第七章输入与输出接口技术PPT课件
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2. 状态信息：外部设备当前的状况信息。即外设已经 准备就绪，还是正在忙的信息。是通过检测外设的 READY 和 BUSY 信号线得到的信息。存储在接口 芯片的状态寄存器中。
3. 控制信息：CPU 对接口电路的控制命令，也作为一种 数据输出。存储在接口芯片的命令寄存器中。
接口芯片的端口
▪
在接口电路芯片中，通常都含有数据寄存器、状
第七章 输入与输出接口技术
第四节 可编程并行输入输出接口芯片8255A 一、8255A的结构 二、 8255A的引脚 三、8255A的控制字与状态字 四、 8255A的工作方式与操作时序 五、学习接口电路的要点
第五节 可编程定时/计数器芯片8253 一、8253的结构及引脚 二、8253的控制字与状态字 三、 8253的工作方式与操作时序 四、8253 的应用举例
5.中断或DMA 6. 管理功能可编程功能
微机接口系统示意图
系统总线
二、CPU 与I/O设备之间的接口信息
1. 数据信息：计算机中的数据大致分为三种基本类型。 a. 数字量：由键盘、扫描仪等输入的信息，或者 CPU送到显示器、打印机的信息。 b. 模拟量：工业现场的温度、压力、等各种信息。 c. 开关量：开关的开与关，阀门的开与关等，只有 两个状态的量。
通
378~37F 并行打印机接口
道
3D0~3DF 彩色图形显示适配器
3F0~3F7 软盘适配器
3F8~3FF 异步通信接口2 COM2
1、利用门电路进行译码
A9 A8 A6
1
A2
A7 0
A5
0 A4 0 A3 0 AEN 0
1
或非门 1
1 0 CS
与非门
A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
第七章 输入与输出接口技术
第一节 接口技术的基本概念 一、接口的概念与功能 二、CPU 与 I/O 设备之间的接口信息 三、端口的编址方式
第二节 输入输出传送方式 一、无条件传送方式 二、查询传送方式 三、中断传送方式
第三节 I/O 端口读写技术 一、IBM PC/XT/AT 的I/O端口地址分配 二、端口地址译码 三、IBM PC/XT 的端口读写控制
分类 地址范围（H）
I/O 设备端口
系
020~03F 中断控制器 8259A
统
040~05F 定时器/计数器 8253A-5
板
060~07F 并行外围接口 8255A-5
0A0~0BF NMI 屏蔽寄存器
分类 地址范围（H）
I/O 设备端口
I
2F8~2FF 异步通信接口1 COM1
O
320~32F 硬盘适配器
二、端口地址译码
在计算机系统中，所有的设备都必须有一个编号， 这个编号被称为该设备的地址。外设的地址是如何形成 的？如何根据电路图来确定外设的地址？——端口地址 译码。
三、IBM PC/XT 的端口读写控制 I/O 端口的读写控制是通过 8288总线控制器的 IOR，
IOW 控制信号来控制的。
IBM PC/XT I/O 地址分配表
2. 存储器映射方式 这种方式下的端口和存储单元统一编址。例：8051、 6502单片机。 特点：没有单独的输入输出指令
3. I/O映射方式 这种方式端口单独编址，构成一个I/O空间。CPU 设 置了专门的输入输出指令来访问端口。 例如：8088，Z80 等。
第二节 输入输出传送方式
一、无条件传送方式 最简单的一种传送方式，它适合于外设总是准备好的 情况。例如：LED 数码管显示器和一些开关设备。随 时可以进行数据的传送。
1 1 0 1 0 0 0 1 XX
3
4
０１ ００ ０１ ０１ ０１ １０ ０１ １１
2、采用译码器进行地址译码
A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 1 0 1 0 0 0 XXX
A7 0 0
A5
A4 0 0
A3
0
0
1
A9
A8 1 A6 1
A0 A1 A2
AEN 0
1
74LS138
态寄存器、命令寄存器等，各自都有不同的功能。
▪
为了对它们进行操作，必须分别设置不同的地址，
这些地址被称为端口地址。
▪ 通常也称 数据寄存器 为数据端口 状态寄存器 为状态端口 命令寄存器 为命令端口
接口芯片示意图 接口芯片
数据总线
CPU 地址总线
控制总 线
状态信息
三、端口的编址方式
1. 什么叫端口？ 能够被主机直接访问的寄存器或特定的硬件电路
第一节 接口技术的基本概念
一、接口的概念与功能
连接系统总线与外部设备的逻辑部件（或称电路）。
▪
各类设备都是通过接口电路接到系统总线上。
▪ 分类：数字接口与模拟接口 串行接口与并行接口
高速与低速接口
▪ 接口应具备的功能：
1.数据的锁存和缓冲功能 2.地址设置功能
3.信号转换功能 4.对外设的控制和监测功能
A
Y0
B
Y1
C
Y2
Y3
G2A Y4
G2B Y5
G1
Y6
Y7
340H 341H 342H 343H 344H 345H 346H 347H
表5-3 3-8译码器 74LS138 真值表
G1 G2A G2B C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
10 10 10 10 10 10 10 10
二、查询传送方式 在传送数据前先查询一下外设的状态，当外设准备好 了才传送，若没准备好，则CPU等待。例如：打印机 的打印速度要比CPU传送数据的速度慢得多，则必须 采用查询传送方式。
三、中断传送方式
四、直接存储器存取方式
查询传送方式程序流程图
查询式输入
查询式输出
输入外设状态信息
N READY
Y 输入数据
0 0000 1 1 1 1 1 1 1
0 0011 0 1 1 1 1 1 1
0 0101 1 0 1 1 1 1 1
0 0111 1 1 0 1 1 1 1
0 1001 1 1 1 0 1 1 1
0 1011 1 1 1 1 0 1 1
0 1101 1 1 1 1 1 0 1
0 1111 1 1 1 1 1 1 0
准备输出数据
读状态端口
N BUSY Yபைடு நூலகம்
输出数据
第三节 I/O 端口的读写技术
一、 IBM PC/XT/AT 的 I/O 端口地址分配 IBM PC/XT I/O 端口的地址是由10位组成。 使用地址线 10根A0~A9 ，可寻址端口数1024个。 可寻址范围 0~3FFH。如P177 表5—1所示。
3. 控制信息：CPU 对接口电路的控制命令，也作为一种 数据输出。存储在接口芯片的命令寄存器中。
接口芯片的端口
▪
在接口电路芯片中，通常都含有数据寄存器、状
第七章 输入与输出接口技术
第四节 可编程并行输入输出接口芯片8255A 一、8255A的结构 二、 8255A的引脚 三、8255A的控制字与状态字 四、 8255A的工作方式与操作时序 五、学习接口电路的要点
第五节 可编程定时/计数器芯片8253 一、8253的结构及引脚 二、8253的控制字与状态字 三、 8253的工作方式与操作时序 四、8253 的应用举例
5.中断或DMA 6. 管理功能可编程功能
微机接口系统示意图
系统总线
二、CPU 与I/O设备之间的接口信息
1. 数据信息：计算机中的数据大致分为三种基本类型。 a. 数字量：由键盘、扫描仪等输入的信息，或者 CPU送到显示器、打印机的信息。 b. 模拟量：工业现场的温度、压力、等各种信息。 c. 开关量：开关的开与关，阀门的开与关等，只有 两个状态的量。
通
378~37F 并行打印机接口
道
3D0~3DF 彩色图形显示适配器
3F0~3F7 软盘适配器
3F8~3FF 异步通信接口2 COM2
1、利用门电路进行译码
A9 A8 A6
1
A2
A7 0
A5
0 A4 0 A3 0 AEN 0
1
或非门 1
1 0 CS
与非门
A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
第七章 输入与输出接口技术
第一节 接口技术的基本概念 一、接口的概念与功能 二、CPU 与 I/O 设备之间的接口信息 三、端口的编址方式
第二节 输入输出传送方式 一、无条件传送方式 二、查询传送方式 三、中断传送方式
第三节 I/O 端口读写技术 一、IBM PC/XT/AT 的I/O端口地址分配 二、端口地址译码 三、IBM PC/XT 的端口读写控制
分类 地址范围（H）
I/O 设备端口
系
020~03F 中断控制器 8259A
统
040~05F 定时器/计数器 8253A-5
板
060~07F 并行外围接口 8255A-5
0A0~0BF NMI 屏蔽寄存器
分类 地址范围（H）
I/O 设备端口
I
2F8~2FF 异步通信接口1 COM1
O
320~32F 硬盘适配器
二、端口地址译码
在计算机系统中，所有的设备都必须有一个编号， 这个编号被称为该设备的地址。外设的地址是如何形成 的？如何根据电路图来确定外设的地址？——端口地址 译码。
三、IBM PC/XT 的端口读写控制 I/O 端口的读写控制是通过 8288总线控制器的 IOR，
IOW 控制信号来控制的。
IBM PC/XT I/O 地址分配表
2. 存储器映射方式 这种方式下的端口和存储单元统一编址。例：8051、 6502单片机。 特点：没有单独的输入输出指令
3. I/O映射方式 这种方式端口单独编址，构成一个I/O空间。CPU 设 置了专门的输入输出指令来访问端口。 例如：8088，Z80 等。
第二节 输入输出传送方式
一、无条件传送方式 最简单的一种传送方式，它适合于外设总是准备好的 情况。例如：LED 数码管显示器和一些开关设备。随 时可以进行数据的传送。
1 1 0 1 0 0 0 1 XX
3
4
０１ ００ ０１ ０１ ０１ １０ ０１ １１
2、采用译码器进行地址译码
A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 1 0 1 0 0 0 XXX
A7 0 0
A5
A4 0 0
A3
0
0
1
A9
A8 1 A6 1
A0 A1 A2
AEN 0
1
74LS138
态寄存器、命令寄存器等，各自都有不同的功能。
▪
为了对它们进行操作，必须分别设置不同的地址，
这些地址被称为端口地址。
▪ 通常也称 数据寄存器 为数据端口 状态寄存器 为状态端口 命令寄存器 为命令端口
接口芯片示意图 接口芯片
数据总线
CPU 地址总线
控制总 线
状态信息
三、端口的编址方式
1. 什么叫端口？ 能够被主机直接访问的寄存器或特定的硬件电路
第一节 接口技术的基本概念
一、接口的概念与功能
连接系统总线与外部设备的逻辑部件（或称电路）。
▪
各类设备都是通过接口电路接到系统总线上。
▪ 分类：数字接口与模拟接口 串行接口与并行接口
高速与低速接口
▪ 接口应具备的功能：
1.数据的锁存和缓冲功能 2.地址设置功能
3.信号转换功能 4.对外设的控制和监测功能
A
Y0
B
Y1
C
Y2
Y3
G2A Y4
G2B Y5
G1
Y6
Y7
340H 341H 342H 343H 344H 345H 346H 347H
表5-3 3-8译码器 74LS138 真值表
G1 G2A G2B C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
10 10 10 10 10 10 10 10
二、查询传送方式 在传送数据前先查询一下外设的状态，当外设准备好 了才传送，若没准备好，则CPU等待。例如：打印机 的打印速度要比CPU传送数据的速度慢得多，则必须 采用查询传送方式。
三、中断传送方式
四、直接存储器存取方式
查询传送方式程序流程图
查询式输入
查询式输出
输入外设状态信息
N READY
Y 输入数据
0 0000 1 1 1 1 1 1 1
0 0011 0 1 1 1 1 1 1
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准备输出数据
读状态端口
N BUSY Yபைடு நூலகம்
输出数据
第三节 I/O 端口的读写技术
一、 IBM PC/XT/AT 的 I/O 端口地址分配 IBM PC/XT I/O 端口的地址是由10位组成。 使用地址线 10根A0~A9 ，可寻址端口数1024个。 可寻址范围 0~3FFH。如P177 表5—1所示。