微机原理PPTchapter7
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微机原理与接口技术PPT第七章
(1) DMAC取代CPU控制了系统总线, 故当DMAC控制总线时， CPU不能读取指令。 (2) 若系统使用的是动态存储器，则在DMA操作期间，存储器 的刷新将会停止。 (3) 当DMAC占用总线时，CPU不能去检测和响应其他设备的中 断请求。 (4) 增加硬件的投资，提高系统的成本。
(5) DMA方式传送的额外开销源： A>总线访问时间: 由于DMAC要同CPU和其他的总线主控设备争用对系统总 线的控制权，因此，必须有一些规则来解决争用总线控制权的 问题，一般是用硬件实现排队，而排队过程要花费时间； B>对DMAC的初始化: CPU要对DMAC写控制字，因此，DMAC的初始化建立， 比程序控制数据传送的初始化，可能要花费较多时间。
五、8237的编程步骤 (1) 输出主清除命令； (2) 写入基址与当前地址寄存器； (3) 写入基址与当前字节数地址寄存器； (4) 写入模式寄存器； (5) 写入屏蔽寄存器； (6) 写入命令寄存器； (7) 写入请求寄存器。
本章完
I/O接口电路 DB 数据寄存器 数据
状态 CPU AB 控制 CB 控制寄存器 状态寄存器 外设
三、8237A可编程寄存器
1. 方式字 格式如图所示。 2. 命令字 命令字是在初始化时写入8位命令寄存器，4个通道共用， 各位定义如图所示。 3. 请求字 DMA请求可以由I/O设备产生DREQ信号，也可以由软件 产生。请求寄存器就是用于由软件来产生的DMA请求。存 储器到存储器的传送，一般利用软件产生DMA请求。软件 请求是不可屏蔽的，其格式如图所示。 4. 屏蔽字 记录各通道的DMA请求是否被允许，如图所示。 5. 状态字 格式如图所示。
(2) 处理I/O操作时的方式
CPU在存储器中建立一个信息块，将所需要的操作和有关 参数按照规定列入，然后通知协处理器来读取。协处理器读
(5) DMA方式传送的额外开销源： A>总线访问时间: 由于DMAC要同CPU和其他的总线主控设备争用对系统总 线的控制权，因此，必须有一些规则来解决争用总线控制权的 问题，一般是用硬件实现排队，而排队过程要花费时间； B>对DMAC的初始化: CPU要对DMAC写控制字，因此，DMAC的初始化建立， 比程序控制数据传送的初始化，可能要花费较多时间。
五、8237的编程步骤 (1) 输出主清除命令； (2) 写入基址与当前地址寄存器； (3) 写入基址与当前字节数地址寄存器； (4) 写入模式寄存器； (5) 写入屏蔽寄存器； (6) 写入命令寄存器； (7) 写入请求寄存器。
本章完
I/O接口电路 DB 数据寄存器 数据
状态 CPU AB 控制 CB 控制寄存器 状态寄存器 外设
三、8237A可编程寄存器
1. 方式字 格式如图所示。 2. 命令字 命令字是在初始化时写入8位命令寄存器，4个通道共用， 各位定义如图所示。 3. 请求字 DMA请求可以由I/O设备产生DREQ信号，也可以由软件 产生。请求寄存器就是用于由软件来产生的DMA请求。存 储器到存储器的传送，一般利用软件产生DMA请求。软件 请求是不可屏蔽的，其格式如图所示。 4. 屏蔽字 记录各通道的DMA请求是否被允许，如图所示。 5. 状态字 格式如图所示。
(2) 处理I/O操作时的方式
CPU在存储器中建立一个信息块，将所需要的操作和有关 参数按照规定列入，然后通知协处理器来读取。协处理器读
微机原理ppt全
第7章 接口电路应用举例
CALL NEXT: MOV MOV OUT CALL IN MOV CALL CALL JMP
CHAGE:
LEDTEST DX, AD0809 AL, 00H DX, AL DELAY AL, DX KD, AL CHAGE DISP NEXT
; 调用自检程序 ; 启动A/D转换
第7章 接口电路应用举例
图7-1
ADC0809内部结构框图
第7章 接口电路应用举例
ADC0809芯片的引脚如图7-2所示，其引脚功能如下：
图7-2
ADC0809引脚图
第7章 接口电路应用举例
IN0～IN7：8路模拟量输入端口； D0～D7：8位数字量输出端口； START：启动转换控制端口，输入一个正脉冲后开始A/D转换； ALE：地址锁存控制端口，在其上升沿，将ADDA、ADDB、ADDC三个地址 信号送入地址锁存器，经译码后选择相应的模拟量输入通道； EOC：转换结束信号输出端，转换开始EOC变为低电平，转换结束后变 为高电平，并将转换后的数字信号送入三态输出锁存器。 CLK：时钟信号输入端口，须外接10kHz～1280kHz的时钟信号，典型值 为640kHz，一般也可用系统中的ALE信号。 OE：输出允许控制端口，当该端口由低电平变为高电平时，打开输出 锁存器将数据发送到数据总线上； Vref(+)、Vref(-)：基准参考电压输入端口，它决定输入模拟量的范 围，一般情况下Vref(+)接+5V，Vref(-)接地， 0～5V对应的数字量为00H～FFH。
第7章 接口电路应用举例
2．利用DAC0832产生方波 .DATA DA0832 EQU 7FFFH .CODE ORG 300H START: MOV DX, DA0832 FB1： MOV AL, 0 OUT DX, AL CALL DELAY MOV AL, 0FFH OUT DX, AL CALL DEL AY JMP FB1 DELAY: PUSH CX MOV CX, 0FFH LOOP $ POP CX RET END START
CALL NEXT: MOV MOV OUT CALL IN MOV CALL CALL JMP
CHAGE:
LEDTEST DX, AD0809 AL, 00H DX, AL DELAY AL, DX KD, AL CHAGE DISP NEXT
; 调用自检程序 ; 启动A/D转换
第7章 接口电路应用举例
图7-1
ADC0809内部结构框图
第7章 接口电路应用举例
ADC0809芯片的引脚如图7-2所示，其引脚功能如下：
图7-2
ADC0809引脚图
第7章 接口电路应用举例
IN0～IN7：8路模拟量输入端口； D0～D7：8位数字量输出端口； START：启动转换控制端口，输入一个正脉冲后开始A/D转换； ALE：地址锁存控制端口，在其上升沿，将ADDA、ADDB、ADDC三个地址 信号送入地址锁存器，经译码后选择相应的模拟量输入通道； EOC：转换结束信号输出端，转换开始EOC变为低电平，转换结束后变 为高电平，并将转换后的数字信号送入三态输出锁存器。 CLK：时钟信号输入端口，须外接10kHz～1280kHz的时钟信号，典型值 为640kHz，一般也可用系统中的ALE信号。 OE：输出允许控制端口，当该端口由低电平变为高电平时，打开输出 锁存器将数据发送到数据总线上； Vref(+)、Vref(-)：基准参考电压输入端口，它决定输入模拟量的范 围，一般情况下Vref(+)接+5V，Vref(-)接地， 0～5V对应的数字量为00H～FFH。
第7章 接口电路应用举例
2．利用DAC0832产生方波 .DATA DA0832 EQU 7FFFH .CODE ORG 300H START: MOV DX, DA0832 FB1： MOV AL, 0 OUT DX, AL CALL DELAY MOV AL, 0FFH OUT DX, AL CALL DEL AY JMP FB1 DELAY: PUSH CX MOV CX, 0FFH LOOP $ POP CX RET END START
微机原理与接口技术课件PPT
返 回
7.1.1 中断、中断源及中断系统
1.中断 在CPU正常运行程序时，由于内部事件、外 部事件或由程序预先安排的事件所引起的 CPU暂时停止正在运行的程序，而转去执行 请求CPU服务的内部/外部事件或预先安排事 件的服务程序，待服务程序处理完毕后又返回 去继续执行被暂停的程序 2.中断源 发出中断请求的外部设备或引起中断的内部原 因称为中断源
返 回
7.2.4 8086的中断响应过程
1．内部中断响应过程 2．外部中断响应过程
1．内部中断响应过程
过程： （1）将类型号乘4，计算出中断向量的地址； （2）CPU的标志寄存器入栈，以保护各个标志位， 此操作类似于PUSHF指令。 （3）清除IF和TF标志，屏蔽新的INTR中断和单 步中断。 （4）保存断点，即把断点处的IP和CS值压入堆 栈，先压入CS值，再压入IP值。 （5）根据第一步计算出来的地址从中断向量表 中取出中断服务程序的入口地址（段和偏移）， 分别送至CS和IP中。 （6）转入中断服务程序执行。
例7-2
将中断服务程序的入口地址直接写入中断向量表。
┇ MOV MOV MOV MOV MOV MOV MOV ┇ AX，00H ES，AX BX，60H*4 ；中断号×4→BX AX，OFFSET_INTR ；中断服务程序偏移值→AX ES：[BX]，AX ；装入偏移地址 AX，SEG_INTR ；中断服务程序的段基址→AX ES：[BX+2]，AX ；装入段基址
T1
T2
INTA T3
周期
第二个总线
T4
T1
T2
INTA T3
周期
T4
图7-5 8086对INTR的中断响应时序
微机原理第7章ppt
DMA方式
利用专用的接口电路直接在内存与外设端口之间直 接进行数据块传送，而不经过CPU中转的一种数据 传送方式。
特点：
无需CPU参与，无需软件介入，传送速度快，在 整个数据传输过程中都是由DMA控制器来控制 管理。
7.3
DMA控制器8237A
wws1996@
一、课前思考
1、8237A由哪几部分组成?
权，用DMA方式实现外部设备和存储器之间的
数据高速传输。
将DMA控制器中和某个接口有联系的部分
为一个通道。而一个DMA控制器一般由几个通
道组成。
wws1996@
7.3.1 8237A的主要功能
• 数据总线缓冲器
• 读写逻辑电路 • 工作方式寄存器 • 状态寄存器 • 优先选择逻辑 • 4个DMA通道
2、如何设置8237A的控制字?
3、8237A有哪些工作方式?各有何特点?
4、如何对8237A进行初始化编程?
二、学习目标
1、了解8237A的内部结构和引脚功能； 2、熟练掌握8237A控制字的设置； 3、熟练掌握8237A的工作方式及编程和应用。
wws1996@
三、难重点 1、8237A的内部结构及功能； 2、8237A的控制字的设置及其工作方式； 3、8237A的编程及应用。 四、主要知识点 1、8237A的控制字设置； 2、8237A的工作方式； 3、8237A的初始化及应用。
第7章 2、查询式输出 CPU通过执行程 序不断地读取并 测试外设的状态， 如果外设处于空 Y（忙） BUSY=1？ N 输出数据 输入状态信息
闲状态，则CPU
执行输出指令，
否则就等待。
查询式输出程序流程图
第7章
DATA_PORT
微机原理PPT课件
一片可管理8级中断，2个端口 级联：最多64级 可中断屏蔽或允许 可中断向量输送 可优先权管理 多种工作方式，编程选择
6
7.2.1 8259A的组成和接口信号
D7~D0
RD WR A0 CS
数据 总线 缓冲器
读/写 控制 逻辑
CAS0 CSA1 CAS2 SP/EN
级联 缓冲 比较器
中断请求寄存器 优先权判别电路 中断服务寄存器
（与CPU中F中IF位不同）
8
说明：
4，INT中断请求
向CPU（INTR*引脚）或主8259A（IR0～IR7 引脚）提中断请求
5，INTA*中断响应
由CPU（INTA*引脚）来
6，数据总线缓冲器
传送控制字、状态、中断向量
9
说明：
7，读/写控制逻辑
A0：端口选择线 读，IN CS*=0，A0=0，RD*=0时，CPU读8259 IRR、ISR、
15
ICW2 （A0=1，奇地址）
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
T7
T6
T5
T4
T3
×
பைடு நூலகம்
×
×
设置中断向量号
T7～T3为中断向量号的高5位 低3位由8259A自动确定： IR0为000、IR1为001、……、 IR7为111
16
ICW3 （A0=1，奇地址）
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
×××
1 LTIM × SNGL IC4
×为中LL规SS是IICCTTNN1—1断定否—为II44GGMM—＝＝触单LL写—0＝＝表都＝＝10发片入只，，10示可10方或， ，I能， ，要 不C可以式级电 边为单 级W写 写以（：连平 沿1片 连4入 入，任建方触 触方 方IICC作意议式发 发式 式WW为为：方 方44标0，式 式）志即 ICW4规定的位全为0
6
7.2.1 8259A的组成和接口信号
D7~D0
RD WR A0 CS
数据 总线 缓冲器
读/写 控制 逻辑
CAS0 CSA1 CAS2 SP/EN
级联 缓冲 比较器
中断请求寄存器 优先权判别电路 中断服务寄存器
（与CPU中F中IF位不同）
8
说明：
4，INT中断请求
向CPU（INTR*引脚）或主8259A（IR0～IR7 引脚）提中断请求
5，INTA*中断响应
由CPU（INTA*引脚）来
6，数据总线缓冲器
传送控制字、状态、中断向量
9
说明：
7，读/写控制逻辑
A0：端口选择线 读，IN CS*=0，A0=0，RD*=0时，CPU读8259 IRR、ISR、
15
ICW2 （A0=1，奇地址）
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
T7
T6
T5
T4
T3
×
பைடு நூலகம்
×
×
设置中断向量号
T7～T3为中断向量号的高5位 低3位由8259A自动确定： IR0为000、IR1为001、……、 IR7为111
16
ICW3 （A0=1，奇地址）
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
×××
1 LTIM × SNGL IC4
×为中LL规SS是IICCTTNN1—1断定否—为II44GGMM—＝＝触单LL写—0＝＝表都＝＝10发片入只，，10示可10方或， ，I能， ，要 不C可以式级电 边为单 级W写 写以（：连平 沿1片 连4入 入，任建方触 触方 方IICC作意议式发 发式 式WW为为：方 方44标0，式 式）志即 ICW4规定的位全为0
精品课件-微型计算机原理及接口技术-第7章_2
74LS74
D CLK Pr CLR
8237DMA的 DREQ0
到盒式磁带电路 到8255的PC5 ＋5 V
4.7 k 到speaker驱动电路
PB1 8255 端口61
speaker数据
74LS38 集电极开路门
图7.24 PC机中8253的连
19
7.2 可编程定时器8253 五、8253的初始化及应用
初始化顺序： 【方法1】 逐个对计数器进行初始化。 【方法2】 先写所有计数器的方式字，再装入各计数器的计数值。
20
. .
图 7
25
写入方式控制字
一 个 计 写入计数值低字节 数 器 的 写入计数值高字节 初 始 化 顺 序
序图 7 26
另 一 种 初 始 化 编 程 顺
写方式控制字(计数器0) 写方式控制字(计数器1) 写方式控制字(计数器2) 写计数值低字节(计数器1) 写计数值高字节(计数器1) 写计数值低字节(计数器2) 写计数值高字节(计数器2)
; 写入控制寄存器，01 01 010 0
; 写低字节
; 计数值：18 ; 频率发生器
电路图 控制寄存器
PCLK经二分频后，频率为1.19318MHz，则负脉冲间隔时间：
18×（1 / 1.19318）μs ＝ 15 μs
→ DRAM 刷新
23
7.2 可编程定时器8253 五、8253的初始化及应用
; 写低字节 ; ; 计数值：65536 ; 输出对称ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ波
电路图 控制寄存器
22
7.2 可编程定时器8253 五、8253的初始化及应用
在IBM公布的软件BIOS中，对8253初始化的程序：
MOV AL, 54H
微机原理微机原理讲义第7章课件
缓冲器 (1)
CS
CPU DB
数据口 42H
M / IO
42H
15
查询式输入如图，状态线占用一根数据线D0，STB是选通 信号，在输入时随着数据一起从输入端口出现，是表示输 入数据已就绪的状态信号。CPU先读状态口，若状态就绪， 再读数据口。
…… …… ……
D7
D7
锁存器
缓冲器 (2)
D0
CS D0
STB
1
D CSLETRQ
Q CLR
STROBE: 选通信号
输入缓冲器
输出设备
输入设备
12
当外设作输入设备，输入数据的保持时
间相对于CPU的处理时间长，所以可以直接
用缓冲器；
外设作为输出设备，由于外设速度比较
慢，CPU的数据必须在接口保持一段时间，
因此必须采用锁存器。
无条件传输时，输出时，必须确认输出
ห้องสมุดไป่ตู้
锁存器的原数据无效，才能正确输出；输入
时，必须认为输入缓冲器中的数据已准备好，
6) 数据缓冲功能
主机与外设速度相差很大，为了防止数据丢失，I/O接口 均设有双向数据缓冲器。
6
7) 中断管理功能
有专门的中断管理接口，能完成中断判优、中断屏蔽，向 CPU送入中断类型码等功能。
8) 错误检测功能
多数可编程芯片都能自动检测出传输过程中出现的错误。 1.传输错误，如串口中的奇偶校验 2.覆盖错误
象也不同
CS
CLK1 OUT1
A1 A0 CLK2
D7 OUT2
D0 GATE1 GATE2
2MHz
VCC
11
输入输出传送方式
1)无条件传送方式
微机原理课件ch07
Q(C,D)
2021/1/10
ENDM
第21页
过程调用和宏调用的区别
在处理时间上不同。 用宏指令得到的目标代码长，占内存空间大，而
且宏调用的次数越多，所占内存空间越大；用过 程占内存空间小，而且不会随调用次数的增加而 增加，但执行时间长。 传递参数的方式不同
2021/1/10
第22页
2021/1/10
PTR运算符
格式： 类型 PTR 表达式
例12：INC WORD PTR [BX]
THIS操作符
格式： THIS 类型(或属性)
例13：FIRST
EQU THIS BYTE
SECOND
DW 100 DUP （?）
2021/1/10
第27页
第19页
子程序调用和宏调用的区别
子程序调用工作方式
主程序
X←A,y←B CALL Q
x←C,y←D CALL Q
子程序Q（x,y） 执行时调用
Q: . . .
RET
2021/1/10
第20页
子程序调用和宏调用的区别
宏调用工作方式
主程序
子程序Q（x,y）
汇编时展开
Q A,B
Q(A,B)
Q C,D Q MACRO x,y
2021/1/10
第10页
伪指令
符号定义语句
等值语句
格式：符号名 EQU 表达式
例1： ⑴ PORT
EQU
⑵ BUFF
EQU
⑶ MEM
EQU
⑷ COUNT
EQU
⑸ ABC
EQU
1234 PORT＋58 DS:[BP＋20H] CX AAA
等号语句
微机原理与接口技术第七章.ppt
用户编程原则 ①尽可能使用DOS的系统功能调用，
提高程序可移植性。 ②在DOS功能不能实现情况下，
考虑用BIOS功能调用。 ③在DOS和BIOS的中断子程不能解决问题时,
使用IN/OUT指令直接控制硬件。 3
1. 调用方法
设置入口参数
在AH设置功能号m 执行中断指令INT N
分析、应用出口参数
4
2、DOS功能调用要注意的问题 使用DOS功能调用还要注意下列问题： （1）从键盘输入的字符由系统自动转换为ASCII码， 在进行数据处理时要特别注意； （2）需要在屏幕上显示的字符要在程序中将其转 换为ASCII码。
stri DB ‘Tsinghua University’, ‘$’
data ENDS
code SEGMENT
ASSUME CS:code, DS:data
start: MOV AX, data ; 置 缓 冲 区 地 址 于
DS:DX
MOV DS, AX
LEA DX, stri
MOV AH, 09H
;定义缓冲区 ;定义限制最多输入个数 ;用于存放实际输入个数 ;用于存放输入的字符串
从键盘输入‘ABCD’, 回车，内存的存放结果:
地址
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0a 0b 0c 0d 0e 0f
内容
0B 04 41 42 43 44 0D 00 00 00 00 00 00 00 00 00
INT 21H
MOV AH, 4CH
INT 21H
；返回DOS
code ENDS
END start
2
PC—DOS是IBM PC微型计算机的磁盘操作系统。 它为用户提供了许多命令，也有80多个子程序可供用 户调用。这些子程序的功能主要是实现对存储器和基 本I/O设备的管理等。为了便于调用将所有子程序顺 序编号，如PC DOS2.0有87个子程序，编号从0开始到 57H。
提高程序可移植性。 ②在DOS功能不能实现情况下，
考虑用BIOS功能调用。 ③在DOS和BIOS的中断子程不能解决问题时,
使用IN/OUT指令直接控制硬件。 3
1. 调用方法
设置入口参数
在AH设置功能号m 执行中断指令INT N
分析、应用出口参数
4
2、DOS功能调用要注意的问题 使用DOS功能调用还要注意下列问题： （1）从键盘输入的字符由系统自动转换为ASCII码， 在进行数据处理时要特别注意； （2）需要在屏幕上显示的字符要在程序中将其转 换为ASCII码。
stri DB ‘Tsinghua University’, ‘$’
data ENDS
code SEGMENT
ASSUME CS:code, DS:data
start: MOV AX, data ; 置 缓 冲 区 地 址 于
DS:DX
MOV DS, AX
LEA DX, stri
MOV AH, 09H
;定义缓冲区 ;定义限制最多输入个数 ;用于存放实际输入个数 ;用于存放输入的字符串
从键盘输入‘ABCD’, 回车，内存的存放结果:
地址
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0a 0b 0c 0d 0e 0f
内容
0B 04 41 42 43 44 0D 00 00 00 00 00 00 00 00 00
INT 21H
MOV AH, 4CH
INT 21H
；返回DOS
code ENDS
END start
2
PC—DOS是IBM PC微型计算机的磁盘操作系统。 它为用户提供了许多命令，也有80多个子程序可供用 户调用。这些子程序的功能主要是实现对存储器和基 本I/O设备的管理等。为了便于调用将所有子程序顺 序编号，如PC DOS2.0有87个子程序，编号从0开始到 57H。
微机原理7.ppt
高位字节 放 高地址单元 低位字节 放 低地址单元
▪以最低字节所在的内存地址作为 数据的存储地址。
内存中的字节、字和双字
内存地址
内存单元
…
1003H 0001 0002
1002H 0003 0004
1001H 1010 0110
1000H 1100 1011
…
内存单元
内存地址 … 1003H 1 2 1002H 3 4 1001H A 6 1000H C B
…
3）内存操作
读：将内存单元的内容取入CPU，原
单元内容不改变；
写：CPU将信息放入内存单元，单元
中原内容被覆盖；
… 1003H 1 2 1002H 3 4
…
3. 输入/输出接口
I/O接口，是CPU与外设间的桥梁.
CPU
I/O
接口
外设
完成信号变换、数据缓冲、联络控制等工作 较简单的I/O接口电路与主板一体 较复杂的I/O接口电路制成独立的电路板（接口卡）
数据总线的条数决定一次可最多传送数据
的宽度。
地址总线AB
C 8 根存 P 16储器根
→I/O
接
→口
一输次传送I/8O位 一入 设 备次传送接口16位
输 出 设 备
U 32 根 → 一次传送 32位
64 根 → 一次传送 64位
数据总线DB 控制总线CB
控制总线 CB：传送各种控制信号
有的是CPU发出，如读、写控制信号； 有的是发向CPU，如外设发出的中断申请信号。
微机原理 及 应用
主讲 茹媛
计算机学院 网络与工程系
教材： 《微机原理与接口技术》
吉海彦 机械出版社 ISBN 978-7-111-21547-9 参考书： 《IBM PC 汇编语言程序设计》
▪以最低字节所在的内存地址作为 数据的存储地址。
内存中的字节、字和双字
内存地址
内存单元
…
1003H 0001 0002
1002H 0003 0004
1001H 1010 0110
1000H 1100 1011
…
内存单元
内存地址 … 1003H 1 2 1002H 3 4 1001H A 6 1000H C B
…
3）内存操作
读：将内存单元的内容取入CPU，原
单元内容不改变；
写：CPU将信息放入内存单元，单元
中原内容被覆盖；
… 1003H 1 2 1002H 3 4
…
3. 输入/输出接口
I/O接口，是CPU与外设间的桥梁.
CPU
I/O
接口
外设
完成信号变换、数据缓冲、联络控制等工作 较简单的I/O接口电路与主板一体 较复杂的I/O接口电路制成独立的电路板（接口卡）
数据总线的条数决定一次可最多传送数据
的宽度。
地址总线AB
C 8 根存 P 16储器根
→I/O
接
→口
一输次传送I/8O位 一入 设 备次传送接口16位
输 出 设 备
U 32 根 → 一次传送 32位
64 根 → 一次传送 64位
数据总线DB 控制总线CB
控制总线 CB：传送各种控制信号
有的是CPU发出，如读、写控制信号； 有的是发向CPU，如外设发出的中断申请信号。
微机原理 及 应用
主讲 茹媛
计算机学院 网络与工程系
教材： 《微机原理与接口技术》
吉海彦 机械出版社 ISBN 978-7-111-21547-9 参考书： 《IBM PC 汇编语言程序设计》
《微机原理中断技术》PPT课件
精选PPT
22
第7章 输入/输出与中断
“ 1” 1#中 断 请 求
响应
&
&
应 答 1# 2#中 断 请 求
&
&
应 答 2#
3#中 断 请 求
&
&
应 答 3#
图7.15 链式中断优先级电路
精选PPT
IN T
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第7章 输入/输出与中断
上述两种方法虽然可以解决中断优先级控制问题，但实现 起来在硬件和软件上都要做大量的工作，十分麻烦。目前，最 方便的办法就是利用厂家提供的可编程中断控制器，这样的器 件在各种微机中得到普遍应用。本章后面将介绍广泛应用于 80x86微机系统中的专用可编程中断控制芯片8259A。
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第7章 输入/输出与中断
7.4 8086/8088中断系统
7.4.1 8086/8088的中断源类型
8086/8088 CPU可以处理256种不同类型的中断，每一种中断
都给定一个编号(0255)，称为中断类型号，CPU根据中断类型号
来识别不同的中断源。8086/8088的中断源如图7.17所示。从图中
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第7章 输入/输出与中断
4) 中断处理
中断处理的过程实际就是CPU执行中断服务程序的过程。 用户编写的用于CPU为中断源进行中断处理的程序称为中断服 务程序。由于不同中断源在系统中的作用不同，所要完成的功 能不同，因此，不同中断源的中断服务程序内容也各不相同。 例如，对于图7.11所示的输入设备，其中断服务程序的主要任 务是用输入指令(IN)从接口中的数据端口向CPU输入数据。
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中断方式编写程序：
ORG 0000H AJMP START ORG 0023H ；中断入口 LJMP TXSVR ORG 0030H START: MOV TMOD,#20H ;T1方始 MOV TL1,#0F4H ；2400波特 MOV TH1,#0F4H MOV PCON,#80H ；SMOD=1 SETB TR1 ；启动T1 MOV SCON,#40H ；串口方式1 MOV R0,#20H ；数据起始 MOV R2,#32 ；数据长度 MOV A,#32 ；发送长度 MOV SBUF,A ； SETB EA ；开CPU中断 SETB ES ；开串口中断 WAIT:SJMP WAIT
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方式1
• 当REN=1，CPU开始采样RXD引脚负跳变信号，若出现负跳变， 才进入数据接收状态，先检测起始位，若第一位为0，继续 接收其余位；否则，停止接收，重新采样负跳变。数据采样 速率为波特率16倍频，在数据位中间，用第7、8、9个脉冲 采样3次数据位，并3中取2保留采样值。
☞ TB8：方式2、3中，是要发送的第9位数据。多机通
信中,TB8=0 表示发送的是数据；TB8=1 表示发送的是 地址。（奇偶校验）
☞ REN：串行口接收允许控制位
= 1 表示允许接收； = 0 禁止接收。
☞ SM2：多机通信
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串行口控制字和控制寄存器
TI
R1
☞ SM0，SM1：串行口4种工作方式的选择位。
0 方式0：8位移位寄存器I/O,波特率固定为 fosc/12 1 方式1：8位UART（1+8+1位）， 波特率可变,按公式计算 0 方式2：9位UART（1+8+1+1位）， 波特率固定=fosc *1/32或1/64 1 方式3：9位UART（1+8+1+1位）， 波特率可变，按公式计算
• 电源控制寄存器PCON • 不可位寻址。 PCON主要用于实现电源控制而设置的专用寄 存器。其格式如下图所示。
SMOD
• SMOD：波特率倍增位。串行口工作在方式1、方式2、方式3 时，若SMOD=1，则波特率提高一倍；若SMOD=0，则波特率不 提高一倍。单片机复位时，SMOD=0。
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例1：编写一发送程序。
• 已知：把内部RAM 20H-3FH单元存放的ASCII码字符依次发 送，波特率=2400bps，fosc=6MHZ，编写程序。 • 由于字符仅需7位数据位，第8位数据位作为奇校验数据位。 • 解： （1）波特率和定时器初值的计算 • 由要求：串口方式1，采用T1方式2作为波特率发生器。 • 方式1波特率=（2SMOD /32）/[（2K-初值）*TCY] • 则：TH1=TL1=F4H.（SMOD=1） （2）主程序流程和中断服务程序流程
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7.3 89C51串行口的应用 在方式0用作10位异步数据的发送和接收
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在方式1用作10位异步数据的发送和接收
• 思路： – 分析题意，确定工作方式（依据数据位及波特率） – 计算波特率发生器—定时器T1的初值（利用波特率计算公 式） – 分析主程序流程和中断服务程序流程（如采用中断方式， 也可采用查询方式） – 编写程序调试。
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串行口工作方式
• • • • 方式0（ 8位移位寄存器I/O方式） 方式1 （波特率可变的10位异步通信方式 ） 方式2（固定波特率的11位异步接收/发送方式） 方式3（可变波特率的11位异步接收/发送方式）
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7.2 89C51串行口的结构与工作方式
• 89C51有一个可编程的全双工串行通信接口，可作为通用异 步接收/发送器UART，也可作为同步移位寄存器。它的帧格 式有8位、10位和11位，可以设置为固定波特率和可变波特 率，给使用者带来很大的灵活性。 –串行口寄存器结构 –串行口控制字和控制寄存器 –串行口工作方式 –串行口的波特率
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ORG 0100H TXSVR: CLR ES ;关串口中断 CLR TI ；清TI MOV A,@R0；发送字符送A MOV C,PSW.0 CPL C ；形成奇校验 MOV ACC.7, C MOV SBUF, A ；启动发送 DJNZ R2,NEXT ；未发完 SJMP $ NEXT: INC R0 ；送下一个数据 SETB ES ；开串口中断 RETI END
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串行口控制寄存器SCON（98H） SCON
SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI R1
☞ RI,TI：串行口收/发数据申请中断标志位
＝1 申请中断； ＝0 不申请中断
☞ RB8：在方式2、3中，是收到的第9位数据。在多机
通信中,用作区别地址帧/数据帧的标志。（奇偶校验）
方式0 • 8位移位寄存器I/O方式，用于扩展并行I/O接口。方式0 以8位数据为一帧，不设起始位和停止位，先发送或 接收最低位。其帧格式如下：
• 注意：配合“串入并出”“并入串出”移位寄存器使用，达 到扩展一个并行口的目的。
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方式0
• 发送（TI=0）时：执行MOV SBUF A指令开始发送，RXD发 送1个起始位，一个停止位，8位数据位，发送一帧后，TI=1 产生串行口中断。 • 接收（RI=0和REN=1）时：若RI=0和SM2=0（或收到停止 位），则接收字符送SBUF，停止位送RB8，接收一帧后， RI=1产生串行口中断。 • 每送出/接收8位数据 TI/ RI自动置1；需要用软件清零 TI/ RI 。
☞串行口相关的SFR(SCON,PCON)
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串行口控制字和控制寄存器
• 串行口控制寄存器SCON（98H） • 决定串行口通信工作方式，控制数据的接收和发送，并标示 串行口的工作状态等。其位格式为：
SCON
0 0 1
SM0
SM1
SM2
REN
TB8
RB8
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串行通信的通信方式
• 同步方式 ：以数据块为单位进行数据传送，包括同步字符、数据块和校 验字符CRC。优点是数据传输速率较高，缺点是要求发送时钟和接收时钟 保持严格同步。数据格式如下图所示。
• 波特率：是指单位时间内传送二进制数据的位数 , 以位 / 秒为单位， bps （bit per second）或写成b/s（位/秒）。它是衡量串行数据传送速度快 慢的重要标志和参数。 • 假设数据传送速率是 120字符/s，而每个字符格式包含 1个代码位（ 1 个起始位、1个终止位、8个数据位）。波特率为： 10b／字符×120字符／s＝1200b／s
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串行口的波特率
• 下表列出了定时器T1工作于方式2的常用波特率及初值。
• 例：89C51单片机时钟振荡频率为11.0592MHz，选用定时 器T1工作模式2作为波特率发生器，波特率为2400b/s，求初 值(P163)。
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89C51串行口结构
串行口硬件实现动态示意图
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串行口结构 ☞两个同名的接收/发送缓冲寄存器SBUF 指令 MOV SBUF，A 启动一次数据发送,可向SBUF 再发送下一个数 指令 MOV A，SBUF 完成一次数据接收,SBUF可再 接收下一个数 ☞接收/发送数据,无论是否采用中断方式 工作,每接收/发送一个数据都必须用指 令对 RI/TI 清0，以备下一次收/发。
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方式3
• 可变波特率的11位异步接收/发送方式 • 方式3和方式2唯一的区别是波特率机制不同，波特率 =(2SMOD/32)T1的溢出率。 • 发送：先装入TB8，写入SBUF并启动发送，发送结束，TI=1。 接收：REN=1，允许接收。接收完一帧，若RI=0且第9位为1 (或SM2=0)，将接收数据装入接收SBUF，第9位装入RB8，使 RI=1；否则丢弃接收数据，不置位RI。
写入 SBUF TI TXD输出
检测 负跳变 起始位
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
TB8 停止位
发 送 时 序 接 收 时 序
RXD输入 RI
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起始位 D 0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
RB8 停止位
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串行口的波特率
定时器T1用作波 特率发生器时， 通常工作在方式 2。
D0
D1
D2