微机原理接口电路课件_ppt课件

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7.2.3： DMA传送方式
7.2.3
直接存储器存取方式（DMA） (Direct Memory Access)
DMA特点：
具有接管和控制系统总线的功能，但在取 得总线控制权之前，与其它接口芯片一样， 受CPU的控制。 在DMA方式，DMA管理总线，控制传送数据的 开始与结束，传送的字节数，传送的方向及 地址。
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…...
7.2：查询式输出思考题
提问：
条件传送方式的工作原理是怎样的？主 要用在什么场合？ 画出条件传送（查询）方式输出过程的 流程图。 查询式传送方式有什么优缺点？
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7.2：中断传送方式
7.2.2 中断传送方式
中断传送方式的原理
启动外设
外设准备好数据,发一个选通信号 外设向CPU发中断请求 CPU受到中断请求信号，暂停现行程序 CPU执行中断服务程序，执行输入输出操 作 中断服务程序结束，返回原来程序
HLDA
发存储器地址 修改地址指针
传送数据
传送结束？
DMA结束
图7.17 DMA流程图
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几种数据传送方式特点？
无条件传送：慢速外设需与CPU保持同步 查询传送： 简单实用，效率较低，硬件开销小 中断传送：外设主动，可与CPU并行工作，但 中断服务保护现场等需要额外时间开销，需要 硬件开销进行中断管理 DMA传送：DMAC控制，外设直接和存储器进 行数据传送，适合大量、快速数据传送,需要硬 件开销
②CPU接到DMA请求信号，如果允许，CPU发DMA响应 信号，DMA控制器接管总线，进入DMA方式；
③能寻址存储器，并修改地址；
④能向外设发读/写信号；
⑤能控制传诵的字节数，判断DMA是否结束； ⑥DMA结束时，能向CPU发出结束信号，将总线控制 权交还CPU；
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7.2.3： DMA传送流程：
微机原理接口电路课 件
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学习目的
通过对本章的学习，您应该能够达到下列要
求：
描述接口与CPU和外设的信号 说明接口中主要的端口的作用 输入输出端口的寻址方式 输入输出的控制方式黄玉清制作 Nhomakorabea 重点内容
• • • • I/O接口电路的典型结构 无条件传送方式 查询传送方式 中断工作过程
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7.1：为什么要接口电路?
D7 D6
READY
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D0
7.2：查询式输出
2）查询式输出：
CPU查询外设状态是否忙,不忙,执行输出;否则等待。
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7.2：查询式输出举例
例7－4：设有某输出接口，状态口地址63H,数据口地 址60H,当状态口的D0为1时,输出忙BUSY，D0为0时， 可以输出数据。试编写查寻式输出DAT单元一个数据 的程序。 查询部分的程序： POLL：IN AL，63H ；读入状态 TEST AL，01H ；检查忙标志D0 JNZ POLL ；D0=1,未就绪，继续查询 MOV AL，DAT ；D0=0,就绪,数据送AL OUT 60H，AL ；将数据输出到数据端口
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7.6 条件传送方式的工作原理是怎样的？主要用在什么场合？ 画出条件传送（查询）方式输出过程的流程图。 7.7 现有一输入设备，其数据端口的地址为FFE0H，并于端口 FFE2H提供状态，当其D。位为1时表明输入数据备好。请 编 采用查询方式进行数据传送的程序段，要求从该设备读 取100个字节并输入到从1 000H：2000H开始的内存中，注 意在程序中加上注释。 7.8 某字符输出设备，其数据端口和状态端口的地址均为80H， 在读取状态时，当标志位D7为0时表明该设备闲。请编写采 用查询方式进行数据传送的程序段，要求将存放于符号 地 址ADDR处的一串字符（以＄为结束标志）输出给该设备， 注意在程序中加上注释。 7.9 查询式传送方式有什么优缺点？中断方式为什么能弥补查 询方式的缺点？
IO/M=1，WR=0，（82H）=10H
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7.2：条件传送方式
条件（查询）传送方式
查询式数据传送过程3个环节： 查询状态环节
CPU寻址状态口，读取状态字
检测是否满足“就绪” 条件
如果不满足，回到第一步读取状态字；
输入状态
N
数据传送环节
外设已处于“就绪”状态，寻址数据口 是输入，通过输入指令从数据端口读入数据 是输出，通过输出指令向数据端口输出数据
D7 D6 D0
BUSY
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7.2：查询式输出举例
例7－5：设有某输入接口，状态口地址83H,数据 口地址80H,当状态口的D7为1时,数据准备好。试 用查寻式方式，输入10个数据,并将数据存在BUF 开始的单元中的程序，编写主要程序段。
BUF MOV MOV POLL: IN TEST JZ IN MOV INC LOOP DB 10 DUP(?) SI,0 CX,10 AL,83H AL,80 ;检查状态位READY POLL AL,80H BUF[SI],AL ;存数据 SI POLL
接口 电路
接口在 CPU与外 设之间
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CPU
I/O 设备
7.1： I/O接口的主要功能？
I/O接口的主要功能？
对输入输出数据进行缓冲和锁存 对CPU的控制命令进行锁存 对外设信号的形式和数据的格式进行变换 I/O端口进行寻址 对CPU和I/O设备进行联络
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7.1： I/O接口的端口编址方式？
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中断传送方式的特点
中断传送是一种效率更高的程序传送方式 进行传送的中断服务程序是预先设计好的 中断请求是外设随机向CPU提出的 CPU对请求的检测是有规律的：一般是在每 条指令的最后一个时钟周期采样中断请求输 入引脚
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提问：
1、查询式传送方式有什么优缺点？中断方 式为什么能弥补查询式传送方式的缺点？ 2、解决中断优先级的方法有哪些？各有什 么优缺点？
7.1：主要接口芯片
CPU和I/O设备间的信息交换－通信
并行通信 串行通信
主要接口芯片
计数器/定时器8253 并行接口8255 中断控制器8259 DMA控制器8237 串行接口8250/8251
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提问：
CPU和输入/输出设备之间传送的信息有哪几 类？ 一般的IO接口电路安排有哪三类寄存器？它们 各自的作用是什么？ 在8086/8088系统中，用哪种方法对I/O端口进 行编址？
就绪？
Y
数据交换
特点：工作可靠，适用面宽，但传送效率低
流程
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7.2：查询式输入
1）查询式输入
查询式输入接口电路
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7.2：查询式输入
例7－3：设有某输入接口，状态口地址83H,数据口地 址80H,当状态口的D7为1时,数据准备好。试编写查 寻式输入一个数据的程序； POLL： IN AL，83H TEST AL，80H ；检查状态位D7 JZ POLL ；D7=0,没就绪，继续查询 IN AL，80H ；D7=1,就绪，从数据端口 ；读入数据
数据信息：外设的数据 状态信息：I/O设备的状态 控制信息：CPU的控制信息
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7.1： CPU和I/O设备间的接口信息
I/O接口的典型结构
数据端口:存放CPU与外设之间传送的数据信息。 状态端口:反映当前外设所处的工作状态。 控制端口:CPU 通过接口向外设传送控制信息。
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第7章结束
谢谢大家!
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7.2
输入输出的控制方式
程序传送方式 中断传送方式 DMA方式
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7.2：无条件传送方式
7.2.1 程序传送方式
由程序控制CPU与外设之间的数据交换。 无条件传送方式
传送过程： 外设已准备好，不查询外设的状态 输入时，外设的数据已送到三态缓冲器。 输出时，CPU的输出信息已送到输出锁存器的输 入端。 用途：用于简单外设 开关 LED显示器
7.1.1 I/O端口编址方式
概念
I/O端口:是接口电路中CPU能访问的寄存器 的地址. I/O操作:CPU对I/O接口电路(与设备相关)的 操作.不是访问I/O设备.
端口编址方式——两种方式
将存储器与外设端口统一编址
外设端口单独编址
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7.1.2 CPU和I/O设备间的接口信息
CPU和I/O设备间的交换的信息：
1. 周期挪用
CPU不访问存储器时的那些周期，用来进行DMA 操作。
2 .周期扩展
使用专门时钟电路 需要DMA操作时，使CPU的时钟周期加宽，在加 宽的时钟周期进行DMA操作。
3 .CPU停机方式
最常见方式
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7.2.3： DMA的功能
DMA的功能有哪些？
①能接受外设的请求，并能向CPU发DMA请求信号；
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7.2：无条件传送方式
数据
输出端口
选中地址
写信号 输入端口
读信号
7-2、无条件传送
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7.2：无条件传送方式
例7－1：输入：IN AL，80H； 将80H端口的内容送AL。 IO/M=1，RD=0，AL=10H
例7－2：输出：OUT 82H，AL；AL=10H 将AL中的内容送82H端口。
7.1 输入输出概述
为什么要接口电路?
微机的外部设备多种多样 外部设备数据格式、工作速度差别很大 外设不能与CPU直接相连，必须经过中间电路 再与系统相连，这部分电路被称为I/O接口电路。
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7.1：什么是I/O接口电路？
什么是I/O接口（电路）？
I/O接口是位于系统与外设间、用来协助完成 数据传送和控制任务的逻辑电路，接口就是 CPU与外设的连接部件。 PC机系统板的可编程接口芯片、I/O总线槽的 电路板（适配器）都是接口电路
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7.2：中断传送方式
4
1
3
2
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7.2：中断传送过程
中断过程大致分为：
中断请求：由需要提供中断服务程序的设备提 出； 中断响应：CPU给设备发出一个中断应答信号； 现场保护：保护执行中断服务程序前的各种信 息； 执行中断服务程序：完成特定的操作； 退出中断服务程序：恢复现场。
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第七章 小结
I/O接口电路的主要功能、端口编址 方法、I/O地址译码特点 输入输出指令 无条件传送方式、查询传送方式原 理、特点 中断传送的工作过程,特点 DMA传送的工作过程
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习题7
作业：1，2，3，4，7，8
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习题7 CPU与外设的输入输出方式
7.1 什么叫端口？通常有哪几类端口？计算机对 I/O端口编址时通常采用哪两种方法？在 8086/8088系统中，用哪种方法对I/O端口进行 编址？ 7.2 CPU和输入/输出设备之间传送的信息有哪几 类？ 7.3 一般的IO接口电路安排有哪三类寄存器？它 们各自的作用是什么？ 7.4 简述CPU与外设进行数据交换的几种常用方 式。 7.5 无条件传送方式用在哪些场合？画出无条 件传送方式的工作原理图并说明。
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7.2.3：为什么要用DMA方式传送数据？
为什么要用DMA方式传送数据？
希望克服程序控制传送的不足：
外设→CPU→存储器 外设←CPU←存储器
直接存储器存取DMA方式
用专用接口电路直接和存储器进行数据传送。 外设→存储器 外设←存储器
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7.2.3： DMA操作方式
DMA操作方式有哪些？