內(nèi)的存儲(chǔ)器和I/OI/O接口設(shè)備。在存儲(chǔ)器和接口設(shè)備。在存儲(chǔ)器和 I/OI/O端口讀寫(xiě)等總線周期中，該地址總線由端口讀寫(xiě)等總線周期中，該地址總線由CPUCPU 驅(qū)動(dòng)，尋址能力是驅(qū)動(dòng)，尋址能力是1 1MBMB。 LALA17 17 LALA23 23（ （I/OI/O）：）：新增的地址線，其中的新增的地址線，其中的LALA20 20 LALA23 23是高位地址線，尋址能力提高到 是高位地址線，尋址能力提高到

44、1616MBMB。 2 2、數(shù)據(jù)信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào) D D0 0 D D7 7（I/OI/O），），SDSD8 8SDSD15 15（ （I/OI/O）：）：系統(tǒng)數(shù)據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù) 總線。原總線。原PCPC數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線D D0 0D D7 7為低位，為低位，ISAISA總線總線 又增加又增加SDSD8 8SDSD15 15高 高8 8位。位。 3 3、控制信號(hào)、控制信號(hào) （1 1） （I/OI/O）、）、 （O O）：）：存儲(chǔ)器讀命令。存儲(chǔ)器讀命令。 （2 2） ( (I/OI/O）、）、 （O O）：）：存儲(chǔ)器寫(xiě)命令。存儲(chǔ)器寫(xiě)命令。 （3 3） （I/OI/O）、）、 （I/OI/O）：）：I/O

45、I/O讀命令和讀命令和I/OI/O寫(xiě)命令。寫(xiě)命令。 （4 4） （I I）、）、 （I I）：）：存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器1616位片選信號(hào)和位片選信號(hào)和I/O16I/O16位片位片 選信號(hào)。選信號(hào)。 （5 5） （I I）：）：零等待狀態(tài)。零等待狀態(tài)。 （6 6）I/O CHRDYI/O CHRDY（I I）：）：I/OI/O通道就緒。通道就緒。 （7） （I）：）：此信號(hào)由具備主控能力的接口卡驅(qū)動(dòng)，并與此信號(hào)由具備主控能力的接口卡驅(qū)動(dòng)，并與 DRQDRQ信號(hào)一起使用接口卡的信號(hào)一起使用接口卡的DRQDRQ得到確認(rèn)（得到確認(rèn)（DACKDACK有效）后才驅(qū)動(dòng)有效）后才驅(qū)動(dòng) ，隨后該板保持對(duì)總線的控制直到無(wú)

46、效。，隨后該板保持對(duì)總線的控制直到無(wú)效。 （8 8） （I I）：）：I/OI/O用通道檢查信號(hào)。此信號(hào)表明接口插件板用通道檢查信號(hào)。此信號(hào)表明接口插件板 出現(xiàn)奇偶錯(cuò)誤，并向出現(xiàn)奇偶錯(cuò)誤，并向CPUCPU提出不可屏蔽中斷（提出不可屏蔽中斷（NMI)NMI)請(qǐng)求。請(qǐng)求。 （9 9）RESETRESET（O O）：）：復(fù)位信號(hào)。此信號(hào)使各部件置于初始狀態(tài)。復(fù)位信號(hào)。此信號(hào)使各部件置于初始狀態(tài)。 MEMRSMEMR MEMWSMEMW IORIOW 16MEMCS 16IOCS OWS MASTER OCHCKI / 系系 統(tǒng)統(tǒng) 總總 線線 （1010） （I/OI/O）：）：刷新信號(hào)。輸出低電平時(shí)

47、啟動(dòng)外刷新信號(hào)。輸出低電平時(shí)啟動(dòng)外 部部RAMRAM刷新周期。當(dāng)它作為輸入信號(hào)時(shí)，將從外設(shè)驅(qū)動(dòng)刷新周期。當(dāng)它作為輸入信號(hào)時(shí)，將從外設(shè)驅(qū)動(dòng) 刷新周期。刷新周期。 （1111）BALEBALE（O O）：）：地址鎖存允許信號(hào)。其邊降沿用來(lái)鎖地址鎖存允許信號(hào)。其邊降沿用來(lái)鎖 存地址。存地址。 （1212）BCLKBCLK（O O）：）：總線時(shí)鐘信號(hào)。總線時(shí)鐘信號(hào)。 （1313）OSCOSC（O O）：）：振蕩器信號(hào)。振蕩器信號(hào)。 （1414）AENAEN（O O）：）：地址允許信號(hào)。表明正處于地址允許信號(hào)。表明正處于DMADMA控制周控制周 期中，此信號(hào)可用來(lái)在期中，此信號(hào)可用來(lái)在DMADMA期間禁

48、止期間禁止I/OI/O端口的地址譯端口的地址譯 碼。碼。 （1515）SBHESBHE（I/OI/O）：）：總線高字節(jié)允許。表示數(shù)據(jù)的高字總線高字節(jié)允許。表示數(shù)據(jù)的高字 節(jié)在總線節(jié)在總線SDSD8 8SDSD15 15上傳送。 上傳送。1616位設(shè)備用位設(shè)備用SBHESBHE信號(hào)控制信號(hào)控制 數(shù)據(jù)總線緩沖器與數(shù)據(jù)總線緩沖器與SDSD8 8SDSD15 15的連接。 的連接。 REFRESH 4 4、中斷信號(hào)中斷信號(hào) IRQ IRQ3 3IRQIRQ7 7、IRQIRQ9 9IRQIRQ12 12、 、IRQIRQ14 14 IRQIRQ15 15（ （I I） ：中斷請(qǐng)求信號(hào)。中斷優(yōu)先級(jí)順序（

49、從高到低中斷請(qǐng)求信號(hào)。中斷優(yōu)先級(jí)順序（從高到低 ）依次是）依次是IRQIRQ9 9，IRQIRQ10 10 IRQIRQ12 12， ，IRQIRQ14 14 IRQIRQ15 15， ， IRQIRQ3 3 IRQ IRQ7 7。 5 5、DMADMA信號(hào)信號(hào) （1 1）DRQDRQ0 0DRQDRQ3 3、DRQDRQ5 5DRQDRQ7 7（I I）：）：DMADMA請(qǐng)求信請(qǐng)求信 號(hào)。由號(hào)。由I/OI/O設(shè)備提出，以便得到設(shè)備提出，以便得到DMADMA服務(wù)。其中服務(wù)。其中 ，DRQDRQ0 0優(yōu)先級(jí)最高，優(yōu)先級(jí)最高，DRQDRQ7 7，優(yōu)先級(jí)最低。優(yōu)先級(jí)最低。DRQDRQ0 0 DRQ DRQ3 3用于用于8 8位位DMADMA傳輸，傳輸，DRQDRQ5 5 DRQ DRQ7 7，用于用于 1616位位DMADMA傳輸。傳輸。 （2 2） 、 （O O）：）：對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng) 以上以上DMADMA請(qǐng)求的請(qǐng)求的DMADMA應(yīng)答信號(hào)。應(yīng)答信號(hào)。 （3 3）T/CT/C（O O）：）：DMADMA計(jì)數(shù)結(jié)束。計(jì)數(shù)結(jié)束。 在任何一個(gè)在任何一個(gè)DMADMA通道計(jì)數(shù)器達(dá)到程序已通道計(jì)數(shù)器達(dá)到程序已 設(shè)定的計(jì)數(shù)值時(shí)發(fā)出此信號(hào)。設(shè)定的計(jì)數(shù)值時(shí)發(fā)出此信號(hào)。 6 6、電源線和地線、電源線和地線 1212V V，12V12V，5V5V，5V5