基本I讲义O接口简介

有效
有效
(b )
(a )
图6.7 查询方式实现I/O传送示例
(a)外设与微机接口电路； (b)外设工作时序
第6章 输入输出技术
DAOUT: MOV AX, 0D200H MOV DS,AX MOV BX，0 ；初始化内存首地址 MOV CX，1000 ；初始化计数器 MOV DX，02F9H MOV AL，01H
第6章 输入输出技术
2. 输出接口设计 作为无条件传送方式实现数据输出的例子，下面 给出CPU对发光二极管的控制。图6.4为发光二极管与 微机系统连接的接口电路。锁存器作为发光二极管与 微机系统数据总线连接的中间接口，接收来自CPU的 输出数据。当锁存器的CP端出现上升沿信号时，数据 总线上的数据被锁存于锁存器内部并输出。
；数据输出 S T B
第6章 输入输出技术
外 设 1就 绪 否 ？
N
Y 对 外 设1的 I/O 服 务
外 设 2就 绪 否 ？
N
Y 对 外 设2的 I/O 服 务
Y
外 设 1就 绪 否 ？
对 外 设1的 I/O 服 务
CPU直接与外设进行输入输出操作，也即CPU仅需要 通过I/O指令即可由接口获取外设数据或为外设提供数 据。这种方式的实现很简单，硬件上只需要提供CPU 与外设连接的数据端口，而软件上则只提供相应的输 入或输出指令即可。
第6章 输入输出技术
1.输入接口设计 对于简单的输入设备，在硬件上只需要设计一个 数据输入接口即可以将该外设与CPU连接起来。实现 数据输入接口的器件可选用三态门，如74LS244。
OUTDX，AL ；初始化选通信号S T B
NEXT: MOV DX，02FAH WAT：IN AL，DX
AND AL,80H JNZ WAT MOV DX，02F8H MOV AL， OUT DX，AL MOV DX，02F9H MOV AL，00H OUT DX，AL
第6章 输入输出技术
;状态查询环
第6章 输入输出技术
3. 输入输出方法 外设与计算机间的信息交换可以用不同的输入输 出方法完成。基本的输入输出方法有：程序控制I/O方 式(无条件传送方式与查询方式)、中断方式、直接存贮 器存取(DMA)方式。
第6章 输入输出技术
6.2 程序控制I/O方式
6.2.1 无条件传送方式 所谓无条件传送方式是指可以在需要的时刻让
精品
基本IO接口简介
第6章 输入输出技术
6.1 外设接口的基本模型
1. 应答联络 大多数外设与计算机进行信息交换时都需要事先 进行联络，只有双方建立好联络关系(即握手成功)之后， 双方才能进行信息交换。例如，欲将计算机内部的数 据输出给外设，常规的工作过程为：首先由CPU读外 设与系统连接的状态端口，获得外设的工作状态， CPU根外设状态决定输出数据的时刻。
第6章 输入输出技术
D0
A0
&
A1
A2
A3 1
A4
系 A5
统 A6
总 A7
线
信 A8
&
号 A9
A 10
A 11
A 12
A 13
A 14
A 15
IO R
三态门
＋ 5V 10 kΩ
K
≥1
图6.2 开关K与微机系统连接的接口电路
第6章 输入输出技术
如果希望完成如下任务：当开关接通时，CPU执 行程序段ON；当开关断开时，CPU执行程序段OFF。 下述指令的执行可以完成该任务：
74LS 273Baidu Nhomakorabea
D0 Q0 D1
02F 8 H
D7 Q7 CP
74LS 273
D0 Q0 ≥1
02F 9 H CP
≥1 74LS 244
Y0 A 0 02FA H
E
≥1
74LS 138
E1
Y0
E2
Y1
E Y2
C B A
输 出设 备 D0 D7 STB
BUSY
BUSY
STB 100μ s
D 0 ～ D7
反相器对锁存器起保护作用，当发光二极管发亮 时，反相器提供足够大的吸入电流，以保护锁存器不 受损坏。对于图中电路，CPU执行下述指令可以使两 个发光二极管发亮：
MOV DX，0000H MOV AL，81H OUT DX，AL 而CPU执行下述指令可以使两个发光二极管不发亮： MOV DX，0000H MOV AL，00H OUT DX，AL
MOV DX, 0FFF7H IN AL,DX AND AL,01H JZON ；假定程序段ON与本程序段在同一内存 段中
JMP OFF
第6章 输入输出技术
D0
…
～
系
统 总 线
D7 A 0 I/O 地 址
～
A 15
译
码
器 IO R
三态门 Y0 A 0
Y7 E A 7
～ ～ … ～
外设 D0
D7
图6.3 三态门作为数据输入接口的一般连接模式
开始 取 外设 状态
第6章 输入输出技术
N
外设
准 备就 绪?
Y 传 送数 据
传 送完 否？
N
Y 结束
图6.6 典型的查询方式工程流程
第6章 输入输出技术
～ ～
～ … ～
D0 D1
D7
IO W
IO R
A 15
≥1
A 14
A 13
A 12
A 11
A 10
A8
A9
&
A7
A6
A5
A4
A3
A2 A1 A0
第6章 输入输出技术
锁存 器
D0
…
～
系
统 D7
总 线
A 0 I/O 地 址
～
A 15
译
码
器 IOW
D0 Q0 D7 CP Q7
～ ～ … ～
外设 D0
D7
图6.5 锁存器作为数据输出接口的一般连接模式
第6章 输入输出技术
6.2.2 查询方式 1. 查询方式的实现 当外设已处于准备好数据的状： ① 在中断处理程序中要有开中断指令。 ② 要设置足够大的堆栈。 ③ 要正确地操作堆栈。
第6章 输入输出技术
接口
数 据线
微
数据
机
系 统
状态
外 设
总 线
命令
控 制线
图6.1 外设接口基本模型
第6章 输入输出技术
2. 端口地址 当计算机系统中有多个外设时，CPU在某个时刻 只能与一个外设打交道。为了确定此刻哪一个外设可 以与计算机打交道，采取与内存同样的处理方法，利 用二进制编码为外设编号，该编号被称为外设地址(又 称I/O地址)，也即通过外设地址来识别不同的外设。
第6章 输入输出技术
＋ 5V 300Ω
～ ～ …
D0
D7
A0
≥1
系 统 总
A1
A2 A3
线 A4
信 A5
号 A6
A7
IO W
A8
≥1
A9
A 10
A 11
A 12
A 13
A 14
A 15
D0 Q
1
D7 Q1
＋ 5V
≥1
300Ω
Q7
1
CP
74L S273
图6.4 发光二极管与微机系统连接的接口电路
第6章 输入输出技术