第8章 輸入輸出及接口技術(shù)

1、8.1 輸入輸出接口輸入輸出接口 8.1.1 I/O接口（端口）接口（端口） 8.1.2 I/O接口要解決的問(wèn)接口要解決的問(wèn) 題題 8.1.3 I/O接口的功能接口的功能 8.1.4 I/O端口的編址方法端口的編址方法 8.1.5 簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)單的I/O接口接口8.2 輸入和輸出的傳送方輸入和輸出的傳送方 式式 8.2.1 程序控制的輸入和程序控制的輸入和 輸出輸出 8.2.2 中斷控制的輸入和中斷控制的輸入和 輸出輸出 8.2.3 直接存儲(chǔ)器存取直接存儲(chǔ)器存取 （DMA）方式）方式注：注：IN (I) 輸入輸入 ， OUT (O) 輸出，輸出， 端口（接口）端口（接口）第第8 8章章 輸入輸出接

2、口輸入輸出接口8.1.1 I/O信息信息為什么需要為什么需要I/O接口（電路）？接口（電路）？n微機(jī)的外部設(shè)備多種多樣微機(jī)的外部設(shè)備多種多樣n工作原理、驅(qū)動(dòng)方式、信息格式、以及工作速工作原理、驅(qū)動(dòng)方式、信息格式、以及工作速度方面彼此差別很大度方面彼此差別很大n它們不能與它們不能與CPUCPU直接相連直接相連n必須經(jīng)過(guò)中間電路再與系統(tǒng)相連必須經(jīng)過(guò)中間電路再與系統(tǒng)相連n這部分電路被稱為這部分電路被稱為I/OI/O接口電路接口電路多種外設(shè)多種外設(shè) 8.1.1 I/O信息信息什么是什么是I/O接口（電路）？接口（電路）？nI/O接口是位于系統(tǒng)與外設(shè)間、用來(lái)協(xié)助接口是位于系統(tǒng)與外設(shè)間、用來(lái)協(xié)助完成數(shù)據(jù)傳

3、送和控制任務(wù)的邏輯電路完成數(shù)據(jù)傳送和控制任務(wù)的邏輯電路nPC機(jī)系統(tǒng)板的可編程接口芯片、機(jī)系統(tǒng)板的可編程接口芯片、I/O總總線槽的電路板（適配器）都是接口電路線槽的電路板（適配器）都是接口電路 8.1.2 I/O接口要解決的問(wèn)題接口要解決的問(wèn)題n速度匹配速度匹配, ,數(shù)據(jù)緩沖數(shù)據(jù)緩沖n信號(hào)電平和驅(qū)動(dòng)能力信號(hào)電平和驅(qū)動(dòng)能力( (電平轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)電平轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)器器) ) n信號(hào)形式匹配信號(hào)形式匹配(A/D(A/D、D/A)D/A) n信息格式信息格式( (字節(jié)流、塊、數(shù)據(jù)包、幀字節(jié)流、塊、數(shù)據(jù)包、幀) ) n時(shí)序匹配時(shí)序匹配( (定時(shí)關(guān)系定時(shí)關(guān)系) )n總線隔離總線隔離( (三態(tài)門三態(tài)門) )n譯

4、碼選址，多個(gè)端口譯碼選址，多個(gè)端口n可編程功能，具備不同的功能（發(fā)展趨勢(shì)）可編程功能，具備不同的功能（發(fā)展趨勢(shì)）n錯(cuò)誤檢測(cè)錯(cuò)誤檢測(cè)8.1.3 I/O接口的功能接口的功能 I/O地址譯碼與設(shè)備選擇地址譯碼與設(shè)備選擇 把選中的與總線相接，未選中的與總線隔離把選中的與總線相接，未選中的與總線隔離（高阻態(tài)）（高阻態(tài)） 信息的輸入輸出信息的輸入輸出 命令、數(shù)據(jù)和狀態(tài)的緩沖、隔離和鎖存命令、數(shù)據(jù)和狀態(tài)的緩沖、隔離和鎖存 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)，

5、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) 信息轉(zhuǎn)換信息轉(zhuǎn)換 微機(jī)直接處理：微機(jī)直接處理：數(shù)字量數(shù)字量、開關(guān)量開關(guān)量、脈沖量脈沖量典型的并行接口和外部設(shè)備連接如圖所示。圖中的并典型的并行接口和外部設(shè)備連接如圖所示。圖中的并行接口用一個(gè)通道和輸入設(shè)備相連，用另一個(gè)通道和行接口用一個(gè)通道和輸入設(shè)備相連，用另一個(gè)通道和輸出設(shè)備相連，每個(gè)通道中除數(shù)據(jù)線外均配有一定的輸出設(shè)備相連，每個(gè)通道中除數(shù)據(jù)線外均配有一定的控制線和狀態(tài)線?？刂凭€和狀態(tài)線。8.1.3 I/O接口的功能接口的功能控制總線控制總線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)

6、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1. 接口電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)接口電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)2. 接口電路的外部特性接口電路的外部特性3. 接口電路芯片的分類接口電路芯片的分類4. 接口電路的可編程性接口電路的可編程性這些寄存器就是這些寄存器就是I/OI/O端口，每個(gè)端口都有自己的地址端口，每個(gè)端口都有自己的地址端口（端口（PORTPORT）n端口泛指端口泛指I/OI/O地址，通常對(duì)應(yīng)寄存器；地址，通常對(duì)應(yīng)寄存器；n一個(gè)接口電路可以具有多個(gè)一個(gè)接口電路可以具有多個(gè)I/OI/O端口，每個(gè)端口端口，每個(gè)端口用來(lái)保存和交換不同的信息；用來(lái)保存和交換不同的信息；n數(shù)據(jù)端口、狀態(tài)端口和控制

7、端口占有的數(shù)據(jù)端口、狀態(tài)端口和控制端口占有的I/OI/O地址地址也可依次稱為數(shù)據(jù)寄存器、狀態(tài)寄存器和控制也可依次稱為數(shù)據(jù)寄存器、狀態(tài)寄存器和控制寄存器，用于保存數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制信息；寄存器，用于保存數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制信息；n輸入、輸出端口可以是同一個(gè)輸入、輸出端口可以是同一個(gè)I/OI/O地址。地址。1. 接口電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)nCPU與外設(shè)主要有數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制信息與外設(shè)主要有數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制信息需要相互交換，于是從應(yīng)用角度看內(nèi)部：需要相互交換，于是從應(yīng)用角度看內(nèi)部： 數(shù)據(jù)寄存器：數(shù)據(jù)寄存器：數(shù)據(jù)輸入端口數(shù)據(jù)輸入端口n保存外設(shè)給保存外設(shè)給CPU和和CPU發(fā)往外設(shè)的數(shù)據(jù)發(fā)往外設(shè)的數(shù)據(jù) 狀態(tài)寄存器：狀態(tài)

8、寄存器：狀態(tài)端口狀態(tài)端口n保存外設(shè)或接口電路的狀態(tài)保存外設(shè)或接口電路的狀態(tài) 控制寄存器：控制寄存器：控制端口控制端口n保存保存CPU給外設(shè)或接口電路的命令給外設(shè)或接口電路的命令2. 接口電路的外部特性n主要體現(xiàn)在引腳上，分成兩側(cè)信號(hào)主要體現(xiàn)在引腳上，分成兩側(cè)信號(hào)面向面向CPU一側(cè)的信號(hào)：一側(cè)的信號(hào)：n用于與用于與CPU連接連接n主要是數(shù)據(jù)、地址和控制信號(hào)面向外設(shè)一側(cè)主要是數(shù)據(jù)、地址和控制信號(hào)面向外設(shè)一側(cè)的信號(hào)：的信號(hào)：n用于與外設(shè)連接用于與外設(shè)連接n提供的信號(hào)五花八門提供的信號(hào)五花八門n功能定義、時(shí)序及有效電平等差異較大功能定義、時(shí)序及有效電平等差異較大3. 接口電路芯片的分類n接口電路核心部

9、分往往是一塊或數(shù)塊大接口電路核心部分往往是一塊或數(shù)塊大規(guī)模集成電路芯片（接口芯片）：規(guī)模集成電路芯片（接口芯片）：n通用接口芯片通用接口芯片n支持通用的數(shù)據(jù)輸入輸出和控制的接口芯片支持通用的數(shù)據(jù)輸入輸出和控制的接口芯片n面向外設(shè)的專用接口芯片面向外設(shè)的專用接口芯片n針對(duì)某種外設(shè)設(shè)計(jì)、與該種外設(shè)接口針對(duì)某種外設(shè)設(shè)計(jì)、與該種外設(shè)接口n 面向微機(jī)系統(tǒng)的專用接口芯片面向微機(jī)系統(tǒng)的專用接口芯片n與與CPU和系統(tǒng)配套使用，以增強(qiáng)其總體功能和系統(tǒng)配套使用，以增強(qiáng)其總體功能4. 接口電路的可編程性n許多接口電路具有多種功能和工作方式，許多接口電路具有多種功能和工作方式，可以通過(guò)編程的方法選定其中一種可以通過(guò)編

10、程的方法選定其中一種n接口需要進(jìn)行物理連接，還需要編寫接接口需要進(jìn)行物理連接，還需要編寫接口軟件口軟件n接口軟件有兩類：接口軟件有兩類：n初始化程序段初始化程序段設(shè)定芯片工作方式等設(shè)定芯片工作方式等n數(shù)據(jù)交換程序段數(shù)據(jù)交換程序段管理、控制、驅(qū)動(dòng)外設(shè)，管理、控制、驅(qū)動(dòng)外設(shè)，負(fù)責(zé)外設(shè)和系統(tǒng)間信息交換負(fù)責(zé)外設(shè)和系統(tǒng)間信息交換8.1.4 I/O端口的編址方法端口的編址方法接口電路占用的接口電路占用的I/O端口有兩類編排形式端口有兩類編排形式nI/O端口單獨(dú)編址端口單獨(dú)編址nI/O地址空間獨(dú)立于存儲(chǔ)地址空間地址空間獨(dú)立于存儲(chǔ)地址空間n如如8086nI/O端口與存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址端口與存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址n它們共享

11、一個(gè)地址空間它們共享一個(gè)地址空間n如如M6800理解端口I/O端口單獨(dú)編址n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：nI/O端口的地址空間獨(dú)立端口的地址空間獨(dú)立n控制和地址譯碼電路相對(duì)簡(jiǎn)單控制和地址譯碼電路相對(duì)簡(jiǎn)單n專門的專門的I/O指令使程序清晰易讀指令使程序清晰易讀n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：nI/O指令沒有存儲(chǔ)器指令豐富指令沒有存儲(chǔ)器指令豐富內(nèi)存內(nèi)存空間空間I/O空間空間FFFFF0FFFF80 x86采用采用I/O端口獨(dú)立編址端口獨(dú)立編址I/O端口與存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：n不需要專門的不需要專門的I/O指令指令nI/O數(shù)據(jù)存取與存儲(chǔ)器數(shù)數(shù)據(jù)存取與存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存取一樣靈活據(jù)存取一樣靈活n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：nI/O端口要占去部分存儲(chǔ)

12、端口要占去部分存儲(chǔ)器地址空間器地址空間n程序不易閱讀（不易分程序不易閱讀（不易分清訪存和訪問(wèn)外設(shè)）清訪存和訪問(wèn)外設(shè)）內(nèi)存內(nèi)存部分部分I/O部分部分存儲(chǔ)器空間存儲(chǔ)器空間00000FFFFF 8086的輸入輸出指令的輸入輸出指令n輸入指令輸入指令I(lǐng)N AL,i8;字節(jié)輸入，直接尋址字節(jié)輸入，直接尋址IN AL,DX;字節(jié)輸入，間接尋址字節(jié)輸入，間接尋址IN AX,i8;字輸入，直接尋址字輸入，直接尋址IN AX,DX;字輸入，間接尋址字輸入，間接尋址n輸出指令輸出指令OUT i8,AL;字節(jié)輸出，直接尋址字節(jié)輸出，直接尋址OUT DX,AL;字節(jié)輸出，間接尋址字節(jié)輸出，間接尋址OUT i8,AX;

13、字輸出，直接尋址字輸出，直接尋址OUT DX,AX;字輸出，間接尋址字輸出，間接尋址演示演示演示演示8086/8088的I/O指令（1）直接端口尋址方式）直接端口尋址方式n對(duì)于端口對(duì)于端口PORT的地址范圍是的地址范圍是8位，即位，即00HFFHIN AL, PORT;端口端口PORT的字節(jié)信息送的字節(jié)信息送ALOUT PORT, AL;將將AL的數(shù)據(jù)信息送到端口的數(shù)據(jù)信息送到端口PORTIN AX, PORT;端口端口PORT的字信息送的字信息送AX, 即端口即端口 ; PORT的字節(jié)信息送的字節(jié)信息送AL，端口端口 ; PORT+1的字節(jié)信息送的字節(jié)信息送AHOUT PORT, AX;將將

14、AX的字信息送端口，即的字信息送端口，即AL送端送端 ;口口PORT，AH送端口送端口PORT+18086/8088的I/O指令n（2）間接端口尋址方式）間接端口尋址方式n 對(duì)于端口地址大于對(duì)于端口地址大于8位時(shí)，必須用間接端口尋址方式：位時(shí)，必須用間接端口尋址方式：IN AL, DX；從從DX所表示的端口輸入字節(jié)數(shù)據(jù)到所表示的端口輸入字節(jié)數(shù)據(jù)到ALOUT DX,AL ；將將AL中的數(shù)據(jù)輸出到以中的數(shù)據(jù)輸出到以DX表示的端口表示的端口IN AX, DX；從從DX所表示的端口輸入字?jǐn)?shù)據(jù)到所表示的端口輸入字?jǐn)?shù)據(jù)到AX，即即DX ；端口的字及到；端口的字及到AL，DX+1端口的字節(jié)到端口的字節(jié)到AH

15、OUT DX,AX ；將將AX的字?jǐn)?shù)據(jù)輸出到以的字?jǐn)?shù)據(jù)輸出到以DX表示的端口，即表示的端口，即 ； AL輸出到輸出到DX端口，端口，AH輸出到輸出到DX+1 8.1.5 簡(jiǎn)單的簡(jiǎn)單的I/O接口接口1三態(tài)緩沖器，三態(tài)緩沖寄存器三態(tài)緩沖器，三態(tài)緩沖寄存器三態(tài)，是指電路輸出端具有三種穩(wěn)態(tài)，即三態(tài)，是指電路輸出端具有三種穩(wěn)態(tài)，即1態(tài)態(tài)(高高電平狀態(tài)電平狀態(tài))，0態(tài)態(tài)(低電平狀態(tài)低電平狀態(tài))和第三態(tài)和第三態(tài)高阻高阻態(tài)態(tài)(或稱浮空態(tài)或稱浮空態(tài))。 可編程接口電路的一般結(jié)構(gòu)圖數(shù)據(jù)線控制線狀態(tài)線DBCBAB數(shù)據(jù)輸入寄存器(or 三態(tài)門)數(shù)據(jù)輸出寄存器(鎖存器)狀態(tài)寄存器(or 三態(tài)門)命令寄存器譯碼電路控制邏

16、輯接外設(shè)接主機(jī)74LS244引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)輸入三態(tài)緩沖器數(shù)據(jù)輸入三態(tài)緩沖器 三態(tài)緩沖器構(gòu)成三態(tài)緩沖器構(gòu)成輸入輸入接口接口8個(gè)數(shù)據(jù)輸出端個(gè)數(shù)據(jù)輸出端Y,與微機(jī)數(shù)據(jù)總線連接與微機(jī)數(shù)據(jù)總線連接; 8個(gè)數(shù)據(jù)輸入端個(gè)數(shù)據(jù)輸入端A,與外設(shè)連接與外設(shè)連接;數(shù)據(jù)允許端數(shù)據(jù)允許端1G,2G,將數(shù)據(jù)從將數(shù)據(jù)從AY;執(zhí)行執(zhí)行IN指令時(shí)，指令時(shí)，CPU發(fā)出讀指令，發(fā)出讀指令，將數(shù)據(jù)經(jīng)三態(tài)緩沖器加到將數(shù)據(jù)經(jīng)三態(tài)緩沖器加到AL。 8D觸發(fā)器-74LS273數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸出輸出寄存器寄存器8 個(gè)數(shù)據(jù)輸入端個(gè)數(shù)據(jù)輸入端1D-8D與數(shù)據(jù)總線連接與數(shù)據(jù)總線連接8個(gè)數(shù)據(jù)輸出端個(gè)數(shù)據(jù)輸出端1Q-8Q與外設(shè)連接。與外設(shè)連

17、接。CLK上升沿時(shí)數(shù)據(jù)寫入，下降沿可以清除上升沿時(shí)數(shù)據(jù)寫入，下降沿可以清除執(zhí)行執(zhí)行OUT指令時(shí)，指令時(shí)，CPU發(fā)出指令，將發(fā)出指令，將AL中的數(shù)據(jù)寫入該觸發(fā)器，等待輸出。中的數(shù)據(jù)寫入該觸發(fā)器，等待輸出。 8.2 輸入輸出的輸入輸出的傳送傳送方式方式 l 無(wú)條件傳送方式l程序控制的輸入輸出l中斷中斷控制的輸入輸出控制的輸入輸出l直接存儲(chǔ)器存取直接存儲(chǔ)器存取DMA (Direct Memory Access)外設(shè)數(shù)據(jù)形式非常多，外設(shè)速度也非常多，因此，數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵在于如何進(jìn)行控制。8.2.1 程序控制的輸入輸出程序控制的輸入輸出 無(wú)條件傳送方式無(wú)條件傳送方式，同步傳送，同步傳送n適用于總是處于準(zhǔn)

18、備好狀態(tài)的外設(shè)，不需要檢查判適用于總是處于準(zhǔn)備好狀態(tài)的外設(shè)，不需要檢查判斷斷n以下外設(shè)可采用無(wú)條件傳送方式：以下外設(shè)可采用無(wú)條件傳送方式：n開關(guān)開關(guān)n發(fā)光器件發(fā)光器件(如發(fā)光二極管、如發(fā)光二極管、7段數(shù)碼管、燈泡等段數(shù)碼管、燈泡等)n繼電器繼電器n步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)n優(yōu)點(diǎn)：軟件及接口硬件簡(jiǎn)單優(yōu)點(diǎn)：軟件及接口硬件簡(jiǎn)單n缺點(diǎn)：只適用于簡(jiǎn)單外設(shè)，適應(yīng)范圍較窄缺點(diǎn)：只適用于簡(jiǎn)單外設(shè)，適應(yīng)范圍較窄流流程程播播放放無(wú)條件傳送：輸入示例IOR三態(tài)緩沖器OEI/O裝置地址譯碼器CSD7D0A15A1A00160HMOV DX, 160HINAL, DX無(wú)條件傳送：輸入實(shí)例MOV DX, 160HINAL, DX

19、74LS244+5V10K x 8G1 G2數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線CSRD無(wú)條件傳送：輸出示例地址譯碼器數(shù)據(jù)鎖存器A15A1IOWA0CS0160H輸出設(shè)備D7D0MOV DX, 160HMOV AL, BXOUT DX, AL無(wú)條件傳送：輸出實(shí)例MOV DX, 160HMOV AL, BXOUT DX, AL+5V74LS373300 x 8LE OE數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線CSWR8.2.1 程序控制的輸入輸出程序控制的輸入輸出 查詢傳送方式查詢傳送方式nCPU需要先測(cè)試（查詢）外設(shè)的工作狀需要先測(cè)試（查詢）外設(shè)的工作狀態(tài)，然后在外設(shè)可以交換信息的情況下態(tài)，然后在外設(shè)可以交換信息的情況下（就緒）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)

20、輸入或輸出（就緒）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入或輸出n對(duì)多個(gè)外設(shè)的情況，則對(duì)多個(gè)外設(shè)的情況，則CPU按一定順序按一定順序依次查詢（輪詢）。先查詢的外設(shè)將優(yōu)依次查詢（輪詢）。先查詢的外設(shè)將優(yōu)先進(jìn)行數(shù)據(jù)交換先進(jìn)行數(shù)據(jù)交換n查詢傳送的特點(diǎn)是：工作可靠，適用面查詢傳送的特點(diǎn)是：工作可靠，適用面寬，但傳送效率低寬，但傳送效率低查詢傳送的兩個(gè)環(huán)節(jié) 查詢環(huán)節(jié)查詢環(huán)節(jié)n尋址狀態(tài)口尋址狀態(tài)口n讀取狀態(tài)寄存器的標(biāo)志位讀取狀態(tài)寄存器的標(biāo)志位n若不就緒就繼續(xù)查詢，直至就緒若不就緒就繼續(xù)查詢，直至就緒 傳送環(huán)節(jié)傳送環(huán)節(jié)n尋址數(shù)據(jù)口尋址數(shù)據(jù)口n是輸入，通過(guò)輸入指令從數(shù)據(jù)端口是輸入，通過(guò)輸入指令從數(shù)據(jù)端口讀入數(shù)據(jù)讀入數(shù)據(jù)n是輸出，通過(guò)輸出

21、指令向數(shù)據(jù)端口是輸出，通過(guò)輸出指令向數(shù)據(jù)端口輸出數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸入狀態(tài)輸入狀態(tài)就緒？就緒？數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)交換YN流流程程8.2.1 程序控制的輸入輸出程序控制的輸入輸出IOR+5V8D鎖存器鎖存器8位位三態(tài)三態(tài)緩沖器緩沖器譯碼譯碼1位位三態(tài)三態(tài)緩沖器緩沖器RQ A0A158000H8001HD0D7D0D輸入輸入設(shè)備設(shè)備IORSTB MOV DX,8000H ;DX指向狀態(tài)端口指向狀態(tài)端口STATUS: IN AL, DX;讀狀態(tài)端口讀狀態(tài)端口TESE AL,01H;測(cè)試標(biāo)志位測(cè)試標(biāo)志位D0JZ STATUS ;D00，未就緒，繼續(xù)查詢，未就緒，繼續(xù)查詢INC DX;D01，就緒，就緒，DX指向數(shù)

22、據(jù)端口指向數(shù)據(jù)端口IN AL,DX;從數(shù)據(jù)端口輸入數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)端口輸入數(shù)據(jù) 查詢輸入接口查詢輸入接口8.2.1 程序控制的輸入輸出程序控制的輸入輸出8D鎖存器鎖存器譯碼譯碼1位位三態(tài)三態(tài)緩沖器緩沖器RQ A0A158000H8001HD0D7D7D+5V輸出輸出設(shè)備設(shè)備ACKIOWIORMOV DX,8000H ;DX指向狀態(tài)端口指向狀態(tài)端口STATUS:IN AL,DX ;讀取狀態(tài)端口的狀態(tài)數(shù)據(jù)讀取狀態(tài)端口的狀態(tài)數(shù)據(jù)TEST AL,80H ;測(cè)試標(biāo)志位測(cè)試標(biāo)志位D7JNZ STATUS; D71，未就緒，繼續(xù)查詢，未就緒，繼續(xù)查詢INX DX;D70，就緒，就緒，DX指向數(shù)據(jù)端口指向數(shù)據(jù)端口M

23、OV AL,BUF ;變量變量buf送送ALOUT DX,AL ;將數(shù)據(jù)輸出給數(shù)據(jù)端口將數(shù)據(jù)輸出給數(shù)據(jù)端口查詢輸出接口查詢輸出接口8.2.2 中斷控制的輸入和輸出中斷控制的輸入和輸出斷點(diǎn)斷點(diǎn)主程序主程序中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求對(duì)外設(shè)對(duì)外設(shè)進(jìn)行處理進(jìn)行處理繼續(xù)執(zhí)行繼續(xù)執(zhí)行返回?cái)帱c(diǎn)返回?cái)帱c(diǎn)nCPU在執(zhí)行程序中，在執(zhí)行程序中，被內(nèi)部或外部的事件被內(nèi)部或外部的事件所打斷，轉(zhuǎn)去執(zhí)行一所打斷，轉(zhuǎn)去執(zhí)行一段預(yù)先安排好的中斷段預(yù)先安排好的中斷服務(wù)程序；服務(wù)結(jié)束服務(wù)程序；服務(wù)結(jié)束后，又返回原來(lái)的斷后，又返回原來(lái)的斷點(diǎn)，繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的點(diǎn)，繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的程序。程序。流程流程程序控制電路簡(jiǎn)單，清楚程序

24、控制電路簡(jiǎn)單，清楚但是要不斷測(cè)試，只能串行但是要不斷測(cè)試，只能串行工作效率低。工作效率低。8.2.2 中斷控制的輸入和輸出中斷控制的輸入和輸出n中斷傳送是一種效率更高的程序傳送中斷傳送是一種效率更高的程序傳送方式方式n進(jìn)行傳送的進(jìn)行傳送的中斷服務(wù)程序是預(yù)先設(shè)計(jì)中斷服務(wù)程序是預(yù)先設(shè)計(jì)好的好的n中斷請(qǐng)求是外設(shè)隨機(jī)向中斷請(qǐng)求是外設(shè)隨機(jī)向CPU提出的提出的nCPU對(duì)請(qǐng)求的檢測(cè)是有規(guī)律的對(duì)請(qǐng)求的檢測(cè)是有規(guī)律的：一般：一般是在每條指令的最后一個(gè)時(shí)鐘周期采是在每條指令的最后一個(gè)時(shí)鐘周期采樣中斷請(qǐng)求輸入引腳樣中斷請(qǐng)求輸入引腳 8.2.2 中斷控制的輸入和輸出中斷控制的輸入和輸出8.2.2 中斷控制的輸入和輸出

25、中斷控制的輸入和輸出n中斷請(qǐng)求中斷請(qǐng)求n中斷響應(yīng)中斷響應(yīng)n關(guān)中斷關(guān)中斷n斷點(diǎn)保護(hù)斷點(diǎn)保護(hù)n中斷識(shí)別中斷識(shí)別n現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)n中斷服務(wù)中斷服務(wù)n恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)n開中斷開中斷n中斷返回中斷返回中斷服務(wù)是進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的實(shí)質(zhì)性環(huán)節(jié)中斷服務(wù)是進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的實(shí)質(zhì)性環(huán)節(jié)8.2.3 直接存儲(chǔ)器存取直接存儲(chǔ)器存取 (DMA)方式方式n希望克服程序控制傳送的不足：希望克服程序控制傳送的不足：外設(shè)外設(shè)CPU存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器外設(shè)外設(shè)CPU存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器n直接存儲(chǔ)器存取直接存儲(chǔ)器存取DMA：外設(shè)外設(shè)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器外設(shè)外設(shè)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器nCPU釋放總線，由釋放總線，由DMA控制器管理控制器管理DMA傳送的工作過(guò)程 CPU對(duì)對(duì)D

26、MA控制器進(jìn)行初始化設(shè)置控制器進(jìn)行初始化設(shè)置 外設(shè)、外設(shè)、DMAC和和CPU三者通過(guò)應(yīng)答信號(hào)三者通過(guò)應(yīng)答信號(hào)建立聯(lián)系：建立聯(lián)系：CPU將總線交給將總線交給DMAC控制控制 DMA傳送傳送nDMA讀存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器讀存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器 外設(shè)外設(shè)nDMA寫存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器寫存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)器 外設(shè)外設(shè) 自動(dòng)增減地址和計(jì)數(shù)，判斷傳送完成否自動(dòng)增減地址和計(jì)數(shù)，判斷傳送完成否DMA傳送流程HLDA發(fā)存儲(chǔ)器地址發(fā)存儲(chǔ)器地址傳送數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送結(jié)束？傳送結(jié)束？DMA結(jié)束結(jié)束修改地址指針修改地址指針流程流程傳送方式的比較n無(wú)條件傳送無(wú)條件傳送：慢速外設(shè)需與：慢速外設(shè)需與CPU保持同步保持同步n查詢傳送查詢傳送： 簡(jiǎn)單實(shí)用，效率較低簡(jiǎn)單實(shí)用，效率較低n中斷傳送中斷傳送：外設(shè)主動(dòng)，可與：外設(shè)主動(dòng)，可與CPU并行工作，并行工作，但每次傳送需要大量額外時(shí)間開銷但每次傳送需要大量額外時(shí)間開銷 nDMA傳送傳送：DMAC控制，外設(shè)直接和存儲(chǔ)控制，外設(shè)直接和存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，適合大量、快速數(shù)據(jù)傳器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，適合大量、快速數(shù)據(jù)傳送送多種多樣的外設(shè)n工作原理不同工