第6章輸入輸出與接口技術(shù)

1、第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社6 6.1 .16 6.2 .26 6.3 .3接口概述接口概述I I/ /O O端口和端口和I I/ /O O指令指令數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式6 6. .4 4基本輸入輸出接口設(shè)計(jì)基本輸入輸出接口設(shè)計(jì)第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 輸入輸出輸入輸出(I/O)(I/O)是指微型計(jì)算機(jī)與外界的信息交換，是指微型計(jì)算機(jī)與外界的信息交換，即通信即通信(communication)(communication)。微型計(jì)算機(jī)與外界的通信，是。微型計(jì)算機(jī)

2、與外界的通信，是通過(guò)輸入輸出設(shè)備進(jìn)行的，通常一種通過(guò)輸入輸出設(shè)備進(jìn)行的，通常一種I/OI/O設(shè)備與微型機(jī)連設(shè)備與微型機(jī)連接，就需要一個(gè)連接電路，我們稱之為接，就需要一個(gè)連接電路，我們稱之為I/OI/O接口。接口。6.1 接口概述 接口接口是用于控制微機(jī)系統(tǒng)與外設(shè)或外設(shè)與系統(tǒng)設(shè)備是用于控制微機(jī)系統(tǒng)與外設(shè)或外設(shè)與系統(tǒng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換和通信的硬件電路。接口設(shè)計(jì)涉及到兩之間的數(shù)據(jù)交換和通信的硬件電路。接口設(shè)計(jì)涉及到兩個(gè)基本問(wèn)題，一是中央處理器如何尋址外部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)個(gè)基本問(wèn)題，一是中央處理器如何尋址外部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備的識(shí)別；二是中央處理器如何與外設(shè)連接，進(jìn)多個(gè)設(shè)備的識(shí)別；二是中央處理器如何與外設(shè)連

3、接，進(jìn)行 數(shù) 據(jù) 、 狀 態(tài) 和 控 制 信 號(hào) 的 交 換 。行 數(shù) 據(jù) 、 狀 態(tài) 和 控 制 信 號(hào) 的 交 換 。第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 1.1.接口的一般定義接口的一般定義 接口是一組電路，是中央處理器與存儲(chǔ)器、輸入接口是一組電路，是中央處理器與存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備等外設(shè)之間協(xié)調(diào)動(dòng)作的控制電路。輸出設(shè)備等外設(shè)之間協(xié)調(diào)動(dòng)作的控制電路。 接口電路并不局限在中央處理器與存儲(chǔ)器或外設(shè)接口電路并不局限在中央處理器與存儲(chǔ)器或外設(shè)之間，也可在存儲(chǔ)器與外設(shè)之間，如直接存儲(chǔ)器存取之間，也可在存儲(chǔ)器與外設(shè)之間，如直接存儲(chǔ)器存取DMAD

4、MA接口就是控制存儲(chǔ)器與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送的電路。接口就是控制存儲(chǔ)器與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送的電路。6.1.1 接口的功能第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 2. 2.接口電路的功能接口電路的功能 接口是微處理器與存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備等外接口是微處理器與存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備等外設(shè)之間協(xié)調(diào)動(dòng)作、交換信息的控制電路。接口電路并設(shè)之間協(xié)調(diào)動(dòng)作、交換信息的控制電路。接口電路并不局限于微處理器與存儲(chǔ)器及外設(shè)之間，也存在于存不局限于微處理器與存儲(chǔ)器及外設(shè)之間，也存在于存儲(chǔ)器和外設(shè)之間。接口電路的作用就在于把多種多樣儲(chǔ)器和外設(shè)之間。接口電路的作用就在于把多種

5、多樣的外部設(shè)備與主機(jī)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)通信雙方的數(shù)據(jù)信的外部設(shè)備與主機(jī)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)通信雙方的數(shù)據(jù)信號(hào)的處理和傳輸控制。因此，接口必須具備以下功能：號(hào)的處理和傳輸控制。因此，接口必須具備以下功能： 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社1). 1). 數(shù)據(jù)緩沖數(shù)據(jù)緩沖 總線是微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中傳輸信息的公共線總線是微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中傳輸信息的公共線路，任何外設(shè)或存儲(chǔ)器都不允許長(zhǎng)期占用總線，路，任何外設(shè)或存儲(chǔ)器都不允許長(zhǎng)期占用總線，只允許被選中的外設(shè)或存儲(chǔ)器在讀寫(xiě)操作時(shí)使只允許被選中的外設(shè)或存儲(chǔ)器在讀寫(xiě)操作時(shí)使用總線。此外，外設(shè)的工作速度與微處理器不

6、匹用總線。此外，外設(shè)的工作速度與微處理器不匹配。配。 因此，大多數(shù)外設(shè)不能直接和因此，大多數(shù)外設(shè)不能直接和CPUCPU的數(shù)據(jù)總的數(shù)據(jù)總線直接相連，要借助接口電路使外設(shè)與總線隔離，線直接相連，要借助接口電路使外設(shè)與總線隔離，起緩沖、暫存數(shù)據(jù)的作用，使主機(jī)和外設(shè)協(xié)調(diào)一起緩沖、暫存數(shù)據(jù)的作用，使主機(jī)和外設(shè)協(xié)調(diào)一致的工作。致的工作。 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社2). 2). 聯(lián)絡(luò)控制聯(lián)絡(luò)控制 接口電路可以提供聯(lián)絡(luò)信號(hào)給微處理器和外設(shè)，接口電路可以提供聯(lián)絡(luò)信號(hào)給微處理器和外設(shè)，協(xié)調(diào)主機(jī)和外設(shè)間數(shù)據(jù)傳送速度不匹配的矛盾。協(xié)調(diào)主機(jī)和外設(shè)間數(shù)據(jù)

7、傳送速度不匹配的矛盾。 大多數(shù)外設(shè)輸入輸出信息的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于微處大多數(shù)外設(shè)輸入輸出信息的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于微處理器，為同步外設(shè)與主機(jī)的工作，在輸入輸出控制理器，為同步外設(shè)與主機(jī)的工作，在輸入輸出控制中，常需要接口電路提供外設(shè)的工作狀態(tài)給微處理中，常需要接口電路提供外設(shè)的工作狀態(tài)給微處理器，同時(shí)接收主機(jī)發(fā)送給外設(shè)的命令，從而使主機(jī)器，同時(shí)接收主機(jī)發(fā)送給外設(shè)的命令，從而使主機(jī)與外設(shè)之間協(xié)調(diào)一致地工作。與外設(shè)之間協(xié)調(diào)一致地工作。 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社3). 3). 信號(hào)變換信號(hào)變換 外設(shè)的信息格式與微處理器不一致時(shí)，需要外設(shè)的信息格式

8、與微處理器不一致時(shí)，需要接口電路進(jìn)行信息的變換。接口電路進(jìn)行信息的變換。 從本質(zhì)上說(shuō)，微處理器的信息格式是并行的從本質(zhì)上說(shuō)，微處理器的信息格式是并行的數(shù)字信號(hào)，而外設(shè)由于其功能的多樣性，信息格數(shù)字信號(hào)，而外設(shè)由于其功能的多樣性，信息格式也是多種多樣的，對(duì)于一個(gè)具體的外部設(shè)備而式也是多種多樣的，對(duì)于一個(gè)具體的外部設(shè)備而言，其使用的信息可能是數(shù)字式的，也可能是模言，其使用的信息可能是數(shù)字式的，也可能是模擬的；大部分外部設(shè)備是數(shù)字式的，但是又分并擬的；大部分外部設(shè)備是數(shù)字式的，但是又分并行的和串行的，這就需要進(jìn)行電平變換、并串變行的和串行的，這就需要進(jìn)行電平變換、并串變換、數(shù)模變換等信號(hào)變換。換、數(shù)

9、模變換等信號(hào)變換。 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社4). 4). 外設(shè)尋址外設(shè)尋址 由于微機(jī)系統(tǒng)中的接口電路不止一個(gè)，而且由于微機(jī)系統(tǒng)中的接口電路不止一個(gè)，而且接口電路中有不同的寄存器，因此微處理器與外接口電路中有不同的寄存器，因此微處理器與外部設(shè)備進(jìn)行信息交換時(shí)，首先必須對(duì)外部設(shè)備進(jìn)部設(shè)備進(jìn)行信息交換時(shí)，首先必須對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行尋址，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。外設(shè)的尋址一般由行尋址，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。外設(shè)的尋址一般由地址譯碼電路負(fù)責(zé)。地址譯碼電路負(fù)責(zé)。 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出

10、版社6.1.2 接口中的信息類型 數(shù)據(jù)信息：它是數(shù)據(jù)信息：它是CPUCPU與外設(shè)之間傳送的主要信與外設(shè)之間傳送的主要信息，可分為數(shù)字量、模擬量和開(kāi)關(guān)量三種形式。息，可分為數(shù)字量、模擬量和開(kāi)關(guān)量三種形式。 狀態(tài)信息：是外設(shè)通過(guò)接口送往狀態(tài)信息：是外設(shè)通過(guò)接口送往CPUCPU的信息，的信息，作為外設(shè)與作為外設(shè)與CPUCPU之間交換數(shù)據(jù)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)，反映了之間交換數(shù)據(jù)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)，反映了當(dāng)前外設(shè)所處的工作狀態(tài)。當(dāng)前外設(shè)所處的工作狀態(tài)。 控制信息：是控制信息：是CPUCPU通過(guò)接口傳送給外設(shè)的信息，通過(guò)接口傳送給外設(shè)的信息，用來(lái)設(shè)置外設(shè)（包括接口）的工作方式、控制外設(shè)用來(lái)設(shè)置外設(shè)（包括接口）的工作方式、控

11、制外設(shè)的工作等。外設(shè)的啟動(dòng)信號(hào)和停止信號(hào)就是常見(jiàn)的的工作等。外設(shè)的啟動(dòng)信號(hào)和停止信號(hào)就是常見(jiàn)的控制信息。控制信息。 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社控制總線控制總線CB地址總線地址總線ABI/O接口電路接口電路數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)控制控制狀態(tài)狀態(tài)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DBCPU外設(shè)外設(shè)控制寄存器控制寄存器狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器6.1.3 接口電路的典型結(jié)構(gòu)第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 數(shù)據(jù)寄存數(shù)據(jù)寄存器用來(lái)暫存微處理器和外設(shè)之間傳送器用來(lái)暫存微處理器和外設(shè)之間傳送的數(shù)據(jù)，

12、一般來(lái)說(shuō)，輸入接口采用緩沖器，輸出接的數(shù)據(jù)，一般來(lái)說(shuō)，輸入接口采用緩沖器，輸出接口采用鎖存器。口采用鎖存器。 控制寄存器控制寄存器用來(lái)接收微處理器發(fā)送的控制命令，用來(lái)接收微處理器發(fā)送的控制命令，以便完成對(duì)接口電路及外設(shè)的全部操作的控制。以便完成對(duì)接口電路及外設(shè)的全部操作的控制。 狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器用來(lái)存放外設(shè)及接口本身的狀態(tài)，用來(lái)存放外設(shè)及接口本身的狀態(tài)，微處理器和外設(shè)根據(jù)狀態(tài)寄存器的設(shè)置進(jìn)行聯(lián)絡(luò)微處理器和外設(shè)根據(jù)狀態(tài)寄存器的設(shè)置進(jìn)行聯(lián)絡(luò)協(xié)調(diào)。協(xié)調(diào)。 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社6.2.1 6.2.1 接口部件的接口部件的I/O

13、I/O端口端口 每個(gè)接口電路中都包含三類寄存器，微處理每個(gè)接口電路中都包含三類寄存器，微處理器與外設(shè)進(jìn)行信息交換時(shí)，不同信息存入接口器與外設(shè)進(jìn)行信息交換時(shí)，不同信息存入接口中的相應(yīng)寄存器，一般稱這些寄存器為中的相應(yīng)寄存器，一般稱這些寄存器為I/OI/O端口，端口，簡(jiǎn)稱為端口（簡(jiǎn)稱為端口（PortPort）。）。 微機(jī)系統(tǒng)中的每一個(gè)端口都分配有一個(gè)地微機(jī)系統(tǒng)中的每一個(gè)端口都分配有一個(gè)地址，稱為端口地址，微處理器通過(guò)端口地址實(shí)址，稱為端口地址，微處理器通過(guò)端口地址實(shí)現(xiàn)對(duì)不同接口電路中的寄存器的尋址。現(xiàn)對(duì)不同接口電路中的寄存器的尋址。6.2 I/O端口和I/O指令第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與

14、接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 微處理器進(jìn)行微處理器進(jìn)行I/OI/O操作時(shí)，對(duì)操作時(shí)，對(duì)I/OI/O接口的尋址方接口的尋址方式與存儲(chǔ)器尋址方式相似。即必須完成兩種選擇：式與存儲(chǔ)器尋址方式相似。即必須完成兩種選擇：一是選擇出所選中的一是選擇出所選中的I/OI/O接口芯片接口芯片( (稱為片選稱為片選) )；二是；二是選擇出該芯片中的某一寄存器選擇出該芯片中的某一寄存器( (稱為字選稱為字選) )。 在微機(jī)系統(tǒng)中，一般有兩種在微機(jī)系統(tǒng)中，一般有兩種I/OI/O端口的編址方端口的編址方式：一種是統(tǒng)一編址方式，一種是獨(dú)立編址方式式：一種是統(tǒng)一編址方式，一種是獨(dú)立編址方式6.2

15、.2端口地址譯碼第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 1.1.統(tǒng)一編址方式又稱為存儲(chǔ)器映象統(tǒng)一編址方式又稱為存儲(chǔ)器映象I/OI/O尋址方式，尋址方式，有有3 3個(gè)特點(diǎn)：個(gè)特點(diǎn)： (1)(1)I/OI/O接口與存儲(chǔ)器共用同一個(gè)地址空間。接口與存儲(chǔ)器共用同一個(gè)地址空間。即在系即在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)指定存儲(chǔ)器地址空間內(nèi)的一個(gè)區(qū)域供統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)指定存儲(chǔ)器地址空間內(nèi)的一個(gè)區(qū)域供I/OI/O設(shè)備設(shè)備使用，故使用，故I/OI/O設(shè)備的每一個(gè)寄存器占用存儲(chǔ)器空間的一設(shè)備的每一個(gè)寄存器占用存儲(chǔ)器空間的一個(gè)地址。個(gè)地址。這時(shí)存儲(chǔ)器與這時(shí)存儲(chǔ)器與I/OI/O設(shè)備之間的唯一

16、區(qū)別是其所設(shè)備之間的唯一區(qū)別是其所占用的地址不同。占用的地址不同。 ( (2)CPU2)CPU利用對(duì)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元進(jìn)行操作的指令來(lái)利用對(duì)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元進(jìn)行操作的指令來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)現(xiàn)對(duì)I/OI/O設(shè)備的管理。設(shè)備的管理。 ( (3)CPU3)CPU用存儲(chǔ)器讀用存儲(chǔ)器讀/ /寫(xiě)控制信號(hào)寫(xiě)控制信號(hào)( ( 、 ) )對(duì)對(duì)I/OI/O設(shè)備設(shè)備進(jìn)行讀進(jìn)行讀/ /寫(xiě)控制。寫(xiě)控制。 統(tǒng)一編址方式統(tǒng)一編址方式第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 2 2. .統(tǒng)一編址方式的優(yōu)點(diǎn)：統(tǒng)一編址方式的優(yōu)點(diǎn)： （1 1）CPUCPU對(duì)外設(shè)的操作可使用全部的存儲(chǔ)器操作指

17、令，對(duì)外設(shè)的操作可使用全部的存儲(chǔ)器操作指令，故指令多，使用方便，如可對(duì)外設(shè)中的數(shù)據(jù)故指令多，使用方便，如可對(duì)外設(shè)中的數(shù)據(jù)( (存于外設(shè)的存于外設(shè)的寄存器中寄存器中) )進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算，進(jìn)行循環(huán)或移位等；進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算，進(jìn)行循環(huán)或移位等； （2 2）存儲(chǔ)器和外設(shè)的地址分布圖是同一個(gè)；）存儲(chǔ)器和外設(shè)的地址分布圖是同一個(gè)； （3 3）不需要專門(mén)的輸入）不需要專門(mén)的輸入/ /輸出指令。輸出指令。 3.3.其缺點(diǎn)有以下兩種：其缺點(diǎn)有以下兩種： （1 1）外設(shè)占用了內(nèi)存單元，使內(nèi)存容量減?。唬┩庠O(shè)占用了內(nèi)存單元，使內(nèi)存容量減?。?（2 2）存儲(chǔ)器操作指令通常要比）存儲(chǔ)器操作指令通常要比I/OI/O

18、指令的字節(jié)多，故指令的字節(jié)多，故加長(zhǎng)了加長(zhǎng)了I/OI/O操作的時(shí)間。操作的時(shí)間。第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 獨(dú)立編址方式有以下獨(dú)立編址方式有以下3 3個(gè)特點(diǎn)：個(gè)特點(diǎn)： (1) I/O(1) I/O設(shè)備的地址空間和存儲(chǔ)器地址空間是獨(dú)立設(shè)備的地址空間和存儲(chǔ)器地址空間是獨(dú)立的、分開(kāi)的的、分開(kāi)的, ,即即I/OI/O接口地址不占用存儲(chǔ)器的地址空間。接口地址不占用存儲(chǔ)器的地址空間。 (2) (2) 微處理器對(duì)微處理器對(duì)I/OI/O設(shè)備的管理是利用專用的設(shè)備的管理是利用專用的IN(IN(輸輸入入) )和和OUT(OUT(輸出輸出) )指令來(lái)

19、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的。指令來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的。 (3) CPU (3) CPU對(duì)對(duì)I/OI/O設(shè)備的讀設(shè)備的讀/ /寫(xiě)控制是用寫(xiě)控制是用I/OI/O讀讀/ /寫(xiě)控制寫(xiě)控制信號(hào)信號(hào)( ( 、 ) )。 一個(gè)外設(shè)常有若干個(gè)端口地址。一個(gè)外設(shè)常有若干個(gè)端口地址。 獨(dú)立編址方式獨(dú)立編址方式第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 80 x8680 x86微處理器都由低微處理器都由低1616位地址線尋址位地址線尋址 I/OI/O端口，故可端口，故可尋址尋址64K64K個(gè)個(gè)I/OI/O端口，但在實(shí)際的端口，但在實(shí)際的80 x86PC80 x86PC機(jī)中，只用了最

20、前機(jī)中，只用了最前面面 1K1K個(gè)端口地址，也即只尋址個(gè)端口地址，也即只尋址1K1K范圍內(nèi)的范圍內(nèi)的I/OI/O空間。因此僅空間。因此僅使用了地址總線的低使用了地址總線的低1010位，即只有地址線位，即只有地址線A9A9A0A0用于用于I/OI/O地地址譯碼。址譯碼。 在在DMADMA操作時(shí)，操作時(shí)，DMADMA控制器控制了系統(tǒng)總線?？刂破骺刂屏讼到y(tǒng)總線。DMADMA控制器控制器在發(fā)出地址的同時(shí)還要發(fā)出地址允許信號(hào)在發(fā)出地址的同時(shí)還要發(fā)出地址允許信號(hào)AENAEN，所以還必須，所以還必須將將DMADMA控制器發(fā)出的地址允許信號(hào)控制器發(fā)出的地址允許信號(hào)AENAEN也參加端口地址的譯碼，也參加端口地

21、址的譯碼，用用AENAEN限定地址譯碼電路的輸出。當(dāng)限定地址譯碼電路的輸出。當(dāng) AENAEN信號(hào)有效時(shí)即信號(hào)有效時(shí)即 DMADMA控制器控制系統(tǒng)總線時(shí)，地址譯碼電路無(wú)輸出；當(dāng)控制器控制系統(tǒng)總線時(shí)，地址譯碼電路無(wú)輸出；當(dāng) AENAEN信號(hào)信號(hào)無(wú)效時(shí)，地址譯碼電路才有輸出。無(wú)效時(shí)，地址譯碼電路才有輸出。 I/O I/O 端口地址譯碼端口地址譯碼第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 無(wú)論是大規(guī)模集成電路的接口芯片，還是基本的無(wú)論是大規(guī)模集成電路的接口芯片，還是基本的輸入輸出緩沖單元，都是由一個(gè)或多個(gè)寄存器加上一輸入輸出緩沖單元，都是由一個(gè)或多個(gè)

22、寄存器加上一些附加控制邏輯構(gòu)成的。對(duì)這些寄存器的尋址就是對(duì)些附加控制邏輯構(gòu)成的。對(duì)這些寄存器的尋址就是對(duì)接口的尋址。接口的尋址。 通常采用兩級(jí)譯碼方法，譯碼地址的高位組確定通常采用兩級(jí)譯碼方法，譯碼地址的高位組確定一個(gè)地址區(qū)域，作為組選信號(hào)；低位組地址直接接到一個(gè)地址區(qū)域，作為組選信號(hào)；低位組地址直接接到芯片的地址輸入端，選擇芯片內(nèi)各寄存器。芯片的地址輸入端，選擇芯片內(nèi)各寄存器。 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社1.1.門(mén)電路構(gòu)成的端口地址譯碼電路門(mén)電路構(gòu)成的端口地址譯碼電路 用各種基本門(mén)電路構(gòu)成譯碼器是常用的方法，用各種基本門(mén)電路構(gòu)

23、成譯碼器是常用的方法，如圖如圖6-26-2所示，所示，CPUCPU輸出的地址輸出的地址A9A5A9A5與與AENAEN信號(hào)一起信號(hào)一起作為作為8 8與非門(mén)與非門(mén)74LS3074LS30的輸入，從而使的輸入，從而使74LS3074LS30產(chǎn)生組選產(chǎn)生組選信號(hào)，地址范圍為信號(hào)，地址范圍為380H39FH380H39FH。低位地址。低位地址A0A4A0A4作為作為片內(nèi)尋址信號(hào)，可尋址多個(gè)個(gè)端口。片內(nèi)尋址信號(hào)，可尋址多個(gè)個(gè)端口。 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 圖圖6-26-2所示的直接地址譯碼電路的輸出線，既所示的直接地址譯碼電路的輸出線

24、，既可以用于輸入也可以用于輸出?？梢杂糜谳斎胍部梢杂糜谳敵觥D6-2 門(mén)電路直接地址譯碼 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社2.2.譯碼器構(gòu)成的端口地址譯碼電路譯碼器構(gòu)成的端口地址譯碼電路 當(dāng)接口電路需要多個(gè)端口地址的時(shí)候，采用譯碼器構(gòu)成當(dāng)接口電路需要多個(gè)端口地址的時(shí)候，采用譯碼器構(gòu)成地址譯碼電路比較簡(jiǎn)單。如圖地址譯碼電路比較簡(jiǎn)單。如圖6-36-3所示，系統(tǒng)地址的高位所示，系統(tǒng)地址的高位A9A3A9A3經(jīng)過(guò)門(mén)電路經(jīng)過(guò)門(mén)電路74LS3074LS30產(chǎn)生組選信號(hào)（產(chǎn)生組選信號(hào)（2F8H2FFH2F8H2FFH），低），低3 3位位地址地址A

25、0A2A0A2作為兩個(gè)譯碼器作為兩個(gè)譯碼器74LS13874LS138輸入端輸入端A A、B B、C C的輸入，與的輸入，與讀寫(xiě)信號(hào)配合對(duì)組內(nèi)相同的端口進(jìn)行尋址。讀寫(xiě)信號(hào)配合對(duì)組內(nèi)相同的端口進(jìn)行尋址。 當(dāng)當(dāng)A2A0A2A0在在000111000111之間變化時(shí)，譯碼器的輸出端之間變化時(shí)，譯碼器的輸出端Y0Y7Y0Y7對(duì)對(duì)應(yīng)輸出有效信號(hào)，在讀寫(xiě)信號(hào)的控制下對(duì)端口地址應(yīng)輸出有效信號(hào)，在讀寫(xiě)信號(hào)的控制下對(duì)端口地址2F8H2FFH2F8H2FFH進(jìn)行讀寫(xiě)。進(jìn)行讀寫(xiě)。第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社圖6-3 譯碼器譯碼電路 圖6-3 譯碼器譯碼

26、電路 圖6-3 譯碼器譯碼電路 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 PC PC微機(jī)接口芯片的譯碼電路微機(jī)接口芯片的譯碼電路圖圖6-46-4接口芯片的譯碼電路接口芯片的譯碼電路第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社1.1.輸入指令輸入指令I(lǐng)N AccIN Acc，PortPort或或IN AccIN Acc，DXDX 輸入指令是把一個(gè)字節(jié)或一個(gè)字由輸入端口傳送輸入指令是把一個(gè)字節(jié)或一個(gè)字由輸入端口傳送至至AL(8AL(8位位Acc)Acc)或或AX(16AX(16位位Acc)Acc)。

27、 端口地址若是由指令中的端口地址若是由指令中的portport所規(guī)定，則只可尋所規(guī)定，則只可尋址址 0 0255255。端口地址若用寄存器。端口地址若用寄存器 DXDX間址，則允許尋間址，則允許尋址址64K64K個(gè)輸入端口。個(gè)輸入端口。 6.2.3 I/O指令第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社2.2.輸出指令輸出指令OUT PortOUT Port，AccAcc或或OUT DXOUT DX，AccAcc 輸出指令是把在輸出指令是把在 ALAL中的一個(gè)字節(jié)或在中的一個(gè)字節(jié)或在 AXAX中的中的一個(gè)字，傳送至輸出端口。端口尋址方式與一個(gè)字，

28、傳送至輸出端口。端口尋址方式與ININ指指令相同。令相同。 輸入輸出指令傳送字節(jié)還是字，取決于端口的輸入輸出指令傳送字節(jié)還是字，取決于端口的寬度。寬度。PC XTPC XT機(jī)端口寬度只有位，只能傳送字節(jié)。機(jī)端口寬度只有位，只能傳送字節(jié)。 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社1.1.數(shù)據(jù)傳送方式數(shù)據(jù)傳送方式 在微機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，如，大系統(tǒng)部件之間的數(shù)據(jù)傳送在微機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，如，大系統(tǒng)部件之間的數(shù)據(jù)傳送都采用并行數(shù)據(jù)傳送方式。都采用并行數(shù)據(jù)傳送方式。 并行數(shù)據(jù)的每一位都對(duì)應(yīng)獨(dú)立的傳輸線路，所以并行數(shù)據(jù)的每一位都對(duì)應(yīng)獨(dú)立的傳輸線路，所以數(shù)據(jù)傳送速度快，但

29、線路多，一般只用于較短距離的數(shù)據(jù)傳送速度快，但線路多，一般只用于較短距離的數(shù)據(jù)傳送。數(shù)據(jù)傳送。 （1 1）并行數(shù)據(jù)傳送）并行數(shù)據(jù)傳送6.3 CPU與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送的方法第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 串行數(shù)據(jù)傳送是將構(gòu)成字符的每個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)位，串行數(shù)據(jù)傳送是將構(gòu)成字符的每個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)位，按一定的順序逐位進(jìn)行傳送的方式。按一定的順序逐位進(jìn)行傳送的方式。 串行數(shù)據(jù)傳送主要用于遠(yuǎn)程終端或經(jīng)過(guò)公共電話串行數(shù)據(jù)傳送主要用于遠(yuǎn)程終端或經(jīng)過(guò)公共電話網(wǎng)的計(jì)算機(jī)之間的通信。網(wǎng)的計(jì)算機(jī)之間的通信。 遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳送采用串行方式比較經(jīng)濟(jì)，但串行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)

30、傳送采用串行方式比較經(jīng)濟(jì)，但串行數(shù)據(jù)傳送比并行數(shù)據(jù)傳送控制復(fù)雜。數(shù)據(jù)傳送比并行數(shù)據(jù)傳送控制復(fù)雜。（2 2）串行數(shù)據(jù)傳送）串行數(shù)據(jù)傳送第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社異步串行通信協(xié)議規(guī)定字符數(shù)據(jù)的傳送格式：異步串行通信協(xié)議規(guī)定字符數(shù)據(jù)的傳送格式： 異步串行通信中，接收設(shè)備和發(fā)送設(shè)備必須保持相異步串行通信中，接收設(shè)備和發(fā)送設(shè)備必須保持相同的傳送波特率，并與每個(gè)字符數(shù)據(jù)的起始位同步。同的傳送波特率，并與每個(gè)字符數(shù)據(jù)的起始位同步。 起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶位和停止位約定，在同一起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶位和停止位約定，在同一 次傳送過(guò)程中必須保持一致。

31、次傳送過(guò)程中必須保持一致。 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社2.2. 傳送控制方式傳送控制方式 CPUCPU通過(guò)接口與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送的方式，根通過(guò)接口與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送的方式，根據(jù)其控制原理的不同，一般可劃分為無(wú)條件傳送據(jù)其控制原理的不同，一般可劃分為無(wú)條件傳送方式、查詢方式、中斷控制方式和直接存儲(chǔ)器存方式、查詢方式、中斷控制方式和直接存儲(chǔ)器存取方式。取方式。第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社2.2. 傳送控制方式傳送控制方式 （1 1）無(wú)條件傳送方式）無(wú)條件傳送方式 無(wú)條件

32、傳送方式與查詢方式本質(zhì)上都是在程序無(wú)條件傳送方式與查詢方式本質(zhì)上都是在程序控制下的數(shù)據(jù)傳送方式，如果控制下的數(shù)據(jù)傳送方式，如果CPUCPU能夠確認(rèn)一個(gè)外能夠確認(rèn)一個(gè)外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，那么就不必查詢外設(shè)的狀態(tài)而直設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，那么就不必查詢外設(shè)的狀態(tài)而直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，這就是無(wú)條件傳送方式。這種傳接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，這就是無(wú)條件傳送方式。這種傳送方式只適用于對(duì)簡(jiǎn)單外設(shè)的操作，這些外設(shè)始終送方式只適用于對(duì)簡(jiǎn)單外設(shè)的操作，這些外設(shè)始終處于就緒狀態(tài)，典型的外設(shè)如開(kāi)關(guān)、七段發(fā)光二極處于就緒狀態(tài)，典型的外設(shè)如開(kāi)關(guān)、七段發(fā)光二極管。管。第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技

33、術(shù)-中南大學(xué)出版社顯然，無(wú)條件傳送方式對(duì)于雙方而言，不需要聯(lián)絡(luò)顯然，無(wú)條件傳送方式對(duì)于雙方而言，不需要聯(lián)絡(luò)信號(hào)和控制信號(hào)，只需要通過(guò)數(shù)據(jù)緩沖器和寄存器信號(hào)和控制信號(hào)，只需要通過(guò)數(shù)據(jù)緩沖器和寄存器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 （1 1）無(wú)條件傳送方式）無(wú)條件傳送方式 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社（2 2）查詢方式）查詢方式 查詢方式也稱為程序控制下的有條件傳送方式，查詢方式也稱為程序控制下的有條件傳送方式，微處理器在數(shù)據(jù)傳送之前通過(guò)執(zhí)行程序不斷讀取微處理器在數(shù)據(jù)傳送之前通過(guò)執(zhí)行程序不斷讀取狀態(tài)寄存器并測(cè)試外設(shè)的狀態(tài)，待外設(shè)處于準(zhǔn)備狀態(tài)寄

34、存器并測(cè)試外設(shè)的狀態(tài)，待外設(shè)處于準(zhǔn)備就緒時(shí)，執(zhí)行就緒時(shí)，執(zhí)行I/OI/O指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 在查詢方式下，接口電路中的狀態(tài)寄存器保存外設(shè)的在查詢方式下，接口電路中的狀態(tài)寄存器保存外設(shè)的狀態(tài)。狀態(tài)。 對(duì)于輸入過(guò)程，當(dāng)外設(shè)將數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后，使接口中狀對(duì)于輸入過(guò)程，當(dāng)外設(shè)將數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后，使接口中狀態(tài)端口的態(tài)端口的“準(zhǔn)備好準(zhǔn)備好”標(biāo)志位置標(biāo)志位置1 1，表示，表示輸入緩沖器為滿輸入緩沖器為滿； 對(duì)輸出過(guò)程來(lái)說(shuō)，當(dāng)外設(shè)取走數(shù)據(jù)后，接口將狀態(tài)寄對(duì)輸出過(guò)程來(lái)說(shuō)，當(dāng)外設(shè)取走數(shù)據(jù)后，接口將狀態(tài)寄存器的對(duì)

35、應(yīng)標(biāo)志位置存器的對(duì)應(yīng)標(biāo)志位置1 1，表示當(dāng)前，表示當(dāng)前輸出寄存器為輸出寄存器為“空空”，可，可以接受下一個(gè)數(shù)據(jù)。以接受下一個(gè)數(shù)據(jù)。 （2 2）查詢方式）查詢方式 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社（3 3）中斷方式）中斷方式 中斷方式是在外設(shè)要與中央處理器傳送數(shù)據(jù)時(shí)，中斷方式是在外設(shè)要與中央處理器傳送數(shù)據(jù)時(shí)，外設(shè)向中央處理器發(fā)出請(qǐng)求，中央處理器響應(yīng)后再傳外設(shè)向中央處理器發(fā)出請(qǐng)求，中央處理器響應(yīng)后再傳送數(shù)據(jù)的操作方式。送數(shù)據(jù)的操作方式。 在中斷方式下，中央處理器不必查詢外設(shè)，提高在中斷方式下，中央處理器不必查詢外設(shè)，提高了系統(tǒng)的工作效率，

36、但中央處理器管理中斷的接口比了系統(tǒng)的工作效率，但中央處理器管理中斷的接口比管理查詢復(fù)雜。管理查詢復(fù)雜。 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社（4 4）直接存儲(chǔ)器存?。ǎ┲苯哟鎯?chǔ)器存取（DMADMA）方式）方式 DMA DMA 方式是數(shù)據(jù)不經(jīng)過(guò)中央處理器在存儲(chǔ)器和外方式是數(shù)據(jù)不經(jīng)過(guò)中央處理器在存儲(chǔ)器和外設(shè)之間直接傳送的操作方式。設(shè)之間直接傳送的操作方式。DMADMA方式是這方式是這3 3種方式中種方式中效率最高的一種傳送方式，效率最高的一種傳送方式，DMA DMA 方式控制接口也最復(fù)方式控制接口也最復(fù)雜，需要專用的雜，需要專用的DMADMA

37、控制器。控制器。 DMA DMA 方式適合數(shù)據(jù)量較大的傳送，如存儲(chǔ)器與磁方式適合數(shù)據(jù)量較大的傳送，如存儲(chǔ)器與磁盤(pán)之間的數(shù)據(jù)傳送。盤(pán)之間的數(shù)據(jù)傳送。 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社6.4.1 緩沖器與鎖存器 在接口電路中，大量使用三態(tài)緩沖器、寄存器和三態(tài)緩沖寄在接口電路中，大量使用三態(tài)緩沖器、寄存器和三態(tài)緩沖寄存器來(lái)作微處理器與外部設(shè)備的數(shù)字量通道，用來(lái)輸入輸出數(shù)存器來(lái)作微處理器與外部設(shè)備的數(shù)字量通道，用來(lái)輸入輸出數(shù)據(jù)或檢測(cè)和控制與之相連接的外部設(shè)備。微處理器可以將接口據(jù)或檢測(cè)和控制與之相連接的外部設(shè)備。微處理器可以將接口電路中的三態(tài)

38、緩沖電路中的三態(tài)緩沖( (寄存寄存) )器視為存儲(chǔ)單元，把控制或狀態(tài)信號(hào)器視為存儲(chǔ)單元，把控制或狀態(tài)信號(hào)作為數(shù)據(jù)位信息寫(xiě)到寄存器中或從三態(tài)緩沖作為數(shù)據(jù)位信息寫(xiě)到寄存器中或從三態(tài)緩沖( (寄存寄存) )器中讀出。器中讀出。寄存器的輸出信號(hào)可以接到外部設(shè)備上，外部設(shè)備的信號(hào)也可寄存器的輸出信號(hào)可以接到外部設(shè)備上，外部設(shè)備的信號(hào)也可以輸入到三態(tài)緩沖寄存器中。以輸入到三態(tài)緩沖寄存器中。 一般說(shuō)來(lái)，微處理器都是通過(guò)三態(tài)緩沖一般說(shuō)來(lái)，微處理器都是通過(guò)三態(tài)緩沖( (寄存寄存) )器檢測(cè)外設(shè)的器檢測(cè)外設(shè)的狀態(tài)，通過(guò)輸出寄存器發(fā)出控制信號(hào)。狀態(tài)，通過(guò)輸出寄存器發(fā)出控制信號(hào)。 6.4 基本輸入/輸出接口設(shè)計(jì)第第6

39、 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 數(shù)據(jù)輸出寄存器用來(lái)寄存微處理器送出的數(shù)據(jù)和命令。數(shù)據(jù)輸出寄存器用來(lái)寄存微處理器送出的數(shù)據(jù)和命令。74LS27374LS273可以用作無(wú)條件可以用作無(wú)條件傳送的輸出接口電路。傳送的輸出接口電路。 8D8D觸發(fā)器觸發(fā)器74LS27374LS273第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 外設(shè)輸入的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信號(hào)，通過(guò)數(shù)據(jù)輸入三態(tài)緩沖外設(shè)輸入的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信號(hào)，通過(guò)數(shù)據(jù)輸入三態(tài)緩沖器經(jīng)數(shù)據(jù)總線傳送給微處理器。器經(jīng)數(shù)據(jù)總線傳送給微處理器。74LS24474LS244

40、三態(tài)總線驅(qū)動(dòng)器三態(tài)總線驅(qū)動(dòng)器 74LS244 74LS244可以用作無(wú)條可以用作無(wú)條件傳送的輸入接口電路。件傳送的輸入接口電路。 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 三態(tài)緩沖寄存器是三態(tài)緩沖器和寄存器組成的。數(shù)據(jù)三態(tài)緩沖寄存器是三態(tài)緩沖器和寄存器組成的。數(shù)據(jù)進(jìn)入寄存器寄存后并不立即從寄存器輸出，要經(jīng)過(guò)三態(tài)緩進(jìn)入寄存器寄存后并不立即從寄存器輸出，要經(jīng)過(guò)三態(tài)緩沖才能輸出。三態(tài)緩沖寄存器既可以作數(shù)據(jù)輸入寄存器，沖才能輸出。三態(tài)緩沖寄存器既可以作數(shù)據(jù)輸入寄存器，又可作數(shù)據(jù)輸出寄存器。寄存器既可以由觸發(fā)器構(gòu)成，也又可作數(shù)據(jù)輸出寄存器。寄存器既可以

41、由觸發(fā)器構(gòu)成，也可以鎖存器構(gòu)成?？梢枣i存器構(gòu)成。觸發(fā)器與鎖存器是有差別的觸發(fā)器與鎖存器是有差別的。 74LS373 74LS373就是三態(tài)緩沖鎖存器，就是三態(tài)緩沖鎖存器，74LS37474LS374是三態(tài)緩沖觸是三態(tài)緩沖觸發(fā)器，它的引線排列與發(fā)器，它的引線排列與74LS37374LS373相同。相同。 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 寄存器和緩沖器接口的應(yīng)用簡(jiǎn)單又靈活，只要處理寄存器和緩沖器接口的應(yīng)用簡(jiǎn)單又靈活，只要處理好好它們的時(shí)鐘端它們的時(shí)鐘端( (選通端選通端) )或輸出允許端與微型計(jì)算機(jī)的連或輸出允許端與微型計(jì)算機(jī)的連接接即

42、可。在下述應(yīng)用接口電路中都使用圖即可。在下述應(yīng)用接口電路中都使用圖6-86-8所示的電路的所示的電路的地址譯碼，該電路的地址譯碼，該電路的8 8個(gè)輸出端是對(duì)圖個(gè)輸出端是對(duì)圖6-26-2所示的輸入輸所示的輸入輸出出直接地址譯碼電路的進(jìn)一步譯碼的輸出。直接地址譯碼電路的進(jìn)一步譯碼的輸出。 圖6-8 讀緩沖器和寫(xiě)寄存器信號(hào) 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 需要注意的是圖需要注意的是圖6-86-8中的不僅僅是對(duì)地址信號(hào)中的不僅僅是對(duì)地址信號(hào)譯碼的輸出信號(hào)，其中也包含有輸入和輸出的讀譯碼的輸出信號(hào)，其中也包含有輸入和輸出的讀或?qū)懶盘?hào)。若使用的

43、僅僅是對(duì)地址信號(hào)譯碼的輸或?qū)懶盘?hào)。若使用的僅僅是對(duì)地址信號(hào)譯碼的輸出信號(hào)，則要將它和出信號(hào)，則要將它和 或者或者 相與后才能用作讀相與后才能用作讀緩沖器或?qū)懠拇嫫鞯男盘?hào)。緩沖器或?qū)懠拇嫫鞯男盘?hào)。 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 發(fā)光二極管顯示器（發(fā)光二極管顯示器（LEDLED）是微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中）是微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的輸出裝置。常用的輸出裝置。 1.1.七段發(fā)光二極管顯示器接口七段發(fā)光二極管顯示器接口 6.4.2 LED顯示接口設(shè)計(jì)第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社

44、 圖圖6-96-9是共陰極是共陰極LEDLED驅(qū)動(dòng)電路示意圖，驅(qū)動(dòng)電路示意圖，CPUCPU將字形編碼存入將字形編碼存入段選鎖存器中，經(jīng)過(guò)段選鎖存器中，經(jīng)過(guò)8 8位反相驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)位反相驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng) ahah共共8 8個(gè)陽(yáng)極段，個(gè)陽(yáng)極段，使使LEDLED顯示字形。顯示字形。圖圖6-96-9第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 實(shí)際應(yīng)用時(shí)，往往要用幾個(gè)實(shí)際應(yīng)用時(shí)，往往要用幾個(gè)LEDLED燈顯示管實(shí)現(xiàn)多位顯示。燈顯示管實(shí)現(xiàn)多位顯示。此時(shí)，如果每一個(gè)此時(shí)，如果每一個(gè)LEDLED使用一個(gè)獨(dú)立的輸出端口與主機(jī)連接，使用一個(gè)獨(dú)立的輸出端口與主機(jī)連接，那

45、么，所占用的輸出通道就太多了，而且驅(qū)動(dòng)電路也復(fù)雜了。那么，所占用的輸出通道就太多了，而且驅(qū)動(dòng)電路也復(fù)雜了。因此，因此，LEDLED與主機(jī)的連接一般采用動(dòng)態(tài)顯示接口方式，即用兩與主機(jī)的連接一般采用動(dòng)態(tài)顯示接口方式，即用兩個(gè)個(gè)8 8位的并行輸出端口實(shí)現(xiàn)多位位的并行輸出端口實(shí)現(xiàn)多位LEDLED的動(dòng)態(tài)掃描顯示。其中，的動(dòng)態(tài)掃描顯示。其中，一個(gè)端口與幾個(gè)一個(gè)端口與幾個(gè)LEDLED顯示器的共陰極型公共點(diǎn)相連，在程序的顯示器的共陰極型公共點(diǎn)相連，在程序的控制下控制下LEDLED逐個(gè)循環(huán)顯示，該端口稱為逐個(gè)循環(huán)顯示，該端口稱為位控制端口位控制端口；另一個(gè)端另一個(gè)端口與多個(gè)口與多個(gè)LEDLED顯示器的陽(yáng)極相連，

46、用來(lái)輸出七段譯碼值，使顯示器的陽(yáng)極相連，用來(lái)輸出七段譯碼值，使LEDLED顯示相應(yīng)的數(shù)字，該端口稱為顯示相應(yīng)的數(shù)字，該端口稱為段控制端口段控制端口；這樣，適當(dāng)選這樣，適當(dāng)選擇循環(huán)速度，利用人眼擇循環(huán)速度，利用人眼“視覺(jué)暫留視覺(jué)暫留”效應(yīng)，多個(gè)效應(yīng)，多個(gè)LEDLED顯示器就顯示器就能看到穩(wěn)定的數(shù)字顯示。能看到穩(wěn)定的數(shù)字顯示。2.2.多位多位LEDLED顯示電路顯示電路 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社圖圖6-10 6-10 七段顯示器動(dòng)態(tài)顯示接口電路七段顯示器動(dòng)態(tài)顯示接口電路第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)

47、原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 根據(jù)圖根據(jù)圖6-106-10電路所示，為使電路所示，為使LEDLED顯示器的某一段發(fā)光，與顯示器的某一段發(fā)光，與該段相連的段控制端口的輸出必為該段相連的段控制端口的輸出必為0 0，同時(shí)與其他不發(fā)光的段，同時(shí)與其他不發(fā)光的段相連的段控制端口的輸出必為相連的段控制端口的輸出必為1 1。例如顯示數(shù)字。例如顯示數(shù)字“1“1“的段控的段控制碼為制碼為“01111001”01111001”，以此表示該數(shù)字的字形編碼，即，以此表示該數(shù)字的字形編碼，即“79H”79H”。同理，可以得出其他十進(jìn)制數(shù)碼的字形編碼如表。同理，可以得出其他十進(jìn)制數(shù)碼的字形編碼如表6-6-1 1所示。所

48、示。 表表6-1 6-1 共陰極共陰極LEDLED顯示電路的字形編碼表顯示電路的字形編碼表字字形形0123456789編編碼碼40H79H24H30H19H12H02H78H00H18H第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 多位多位LEDLED顯示電顯示電路的控制原理就是路的控制原理就是 “掃描顯示掃描顯示”，通，通過(guò)電路中的位控制過(guò)電路中的位控制端口輸出端口輸出“位選擇位選擇碼碼”，控制，控制6 6個(gè)個(gè)LEDLED顯示器的某一個(gè)發(fā)顯示器的某一個(gè)發(fā)光。若位選擇碼的光。若位選擇碼的某一位為某一位為“1”1”，則，則與此相連的與此相連的LED

49、LED顯示顯示器發(fā)光，其余位為器發(fā)光，其余位為“0 0，”相應(yīng)的相應(yīng)的LEDLED顯示器不發(fā)光。顯示器不發(fā)光。第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 把從把從PCPC機(jī)的鍵盤(pán)鍵入的六位十進(jìn)制數(shù)送七段顯示器顯示的程序如下：機(jī)的鍵盤(pán)鍵入的六位十進(jìn)制數(shù)送七段顯示器顯示的程序如下： stack segment stack stack segment stack stackstack dw 32 dup(0) dw 32 dup(0) stack ends stack ends data segment data segment IBF DB 7 I

50、BF DB 7，0 0，7 DUP(0)7 DUP(0) SEGPT SEGPT DB 40H DB 40H，79H79H，24H24H，30H30H，19H19H，12H12H，2 2，78H78H，0 0，18H18H data ends data ends code segment code segment start proc far start proc far assume ss assume ss：stackstack，cscs：codecode，dsds：datadata push ds push ds sub ax sub ax，axax push ax push ax mo

51、v ax mov ax，datadata mov ds mov ds，axax MOV DX MOV DX，OFFSET IBF OFFSET IBF ；鍵入；鍵入 MOV AH MOV AH，1010 INT 21H INT 21H AGANO AGANO： MOV BPMOV BP，OFFSET IBF+2 OFFSET IBF+2 ；建立指針；建立指針 MOV AH MOV AH，20H 20H ；位指針代碼；位指針代碼 MOV BH MOV BH，0 0 ；將鍵入數(shù)的；將鍵入數(shù)的ASCIIASCII碼變?yōu)榇a變?yōu)锽CDBCD數(shù)數(shù) AGANIAGANI： MOV BLMOV BL，DSDS

52、：BPBP AND BL AND BL，0FH0FH第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 MOV AL MOV AL，SEGPTBX SEGPTBX ；取；取BCDBCD數(shù)的七段顯示代碼數(shù)的七段顯示代碼 MOV DX MOV DX，380H 380H ；輸出段碼；輸出段碼 OUT DX OUT DX，ALAL MOV AL MOV AL，AH AH ；輸出位碼；輸出位碼 MOV DX MOV DX，384H384H OUT DX OUT DX，ALAL MOV CX MOV CX，1000 1000 ；延時(shí)；延時(shí) LOOP $ LOOP

53、$ INC BP INC BP ；調(diào)整；調(diào)整BCDBCD數(shù)存放指針數(shù)存放指針 SHR AHSHR AH，1 1 ；調(diào)整位指針；調(diào)整位指針 AND AHAND AH，AH AH ；鍵入的；鍵入的6 6位數(shù)都輸出否位數(shù)都輸出否? ? JNZ AGANI JNZ AGANI ；6 6位數(shù)都已輸出則退出內(nèi)循環(huán)位數(shù)都已輸出則退出內(nèi)循環(huán) MOV AH MOV AH，11 11 ；系統(tǒng)功能調(diào)用檢查鍵盤(pán)有無(wú)輸入；系統(tǒng)功能調(diào)用檢查鍵盤(pán)有無(wú)輸入 INT 21HINT 21H CMP AL CMP AL，0 0 ；鍵盤(pán)有輸入；鍵盤(pán)有輸入AL=0FFHAL=0FFH，無(wú)輸入，無(wú)輸入AL=0AL=0 JE AGANO

54、JE AGANO ；有鍵入結(jié)束程序運(yùn)行，無(wú)鍵入循環(huán)；有鍵入結(jié)束程序運(yùn)行，無(wú)鍵入循環(huán) retret start endp start endp code ends code ends end start end start第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 本節(jié)介紹的鍵盤(pán)是由若干個(gè)按鍵組成的開(kāi)關(guān)矩陣，本節(jié)介紹的鍵盤(pán)是由若干個(gè)按鍵組成的開(kāi)關(guān)矩陣，用于向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)字、字符等代碼，是最常用的輸用于向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)字、字符等代碼，是最常用的輸入電路。入電路。 在鍵盤(pán)的按鍵操作中，其開(kāi)或閉均會(huì)產(chǎn)生在鍵盤(pán)的按鍵操作中，其開(kāi)或閉均會(huì)產(chǎn)生101020ms

55、20ms的抖動(dòng)，可能導(dǎo)致一次按鍵被計(jì)算機(jī)多次讀入的的抖動(dòng)，可能導(dǎo)致一次按鍵被計(jì)算機(jī)多次讀入的情況。通常采有情況。通常采有RCRC吸收電路或吸收電路或RSRS觸發(fā)器組成的閂鎖電觸發(fā)器組成的閂鎖電路來(lái)消除按鍵抖動(dòng)；也可以采用軟件延時(shí)的方法消除路來(lái)消除按鍵抖動(dòng)；也可以采用軟件延時(shí)的方法消除抖動(dòng)。這里設(shè)開(kāi)關(guān)為理想開(kāi)關(guān)即沒(méi)有抖動(dòng)。抖動(dòng)。這里設(shè)開(kāi)關(guān)為理想開(kāi)關(guān)即沒(méi)有抖動(dòng)。 6.4.3 鍵盤(pán)接口設(shè)計(jì)第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 下圖是一個(gè)下圖是一個(gè)4 44 4鍵盤(pán)及其接口電路，用它向計(jì)算機(jī)輸鍵盤(pán)及其接口電路，用它向計(jì)算機(jī)輸入入0 0F 16F 1

56、6個(gè)十六進(jìn)制數(shù)碼個(gè)十六進(jìn)制數(shù)碼。 77 B7 D7 E777 B7 D7 E77B BB DB EB7B BB DB EB7D BD DD ED7D BD DD ED7E BE DE EE7E BE DE EE按鍵與編碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系按鍵與編碼的對(duì)應(yīng)關(guān)系第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社1 1、逐行掃描法：、逐行掃描法： 圖示是一個(gè)圖示是一個(gè)4 44 4的鍵盤(pán)矩陣及其接口電路，圖的鍵盤(pán)矩陣及其接口電路，圖中寄存器中寄存器74ls27374ls273的輸出接鍵盤(pán)矩陣的行線，緩沖的輸出接鍵盤(pán)矩陣的行線，緩沖器器74ls24474ls244接鍵盤(pán)

57、矩陣的列線，其控制端分別與端接鍵盤(pán)矩陣的列線，其控制端分別與端口地址譯碼器的輸出相連。口地址譯碼器的輸出相連。第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 首先，首先，CPUCPU通過(guò)寄存器通過(guò)寄存器74ls27374ls273向矩陣各行全部輸向矩陣各行全部輸出低電平，從緩沖器出低電平，從緩沖器74ls24474ls244讀取矩陣的列值，若所讀取矩陣的列值，若所有列線均為高電平，說(shuō)明無(wú)按鍵閉合；否則有按鍵閉有列線均為高電平，說(shuō)明無(wú)按鍵閉合；否則有按鍵閉合。然后，若有按鍵閉合，就逐行掃描檢測(cè)，通過(guò)寄合。然后，若有按鍵閉合，就逐行掃描檢測(cè)，通過(guò)寄存器

58、存器74ls27374ls273向矩陣逐行輸出低電平，其他行輸出高向矩陣逐行輸出低電平，其他行輸出高電平，再?gòu)木彌_器電平，再?gòu)木彌_器74ls24474ls244讀取矩陣的列值，若所有讀取矩陣的列值，若所有列線均為高電平，說(shuō)明該行無(wú)按鍵閉合；若列線中有列線均為高電平，說(shuō)明該行無(wú)按鍵閉合；若列線中有一位是低電平，說(shuō)明該行有按鍵閉合，則立即退出行一位是低電平，說(shuō)明該行有按鍵閉合，則立即退出行掃描。最后，逐位檢查時(shí)哪一根列線為低電平，從而掃描。最后，逐位檢查時(shí)哪一根列線為低電平，從而根據(jù)按鍵行線和列線的位置識(shí)別出按鍵的位置。根據(jù)按鍵行線和列線的位置識(shí)別出按鍵的位置。第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與

59、接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社 這里鍵名定位采用查表法：即將有鍵閉合的行值這里鍵名定位采用查表法：即將有鍵閉合的行值和列值進(jìn)行編碼，根據(jù)編碼查鍵名表。和列值進(jìn)行編碼，根據(jù)編碼查鍵名表。 對(duì)于對(duì)于“鍵抖動(dòng)鍵抖動(dòng)”問(wèn)題，這里采用軟件延時(shí)法，即問(wèn)題，這里采用軟件延時(shí)法，即在判定有某鍵按下時(shí)，退出行掃描后，延時(shí)一段時(shí)間在判定有某鍵按下時(shí)，退出行掃描后，延時(shí)一段時(shí)間（毫秒級(jí)），等待（毫秒級(jí)），等待“鍵抖動(dòng)鍵抖動(dòng)”結(jié)束后再讀取列值。結(jié)束后再讀取列值。 第第6 6章章 輸入輸入/ /輸出與接口技術(shù)輸出與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù)-中南大學(xué)出版社根據(jù)上面流程編寫(xiě)的程序如下：根據(jù)上面流

60、程編寫(xiě)的程序如下：STACKSTACKSEGMENTSEGMENTDW 32 DUP(0)DW 32 DUP(0)STACKSTACKENDSENDSDATADATASEGMENTSEGMENTMESGMESGDB REARY,0DH,0AH,$DB REARY,0DH,0AH,$KEYKEYDB 0FED123C456B789ADB 0FED123C456B789ALINELINEDB ?DB ?COUNTCOUNTDW, ?DW, ?DATADATAENDSENDSCODECODESEGMENTSEGMENTASSUMEASSUME DS:DATA,CS:CODE,SS:STACKDS:D