第5章IO系统

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第5讲通用IO口(xkj201611)4

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数字I/O端口模块通过64个16位寄存器来设置所有I/O引脚的功能这些寄存器大概可以分为以下六类
-复用控制寄存器GPxMUX，确定I/O引脚为基本功能，还是通用I/O功能引脚
- 方向控制寄存器GPxDIR－用来控制I/O引脚的数据方向 -数据寄存器GPxDAT－用来控制I/O引脚的数据 - 设置寄存器GPxSET－用来设置输出引脚的数据（高电平有效） - 清除寄存器GPxCLEAR－用来清除输出引脚的数据(高电平有效) -切换寄存器GPxTOGGLE－用来切换输出引脚的数据(高电平有效) LOGO
no qualification (SYNC to SYSCLKOUT) QUALPRD = SYSCLKOUT/2 QUALPRD . = SYSCLKOUT/4 . QUALPRD = SYSCLKOUT/510
. .
. .
C28x GPIO MUX/DIR Registers
Address 70C0h 70C1h 70C2h 70C4h 70C5h 70C6h 70CCh 70CDh 70CEh 70D0h 70D1h 70D2h 70D4h 70D5h 70D8h 70D9h Register GPAMUX GPADIR GPAQUAL GPBMUX GPBDIR GPBQUAL GPDMUX GPDDIR GPDQUAL GPEMUX GPEDIR GPEQUAL GPFMUX GPFDIR GPGMUX GPGDIR Name GPIO A Mux Control Register GPIO A Direction Control Register GPIO A Input Qualification Control Register GPIO B Mux Control Register GPIO B Direction Control Register GPIO B Input Qualification Control Register GPIO D Mux Control Register GPIO D Direction Control Register GPIO D Input Qualification Control Register GPIO E Mux Control Register GPIO E Direction Control Register GPIO E Input Qualification Control Register GPIO F Mux Control Register GPIO F Direction Control Register GPIO G Mux Control Register GPIO G Direction Control Register

第05章IO接口

（2）状态信号
• • • • • 状态信号表明外部设备当前的工作状态，用来协调 CPU与外部设备之间的操作。典型的状态信号：READY, BUSY 有的设备有指示出错状态的信号，如打印机的纸尽（Paper Out），故障（Fault）。不同的外设可以有不同的状态信号。状态信号总是从外部设备发往CPU。
3. 数据锁存器与缓冲器
数据(状态)输入端口：
• • 必须通过三态缓冲器与系统总线相连，保证数据总线能够正常地进行数据传送。输入设备在完成一次输入操作后，在输出数据的同时，产生数据选通信号，把数据打入八位锁存器 74LS273 锁存器的输出信号通过三态八位缓冲器74LS244连接到系统数据总线。数据端口读信号由地址译码电路产生。
端口地址在0～65535之间：端口地址在0～65535之间： MOV DX，21H ；端口地址放入DX MOV DX，21H ；端口地址放入DX IN IN AL，DX AL，DX ；把地址为21H的端口数据；把地址为21H的端口数据；（8位）送AL中；（8位）送AL中；端口地址放入DX ；端口地址放入DX ；把地址为312H的端口数据；把地址为312H的端口数据；（16位）送AX中；（16位）送AX中
（2）数据传输中的覆盖错误
输入设备完成一次输入操作后，把所获得的数据暂存在接口内如果在该设备完成下一次输入操作之后，CPU还没有从接口取走数据，那么，在新的数据送入接口后，上一次的数据被覆盖，从而导致数据的丢失输出操作中也可能产生类似的错误覆盖错误导致数据的丢失，易发生在高速数据传输的场合
CPU通过地址代码来标识和选择不同的外部设备接口对系统总线上传输的外设地址进行译码，在检测到本设备地址代码时，产生相应的“选中”信号

第5章指令与指令系统和汇编语言程序设计(2)

运行过程中，可以直接看到屏幕上显示的内容，运行过后，再用D 20F0命令看内存的20F0区域中保存的运行结果，6个大写的英文字母已经被修改为小写字母： 0061 0062 0063 0064 0065 0066
汇编语言程序设计
1 将寄存器R2和R3的内容相加，结果存入R0。 2 将寄存器R2和R3的内容相加，如果有进位，寄存器R0的内容置1，否则置0 3 若R1的内容是负数则置R0为-1，否则置0（提示：用TEST） 4 检测R3的是奇数，R0的内容置为1，否则置为0。（提示：用移位检测C的方法来测量一位） 5 将内存中1000H起始的10个单元的内容取出加2送入原地址。 6 已知内存中1000H起始的10个单元中的数是ASC码，将其取出送显示。 7 将键盘录入的数存到内存1000H单元中。 8 将键盘录入的10个数存到内存1000H-1009H。
有寄存器寻址，寄存器间接寻址等7种。
从表5.1中可以看出，（A组） INC DR 单操作数（DR的内容加1）（B组） LDRR DR，[SR] 双操作数（DR [SR]）
（4）从指令的功能区分
有运算、读写内存类指令，输入输出指令，转移指令，子程序调用指令，置进位标志指令等。
从表5.1中可以看出，（A组） ADD DR ，SR 加运算（B组） LDRR DR，[SR] 读写内存
41 42 43 44 45 46
A 2080
MVRD R3， 0006 ；指定被读数据的个数
MVRD R2， 20F0 ；指定被读、写数据内存区首地址
(2084) LDRR R0, [R2]
；读内存中的一个字符到R0寄存器
CALA 2100 ；调用子程序(入口地址为2100)，完成显示、

io工作原理

io工作原理
IO（输入/输出）是计算机系统中的一种重要的技术，它负责
将数据传输到计算机的外部设备（输入）或从计算机传输数据到外部设备（输出）。

IO的工作原理可以分为输入和输出两
个步骤。

在输入过程中，计算机通过接口与外部设备连接，如键盘、鼠标或是传感器。

当用户操作这些设备时，设备会向计算机发送相应的信号。

计算机的IO控制器负责接收这些信号，并将其
转换为计算机可读取的二进制数据。

随后，这些数据会被传输到计算机的内存中，供CPU使用。

在输出过程中，计算机的CPU根据需要将数据从内存中读取
出来。

然后，CPU将这些数据传输给IO控制器。

IO控制器再将数据转换为适合外部设备的形式，并发送给相应的外部设备。

外部设备根据接收到的数据进行相应的操作，如显示、打印等。

IO的工作原理主要涉及到计算机的硬件和软件层面。

硬件层
面包括IO接口、IO控制器和外部设备等，这些元件协同工作
以完成输入输出操作。

软件层面则需要通过驱动程序来控制硬件，以实现数据的传输和处理。

总之，IO的工作原理是通过接口、控制器和外部设备等硬件
组件，配合驱动程序来实现计算机与外部设备之间的数据传输。

通过输入和输出过程，计算机可以与用户进行交互，并将数据传输到外部设备或从外部设备中获取数据。

第5章 IO端口数码管

外形特征及编码方式
编码方式
const uchar
table[ ]={ 0xC0,0xF9,0xA4, 0xB0,0x99,0x92, 0x82,0xF8,0x80, 0x90,0x88,0x83, 0xC6,0xA1,0x86, 0x8E};
const的作用
表示此数组中储存的数据是不可改变的。
数码管的种类
按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极 (COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极 (COM)的数码管。（基本同上）
不加const的数组或变量会储存到RAM中。加const的数组或变量会储存 NhomakorabeaROM中。
第5章 IO端口数码管
1 理解数码管的工作原理
2 理解数码管的译码原则
3 会数码管动态扫描显示编程
数码管外形
数码管又称：七段数码管或八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）由于它的价格便宜使用简单在电器特别是家电领域应用极为广泛空调热水器冰箱等等

io 原理

io 原理io 原理指的是 Input/Output 输入输出的工作原理。

在计算机中，io 是指与外部设备进行数据交换的过程。

它是计算机与外部世界沟通的桥梁，负责将计算机内部的数据传输到外部设备，或者将外部设备的数据传输到计算机内部。

io 原理基于计算机系统中的输入子系统和输出子系统。

输入子系统负责接受外部设备的数据，然后传输到计算机内部。

输出子系统则负责将计算机内部的数据传输到外部设备。

输入输出子系统之间的桥梁是 io 设备控制器，它负责控制数据的传输和处理。

io 设备控制器通常由两部分组成：接口电路和控制电路。

接口电路是连接计算机与外部设备之间的物理接口，它负责将计算机内部的数据格式转换成外部设备可接受的格式，并将外部设备传输的数据转换成计算机可接受的格式。

控制电路则负责控制数据的传输和处理，包括数据缓冲、数据传输控制、错误检测和纠正等功能。

在进行io 操作时，计算机会向 io 设备控制器发送指令，告诉它要进行什么样的数据传输操作。

io 设备控制器接收到指令后，会进行相应的数据传输和处理操作。

数据传输可以采用多种方式，包括程序直接控制、中断和 DMA（Direct Memory Access）等方式。

在程序中，io 操作通常是通过操作系统提供的io 接口进行的。

操作系统提供了一组 io 函数，可以方便地进行 io 操作。

通过调用这些函数，程序可以向外部设备发送数据或接收数据，实现输入输出功能。

总之，io 原理是计算机与外部设备进行数据交换的工作原理。

它通过 io 设备控制器连接计算机与外部设备，通过 io 接口和操作系统提供的 io 函数进行数据传输和处理。

io 原理在计算机系统中起到了重要的作用，使得计算机可以与外部世界进行有效的数据交流。

第5章 IO接口电路的设计

0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1 1 1 0 0
1 0 1 1 1 0 1 1 1
x x x x x x
x x x x x x x x x
C018～C01F C020～C027
C028～C02F C030～C037 C038～C03F
1 1 1
1 1 1
0 0 0
0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1 0 1 0
x x x x x x x x x
C000～C007 C008～C00F C010～C017
1 1
1 1 1
1 1
1 1 1
0 0
0 0 0
0 0
0 0 0
0 0 0 0
开始初始化读入状态
N
数据准备好
Y
输入数→CPU
数→内存缓冲区
N Y
传送完？结束
9
例5-4
查询式输出方式的接口电路
输出 /ACK 设备
数据锁存器 (8位) R C
选通信号 +5V
D7~D0 /WR(写数据) 2 /CS2 /CS1 1
I/O 译码
M//IO A15~A0
Q
D
D触发器
/RD(读状态) D1(数据总线)
10
设：状态口的地址为P_S2，输出口地址为P_OUT，传送数据的总字节为C_2，则查询方式输出数据的程序段为： MOV CX，C_2 READ_S2:IN AL，P_S2 TEST AL，02H JZ READ_S2 MOV AL，输出数据 OUT P_OUT，AL LOOP READ_S2 ……

5章系统报警

三取二铁路信号计算机联锁系统操作员手册5-1第5章报警功能三取二铁路信号计算机联锁系统可检测到的报警类型有8种，一旦报警发生，联锁主机立即把报警信息上传，并保证在0.5S之内传送到操作员站。

当该报警未被确认时，操作员站将循环播放语音报警信息，同时故障信息会在操作画面的报警信息条上显示出来。

如图2-2所示。

当操作员对报警确认后，停止语音播放；当报警解除，故障信息在报警信息条上消失。

报警信息条上每次只显示一条故障信息，当有多个报警信息时，可用鼠标左键点击报警信息条右边“上”“下”按钮查看其他故障信息。

具体报警内容：（1）SIC语音报警：“安全联锁计算机故障”。

本报警反映三取二联锁主机的运行状态，正常情况下，三取二联锁主机正常运行，当其中一台或几台出现故障或被拔下时，操作员站会循环播放安全联锁计算机故障信息，同时操作员站画面上的联锁机运行状态显示会提示操作员哪台联锁机出现故障，同时故障信息会在操作画面的报警信息条上显示出来。

如图2-2所示。

（2）IO报警：“输入输出模板故障”。

本报警反映输入、输出模板的工作状态。

当输入、输出模板出现故障时，操作员站会循环播放输入输出模板故障信息，同时故障信息会在操作画面的报警信息条上显示出来。

（3）信号机报警：“信号机故障”。

当信号机灯丝断丝时，联锁主机会将故障信息上传至操作员站，操作员站会循环播放信号机故障信息，同时故障信息会在操作画面的报警信息条上显示出来。

（4）道岔报警：“道岔挤岔”。

当道岔挤岔时，联锁主机会将故障信息上传至操作员站，操作员站会循环播放道岔挤岔故障信息，同时故障信息会在操作画面的报警信息条上显示出来。

（5）熔丝报警：“熔丝断丝”。

当接口柜熔丝发生断丝时，联锁主机会将故障信息上传至操作员站，操作员站会循环播放熔丝断丝故障信息，同时故障信息会在操作画面的报警信息条上显示出来。

（6）主灯丝报警：“主灯丝断丝”。

当信号机的主灯丝故障，主、负灯丝切换后，联锁主机会将故障信息上传至操作员站，操作员站会循环播放主灯丝断丝故障信息，同时故障信息会在操作画面的报警信息条上显示出来。

单片机原理及接口技术第5章 IO口应用-显示与开关键盘输入

图5-1
发光二极管与单片机并行口的连接
5
如果端口引脚为低电平，能使灌电流Id从单片机的外部流入内部，则将
大大增加流过的灌电流值，如图5-1（b）所示。所以，AT89S51单片机任何一个端口要想获得较大的驱动能力，要采用低电平输出。如果一定要高电平驱动，可在单片机与发光二极管之间加驱动电路，如 74LS04、74LS244等。 5.1.2 单片机I/O端口控制发光二极管的编程发光二极管与单片机的I/O端口的连接，如图5-1（b）所示。如要点亮某发光二极管，只需该I/O端口位写入“0”即可。下面通过一个例子介绍如
21
图5-6 4位LED静态显示的示意图
示字符。这样在同一时间，每一位显示的字符可以各不相同。但是，静态
显示方式占用I/O口线较多。对于图5-6所示电路，要占用4个8位I/O口（或锁存器）。如果数码管数目增多，则还需要增加I/O口的数目。在实际的系统设计中，如果显示位数较少，可采用静态显示方式。但显示位数较多时，为了降低成本，一般采用动态显示方式。 2. 动态扫描显示方式显示位数较多时，静态显示所占用的I/O口多，为节省I/O口与驱动电路
单片机控制的8位I/O口锁存器输出相连。如果送往各个LED数码管所显示字符的段码一经确定，则相应I/O口锁存器锁存的段码输出将维持不变，直到
送入下一个显示字符的段码。因此，静态显示方式的显示无闪烁，亮度较
高，软件控制比较容易。图5-6所示为4位LED数码管静态显示电路，各个数码管可独立显示，
只要向控制各位I/O口锁存器写入相应的显示段码，该位就能保持相应的显
闭合时，P3.0引脚为低电平。单片机对开关状态的检测是由程序检测
10
图5-3
开关、LED发光二极管与P1口的连接

微机原理一至四章课后习题[1]

第一章习题1简答：微处理器也叫CPU或中央处理器，包括运算器、控制器、寄存器组和内部总线。

微型计算机包括CPU、内存、I/O接口、系统总线。

微型计算机系统由硬件系统和软件系统共同构成微型机系统，是相辅相成的，缺一不可关系：微型计算机是以微处理器为核心，微型计算机系统是以微型计算机为核心，它们都不能独立工作，只有微型计算机系统才是完整的数据处理系统，才具有实用意义。

2简答：微型计算机由CPU、内存、I/O接口、系统总线组成。

3简答：在CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线称为微处理器总线，即内部总线。

总线由三类传输线组成：数据线、地址线和控制线。

4答：微型计算机的工作过程就是逐条执行指令序列的过程，也就是不断的取指令和执行指令的过程。

在去指令阶段，把指令的地址赋给程序计数器PC，CPU从内存中读出的内容为指令，把它送入指令寄存器，由指令译码器译码，经控制器发出相应的控制信号。

在执行指令阶段，CPU执行指令所规定的具体操作。

一条指令执行完毕，就转入下一条指令的取指令阶段，这样周而复始的循环直到程序结束。

第二章习题一、填空题1、执行部件EU的组织有：，和。

2、8086CPU从偶地址访问内存1个字时需占用周期，而从奇地址访问内存1个字操作需占用周期。

3、IBM-PC机中的内存是按段存放信息的，一个段最大存贮空间为字节。

4、8086微处理机在最小模式下，用来控制输出地址是访问内存还是访问I/O。

5、一台计算机能执行多少种指令，是在时确定的。

二、单项选择题1、微型计算机的性能主要由来决定。

A、价钱B、CPUC、控制器D、其它2、对微处理器而言，它的每条指令都有一定的时序，其时序关系是A、一个时钟周期包括几个机器周期，一个机器周期包括几个指令周期。

B、一个机器周期包括几个指令周期，一个指令周期包括几个时钟周期。

C、一个指令周期包括几个机器周期，一个机器周期包括几个时钟周期。

D、一个指令周期包括几个时钟周期，一个时钟周期包括几个机器周期。

（第5章操作系统的资源管理）习题五答案

（第5章操作系统的资源管理）习题五答案习题五参考答案（P132）5-1什么是虚拟资源？对主存储器⽽⾔，⽤户使⽤的虚拟资源是什么？答：虚拟资源是⽤户使⽤的逻辑资源，是操作系统将物理资源改造后，呈现给⽤户的可供使⽤的资源。

对主存储器⽽⾔，⽤户使⽤的虚拟资源是虚拟存储器。

提供给⽤户使⽤虚拟存储器的⼿段是逻辑地址空间，⽤户在编程时使⽤的是逻辑地址，空间⼤⼩不受限制（也就是说逻辑地址空间可以⽐物理地址空间⼩也可以⽐物理地址空间⼤）。

5-2常⽤的资源分配策略有哪两种？在每⼀种策略中，资源请求队列的排序原则是什么？答：常⽤的资源分配策略有先来先服务策略和优先调度策略。

在先来先服务策略中资源请求队列的排序原则是按照提出请求的先后次序排序；在优先调度策略中资源请求队列的排序原则是按照提出请求的紧迫程度（即优先级）从⾼到底排序。

5-3什么是移臂调度？什么是旋转调度？答：移臂调度是指在满⾜⼀个磁盘请求时，总是选取与当前移臂前进⽅向上最近的那个请求，使移臂距离最短。

旋转调度是指在满⾜⼀个磁盘请求时，总是选取与当前读写磁头旋转⽅向上最近的那个请求，使旋转圈数最少。

5-4什么是死锁？试举例说明。

答：⼀组进程中，每个进程都⽆限等待被该组进程中另⼀进程所占有的资源，因⽽永远⽆法得到资源，这种现象称为进程死锁，这⼀组进程就称为死锁进程。

设某系统拥有⼀台输⼊机和⼀台打印机，并为进程P1和P2所共享。

在t1时刻，进程P1和P2分别占⽤了输⼊机和打印机。

在t2（t2 > t1）时刻，进程P1请求打印机，P1将被阻塞，进⼊等待打印机的等待队列中，等待P2释放打印机。

在t3（t3 > t2）时刻，进程P2请求输⼊机，P2将被阻塞，进⼊等待输⼊机的等待队列中，等待P1释放输⼊机。

此时，P1和P2进⼊了永久的互等状态，即P1和P2成为死锁进程，出现了死锁现象。

5-5产⽣死锁的原因是什么？产⽣死锁的必要条件是什么？答：产⽣死锁的原因主要有：（1）竞争有限的系统资源。

PCS7v7.0深入浅出（第五章）

PCS7v7.0深⼊浅出（第五章）第5章：⾃动化站⽬录：第5章⾃动化站 (3)1.硬件配置 – 第⼀步 (3)1.1 配置硬件组件的基本过程 (3)1.2 操作步骤 (4)2.⾃动化系统 S7-400 (6)2.1 S7-400 CPU 结构设计 (8)2.2 CPU内存 (11)2.3 机架 (13)2.4 CPU软件结构 (13)2.5 组织块 (14)2.6 系统诊断 (15)2.7 CPU属性的设置 (17)3.PROFIBUS (18)3.1 简介 (18)3.2 PROFIBUS 的基本常识 (19)3.3 PROFIBUS 介质访问协议 (22)3.4 PROFIBUS通讯规范 (23)3.5 设备组态、GSE、EDD⽂件 (25)3.6 在HW Config中配置PROFIBUS DP (28)4.分布式I/O (30)4.1 ET200M的结构和组件 (31)4.2 ET200M的特点 (31)4.3 ET200M时间截 (32)4.4 IM153-2 冗余 (33)4.5 信号模块 (33)4.6 在PCS7中组态分布式I/O (34)4.7 过程映像 (40)4.8 符号名 (43)5.驱动 (45)5.1 通道驱动块 (46)5.2 模块驱动块 (49)6.运⾏模式下更改组态（CiR） (50)6.1 CiR 概念 (50)6.2 使⽤ CiR 时的硬件配置 (51)6.3 CiR 对象和元件的属性 (58)6.4 CiR 规则 (61)7.连接 PROFIBUS PA (63)8.连接FF现场总线 (68)练习 (70)练习 5.1 组态I/O (70)1. 任务 (70)2. 操作步骤 (71)练习 5.2 使⽤硬件诊断⼯具 (71)练习 5.3 模块驱动块的消息 (71)练习 5.4 配置使⽤CiR的硬件 (71)附录 (72)附录1：CPU 内存复位 (72)第5章⾃动化站本章⾸先介绍PCS 7项⽬的硬件配置，接下来，借助⼯具HW Config详尽地描述硬件配置的众多⽅⾯。

第5章.IO接口WY001

5.3.2.程序查询式控制
一. 特点：
I/O操作总是由MPU通过程序查询外设的状态来启动，即总是MPU主动，I/O被动。
二. 硬件接口结构输入接口输出接口
1.输入接口硬件结构
数据输入设备
&
Pd
数据锁存
三态缓冲器(8位)
DB
Di
输入状态信息
N AB MPU
选通
> D
R Q
三态缓冲器(1位)
READY (状态信息)
Ps
地址译码
IOR
数据就绪？
Y
输入数据状态位复位
+5V
准备就绪触发器
&
(a) 硬件结构
(b) 工作流程
输入外设发选通信号锁存数据。Q = 1, READY =1 读状态标志，Ps有效，READY = 1,数据准备就绪；执行IN 命令，Pd有效，并使触发器复位
I/O地址译码例

地址范围：

A11
A0
××××001011110000 ××××001011110011
任意状态
片内地址
图中不接入
I/O地址译码例

译码电路图：
A1 A11 A10 A18 A3 A2 A9 A7 A4 ┇ A0
接口芯片
≥1 &
CE
2. 关于Intel系列MPU的I/O编址方式说明：
D7-D0 D7-D0 Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
D5
IOW
A9 | A3
A15 | A10 A2 A1 A0

第5章 IO端口矩阵键盘

char scankey() { char key4H=0,key4L=0; TRISC=0xF0; PORTC=0x00; NOP(); //asm("nop") NOP(); key4H=PORTC; key4H=key4H&0xF0; if(key4H!=0xF0) // key pressed { TRISC=0x0F; PORTC=0x00; NOP(); NOP(); key4L=PORTC; key4L=key4L&0x0F;
第5章 IO端口矩阵键盘
1 为什么要使用矩阵键盘
2 理解矩阵键盘扫描原理
3 熟悉矩阵键盘编程
硬件电路
Vdd PIC 16F877
RC0 D0ຫໍສະໝຸດ 12 5 83 6 9
C D E
RC4 RC5 RC6
行线RC4-7
4 7
A
0
B
F
RC7
RC0 RC1 RC2 RC3 RC7 D7
列线RC3-0
保护电阻： 100Ω×8
软件设计思路
键盘矩阵电路的任务就是2条： ①检测是否有键按下； ②识别按键的“键值”。采用“反转扫描法”可以同时完成两项任务： ①先让“行线”全部输出“0”，在列线上得到“列码”。（如果有按键操作时，读入的列值必然至少有1个“0”）
②再将所获的列码从列线输出,获取“行码”。
③将得到4位行码与列码组合得到 “位置码”。
键盘电路
应当注意：所谓的“反转扫描法”实际上是利用处理器的高速扫描与低速的按键操作所形成的“时间差”，从按键按下开始到获取整个行值、列值时，按键实际上还没有松开。
键盘电路
键盘位置码表
RC3～RC0（列码） 0x07 RC4 ≀ RC7 0xE0 0xD0 0xB0 0x70 1 4 7 A 0x0B 2 5 8 0 0x0D 3 6 9 B 0x0E C D E F

第5章基本输入输出系统

第5章基本输入输出系统【教学目的】掌握接口的基本概念、IO端口的编址方法和基本的数据传送方式【教学重点】IO端口的编址方法和基本的数据传送方式【教学难点】中断方式和DMA方式【教学方法和手段】课堂教学【课外作业】P193习题3，4，7，10【学时分配】6学时【自学内容】8237的使用【讲授内容】5.1 概述输入输出系统包括：①外部设备（输入输出设备和辅助存储器）②设备控制器----主机（CPU和存储器）之间的控制部件，诸如磁盘控制器、打印机控制器等，有时也称为设备适配器或接口，其作用是控制并实现主机与外部设备之间的数据传送。

5.1.1接口的基本概念1、什么是接口计算机在工作过程中，CPU要不断地与其它部件交换信息。

CPU不是直接与外部设备交换信息的，而是经过一个中间电路，这个电路就称为“接口电路”，简称“接口”。

所谓接口就是主机与外部设备连接的桥梁，由它来完成CPU与外部设备之间信息的传递。

一般将外部设备与接口合称为“I/O系统”。

接口又称为“设备控制器”或“适配器”。

2、为什么要有接口电路外部设备为什么要通过接口电路与CPU连接？为什么不直接与CPU的总线相连接呢？从CPU的角度来看，对外部设备的访问（读/写）与对存储器的访问是类似的，为什么存储器可以直接通过总线与CPU连接，而外部设备却要通过接口电路来与CPU连接呢？这是因为：存储器的基本结构简单（只有很少几种），只要求几个简单的控制信号，而且存储器的访问速度一般都比较快，CPU与存储器之间的定时与协调比较容易，因此存储器可以直接通过总线与CPU连接。

而外部设备一般具有以下特点：⑴外部设备的品种繁多从类型上看：有输入设备、输出设备、输入/输出设备、测量设备、通信设备、控制设备等。

从结构上看：有机械式的、电子式的、机电混合式的。

从原理上看：各类设备的工作原理又是各不相同的。

⑵外部设备的工作速度分布范围宽如：电传打字机每秒能传输100个信息单位，温度传感器有可能长达几分钟才改变一个数据，软盘的传输速率为每秒2.5兆位，硬盘的传输速率为每秒5兆位以上。

微机原理第五章 IO接口

控制逻辑
8 8
IOR IOW
I/O 端口 (256个) 个
(3)使用专用I/O指令和 (3)使用专用I/O指令和使用专用I/O 存储器访问指令有明显区别, 区别,可使编制的程序清晰易懂,便于检查. 清晰易懂,便于检查.
隔离I/O I/O方式 5.2.2 隔离I/O方式
5-16
2.缺点: 2.缺点: 缺点
AB 存储器存储空间 DB MPU
读 /写 I/O 端口 RD 源自R 控制逻辑控制5.2.1 存储器映象方式
5-12
1.优点: 1.优点: 优点
AB 存储器存储空间 DB MPU
读 /写 I/O 端口 RD WR 控制逻辑
控制
I/O操作与存储器操作完 (1) I/O操作与存储器操作完全相同,无需使用专用I/O指全相同,无需使用专用I/O指 I/O 令,而存储器操作指令及其寻址方式非常丰富,从而使I/O 址方式非常丰富,从而使I/O 功能增强,编程方便,灵活. 功能增强,编程方便,灵活. I/O端口数目端口数目( (2) I/O端口数目(即外设数只受总存储容量的限制, 目)只受总存储容量的限制,大大增加了系统的吞吐率. 大增加了系统的吞吐率. (3) 使微机系统的读写控制逻辑简单. 逻辑简单.
存储器 (1MB)
控制
MEMR MEMW
控制逻辑
8 8
IOR IOW
有两个地址空间, 有两个地址空间, 使用不同的读写 MPU 使用不同的读写控制信号访问存储器 I/O端口端口. 和I/O端口. MPU访问I/O端口必访问I/O MPU访问I/O端口必须采用专用I/O指令. 须采用专用I/O指令. I/O指令

操作系统-第5章复习题答案

操作系统-----第5章复习题一、选择题1、Spooling技术提高了（ A ）利用率。

A 独占设备B 共享设备C 文件D 主存储器2、在下面的I/O控制方式中，需要CPU干预最少的方式是（D ）。

A 程序中断方式B 中断驱动I/O控制方式C 直接存储器访问DMA控制方式D I/O通道控制方式3、利用通道实现了（Ｃ）之间数据的快速传输。

A CPU和外设B 内存和CPU Ｃ内存和外设Ｄ外设和外设4、设备驱动程序是系统提供的一种通道程序，它专门用于在请求I/O的进程与设备控制器之间传输信息。

下面的选项中不是设备驱动程序功能的是（ C ）。

A 检查用户I/O请求的合法性。

B 及时响应由控制器或由通道发来的中断请求。

C 控制I/O设备的I/O操作。

D了解I/O设备的状态，传送有关参数，设置设备的工作方式。

5、下表中列出的是一段简单的通道程序（内含6条指令），在下面的各个选项中叙述不正确B 这些指令涉及的数据内存地址有相邻接的地方。

C 该段通道程序共处理了5条记录。

D 单记录最大为230个字节。

6、基本的I/O设备处理进程一般处于（ C ）状态。

A 就绪B 执行C 阻塞D 死锁7、缓冲技术的缓冲池在（ A ）中。

A 内存B 外存C ROMD 寄存器8、通过硬件和软件的功能扩充，把原来独占的设备改造成能为若个用户共享的设备，这种设备称为（ D ）。

A 存储设备B 系统设备C 用户设备D 虚拟设备9、为了使多个进程能有效地同时处理输入和输出，最好使用（ A ）结构的缓冲技术。

A 缓冲池B 循环缓冲C 单缓冲D 双缓冲10、如果I/O设备与存储设备进行数据交换不经过CPU来完成，这种数据交换方式是（C ）。

A 程序查询B 中断方式C DMA方式D 无条件存取方式11、在采用SPOOLING系统中，用户的打印结果首先被送到（ A ）。

A 磁盘固定区域B 内存固定区域C 终端D 打印机12、设备管理程序对设备的管理是借助于一些数据结构来进行的，下面的（ A ）不属于设备管理数据结构。