基本输入输出接口

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如果输入输出一个字节,利用AL寄存器 如果输入输出一个字,利用AX寄存器 输入一个字,实际上是从连续两个端口输入 两个字节,分别送AL(对应低地址端口) 和AH(对应高地址端口) 输出一个字,实际上是将AL(对应低地址 端口)和AH(对应高地址端口)两个字节 的内容输出给连续两个端口
第6章:7、 8088/8086的输入输出指令
第6章: 无条件传送方式及其接口
在CPU与慢速变化的设备交换数据时,可以 认为它们总是处于“就绪”状态,随时可以 进行数据传送,这就是无条件传送,或称立 即传送、同步传送 适合于简单设备,如LED数码管、按键或按 纽等 无条件传送的接口和操作均十分简单 这种传送有前提:外设必须随时就绪
流程
第6章:无条件传送:输出实例
9.1.1 LED显示器结构
9.1.1 LED显示器结构
7 LED
显示 字符
共阴极 字型码
0
3FH
共阳极 字型码
C0H
显示 字符
共阴极 字型码
c
39H
共阳极 字型码
C6H

1
06H
2
5BH
3
4FH
4
66H
F9H A4H B0H 99H
d
5EH
E
79H
F
71H
P
73H
A1H 86H 8EH 8CH
字 型 码
OUT DX,AX
;字输出
第6章:8、 I/O地址的译码
I/O地址的译码方法与存储器地址的译码方法一样, 但有它的特点:
部分译码时,通常是中间地址线不连接 部分译码也有最低地址线不连接的情况 每个接口电路通常只占用几个I/O地址,这时可以利用基 本逻辑门电路进行地址译码 除采用译码器、门电路进行译码外,I/O地址译码还经常 采用可编程逻辑器件PLD 为了给系统一定的选择余地,有些接口电路利用比较器、 开关或跨接器等进行多组I/O地址的译码
输入指令(IN:将外设数据传送给CPU内的AL/AX)
IN AL,i8
;字节输入
IN AL,DX
;字节输入
IN AX,i8
;字输入
演示
IN AX,DX
;字输入
输出指令(OUT:将CPU内的AL/AX数据传送给外设)
OUT i8,AL
;字节输出
OUT DX,AL
;字节输出
演示
OUT i8,AX
;字输出
LED显示器是单片机应用系统中常用的输出器件。
LED由若干个发光二极管组成的,当发光二极管 导通时,相应的一个点或一个笔画发亮。控制不 同的二极管导通,就能显示出各种字符。
共阴极
常 7段LED

共阳极



“米”字型
9.1.1 LED显示器结构
如图(a):共阳极LED显示 器的发光二极管的阳极 连在一起,通常此公共阳 极接正电压,当某个发光 二极管的阴极接低电平 时,发光二极管被点亮,相 应的段被显示,共阴极 LED(如图b) 也同。 七段LED的 字 型 码( 段 选码)如下图所示,由 于 只 有 7 个 段 ( 如 有 dp 段,则为8个段)发光二 极管,所以字型码为一 个字节。
数据寄存器 状态寄存器
数据 状态
外设
控制总线CB
控制寄存器
控制
第6章:(1.)接口电路的内部结构
CPU与外设主要有数据、状态和控制信息 需要相互交换,于是从应用角度看内部: ⑴ 数据寄存器
输入数据寄存器:保存外设给CPU的数据 输出数据寄存器:保存CPU给外设的数据
⑵ 状态寄存器
保存外设或接口电路的状态
CPU
接口 电路
I/O 设备
第6章: I/O接口概述(续2)
什么是微机接口技术?
处理微机系统与外设间联系的技术 注意其软硬结合的特点 根据应用系统的需要,使用和构造相应 的接口电路,编制配套的接口程序,支 持和连接有关的设备
第6章:2、 I/O接口的主要功能
⑴ 对输入输出数据进行缓冲和锁存
输出接口有锁存环节;输入接口有缓冲环节 实际的电路常见: 输出锁存缓冲环节、输入锁存缓冲环节
示 器
数较少时,采用静态显示的方法是合适的。当位数较多时, 用静态显示所需的I/O太多,一般采用动态显示的方法。
动态显示
定义: 一位一位的轮流点亮显示器的各个位(扫描), 对于显示器的每一个位来说,每隔一段时间点亮一次。 注意: 利用人的视觉暂留功能可以看到整个显示,但必 须保证扫描速度足够快,字符才不闪烁。显示器的亮度即 与导通电流有关,也与点亮时间和间隔时间的比例有关。 调整时间和电流参数,可实现亮度较高较稳定的显示。
A组 控制
D0~D7
数据 总线 缓冲器
内部数据线
RD
WR
A0 A1 CS
RESET
读写 控制 逻辑
B组 控制
内部控制线
A组 端口A
A组 端口C 上部
B组 端口B
B组 端口C 下部
PA0~PA7 PC4~PC7 PB0~PB7 PC0~PC3
第6章:(3.) 接口电路芯片的分类
接口电路核心部分往往是一块或数块大规 模集成电路芯片(接口芯片): 通用接口芯片
第6章:无条件传送:输出示例
D7 ~ D0 A15 ~ A1 A0
IOW
地址 译码
器 0160H
CS
数据 锁存
输出

设备
MOV DX, 160H MOV AL, [BX] OUT DX, AL
第6章:9、 数据传送方式
程序控制下的数据传送——通过CPU执行程 序中的I/O指令来完成传送 无条件传送、查询传送、中断传送
第6 章
微型计算机的硬件组成
系统总线BUS


地址总线AB


数据总线DB



线
控制总线CB



成 存储器
I/O接口
1. 微处理器
2. 存储器
I/O设备
3. I/O设备和 I/O接口
4. 系统总线
图1.1 微型计算机的系统组成
LED显示器接口原理
9.3 键盘/显示器接口实例
LED= (Light-Emitting Diode)
初始化程序段——设定芯片工作方式等 数据交换程序段——管理、控制、驱动外设, 负责外设和系统间信息交换
第6章:4、 I/O端口的编址
接口电路占用的I/O端口有两类编排形式 I/O端口单独编址
I/O地址空间独立于存储地址空间 如8086/8088
I/O端口与存储器统一编址
它们共享一个地址空间 如M6800
FFFFF
据存取一样灵活
缺点:
内存 部分
I/O端口要占去部分存储 存储器空间
器地址空间
程序不易阅读(不易分 清访存和访问外设)
00000
I/O 部分
第6章:8088/8086的I/O端口
8088只能通过输入输出指令与外设进行数 据交换;呈现给程序员的外设是端口 (Port),即I/O地址 8086用于寻址外设端口的地址线为16条, 端口最多为216=65536(64K)个,端口 号为0000H ~ FFFFH 每个端口用于传送一个字节的外设数据
F
73H
8CH
T
1201H EDFEH
5
00EDH FF12H
Байду номын сангаас
G
6
00FDH FF02H
H
3EH
C1H
U 003EH FFC1H
31H
CEH
V 0C30H F3CFH
7
0007H FFF8H
I
6EH
91H
W 2836H D7C9H
8
00FFH FF00H
J
76H
89H
X 2D00H D2FFH
9
00EFH FF10H
5
6DH
6
7DH
7
07H
8
7FH
92H
U
3EH
C1H
82H
T
31H
CEH
F8H
y
6EH
91H
80H
H
76H
89H
6 d g f e d c b a 9
6FH
90H
L
38H
C7H
A
77H
88H “灭” 00H
FFH
p B
7CH
83H



7D 0 1 1 1 1 1 0 0
H
“6”的共阴极字型码
“米”字型LED字型码
K
38H
C7H
Y
1500H EAFFH
9.1.1 LED显示器结构
“米”字型LED结构及其外形图
静态显示
定义: 当显示器显示某一字符时,相应的发光二极管恒定 的导通或截止。

注意: 静态显示时,较小的电流能得到较高的亮度且字符

不闪烁,所以可以由8255A的输出口直接驱动。在单片机

串行方式0应用中,也是采用静态显示方法。当显示器位
实例: 1:三位静态显示器接口 2:六位动态显示器接口
9.1.2 显示器工作原理
键盘接口原理
键盘是由若干按键组成的开关矩阵,它是 微型计算机最常用的输入设备,用户可以 通过键盘向计算机输入指令、地址和数据。
编码键盘
它由软件来识别键盘上的闭合键,具有结构简单, 使用灵活等特点,因此被广泛应用于单片机系统。
⑶ 控制寄存器
保存CPU给外设或接口电路的命令
第6章:(2. )接口电路的外部特性
主要体现在引脚上,分成两侧信号 面向CPU一侧的信号:
用于与CPU连接 主要是数据、地址和控制信号
面向外设一侧的信号:
用于与外设连接 提供的信号五花八门 功能定义、时序及有效电平等差异较大
第10章: 8255A的内部结构和引脚
字符
共阴
共阳
字符
共阴
共阳 字符 共阴
共阳
0
003FH FFC0H
B
39H
C6H
P
00F3H FF0CH
1
00006H FFF9H
C
5EH
A1H
Q 203FH DFC0H
2
00DBH FF24H
D
79H
86H
R 20F3H DF0CH
3
00CFH FF30H
E
71H
8EH
S
2109H DEF6H
4
00E6H FF19H
LED显示器是单片机应用系统中常用的输出器件。
LED由若干个发光二极管组成的,当发光二极管 导通时,相应的一个点或一个笔画发亮。控制不 同的二极管导通,就能显示出各种字符。
共阴极
常 7段LED

共阳极



“米”字型
9.1.1 LED显示器结构
第6章:1、 I/O接口概述
为什么需要I/O接口(电路)?
微机的外部设备多种多样
工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作
速度方面彼此差别很大
它们不能与CPU直接相连
多种外设
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
第6章: I/O接口概述(续1)
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 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
第6章:5、I/O寻址方式
8088/8086的端口有64K个,无需分段,设 计有两种寻址方式 ❖直接寻址:只用于寻址00H ~ FFH前256个 端口,操作数i8表示端口号 ❖间接寻址:可用于寻址全部64K个端口, DX寄存器的值就是端口号 对大于FFH的端口只能采用间接寻址方式
第6章:6、数据交换方式
数 据 总 线
CS WR
300 x 8
74LS373
LE OE
+5V
MOV DX, 160H MOV AL, [BX] OUT DX, AL
第6章:无条件传送:输入输出接口
A0~A15
译码
8000H
+5V
… …
IOR
nIeOxWt:
mov dx,8000h in al,dx
G
K0
L;S2D4X4 指向数据端口K1
支持通用的数据输入输出和控制的接口芯片
面向外设的专用接口芯片
针对某种外设设计、与该种外设接口
面向微机系统的专用接口芯片
与CPU和系统配套使用,以增强其总体功能
第6章:(4. )接口电路的可编程性
许多接口电路具有多种功能和工作方式, 可以通过编程的方法选定其中一种 接口需进行物理连接,还需编写接口软件 接口软件有两类:
⑵ 对信号的形式和数据的格式进行变换
微机直接处理:数字量、开关量、脉冲量
⑶ 对I/O端口进行寻址 ⑷ 与CPU和I/O设备进行联络
第6章:3、 I/O接口的典型结构1. 接口电路的内部结构 2. 接口电路的外部特性 3. 接口电路芯片的分类
I/O接4口.电接路口电路的可编程性
数据总线DB CPU
地址总线AB
非编码键盘 键盘上闭合键的识别是由专用硬件实现的
第 10 章
第10章:并行接口
教学重点
8255A的工作方式和编程 8255A的应用 简易键盘的扫描程序 LED数码管的多位显示
第10章:并行数据传输方式
以计算机的字长,通常是8位、16位或32位 为传输单位,一次传送一个字长的数据 适合于外部设备与微机之间进行近距离、 大量和快速的信息交换
第6章:⑴ I/O端口单独编址
优点:
FFFFF
I/O端口的地址空间独立
控制和地址译码电路相对简单
内存
专门的I/O指令使程序清晰易读 FFFF I/O 空间
缺点:
空间
0
I/O指令没有存储器指令丰富
80x86采用I/O端口独立编址
第6章:⑵ I/O端口与存储器统一编址
优点:
不需要专门的I/O指令 I/O数据存取与存储器数
缓;三冲从态器输入端口读开关K7状态
not al
;反相
out dx,al CLK ;送输出端口L显ED示0 +5V
D0~Dc7all delay jmp next
LS273 ;调子L反S程相06序延时 锁8存D器;重复驱动器
LED7
LED显示器接口原理
LED= (Light-Emitting Diode)
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