CPU与外设间的数据传送方式.ppt

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1、1,2,3,概述1。无条件传送（CPU与外设同步工作）：外部控制过程各种动作时间是固定的，而且是已知的。2。查询方式（CPU与外设不同步工作）：传送前，先查询外设状态，准备好才传送，否则CPU处于等待状态。3。中断方式：外设与CPU处于并行工作，一旦外设准备好，外设向CPU发中断申请，条件具备，CPU暂停原程序执行，响应中断，外设与CPU串行工作。4。DMA方式（高速I/O及成组交换数据）：CPU不干予，由硬件实现存储器与外设之间交换数据，称直接存取存储器。,4,5,6,7,例2 无条件输出:编程控制系统板上扬声器发声。,8,9,10,11,12,查询传送方式，编程流程：,13,14,查询方式

2、输入接口,参看教材图6-10,15,16,17,18,19,20,21,22,23,使用中断方式时:外设准备数据，CPU执行程序,CPU与外设并行工作；一旦外设准备就绪，外设向CPU发中断申请，CPU暂停原程序执行，响应中断，进行数据传输。此时，CPU与外设是串行工作。,24,25,中断方式 输入接口:,某位未屏蔽，中断屏蔽触发器置0，Q=0,26,（1）当外设数据准备好，外设向接口电路发出选通信号:将数据打入锁存器；同时将中断请求触发器置“1”，（2）若此时,中断请求屏蔽触发器置“0”,=1，Q=0，允许本接口发出中断,接口电路向CPU发出中断请求信号INTR=1；（3）CPU在运行程序时不

3、断访问INTR，若查到INTR=1信号，且CPU内部中断允许标志IF=1，则CPU在现行指令执行完后，暂停程序的执行，向接口电路发出中断响应信号。（4）外设把中断类型号送上数据总线；（4N）=（IP），（4（N+2）=（CS）（5）CPU转入中断服务程序，执行IN指令，读入数据；清除中断请求标志。当中断处理完后，返回原程序。,27,28,29,DMA传送方式的特点 1.外设和内存之间，直接进行数据传送，不通过CPU,传送效率高。适用于在内存与高速外设、或两个高速外设之间进行大批量数据传送。2.电路结构复杂，硬件开销较大。,30,接收接口往DMA控制器发出DMA请求信号后，DMA控制器能向CPU

4、发出总线请求信号HOLD(高电平)。当CPU向DMA发出响应信号HLDA(高电平)以后，DMA能接管对总线的控制，进入DMA方式。能向地址总线发出内存地址信息，对其进行寻址及修改地址指针。能向存储器或外设发，命令。能决定传送字节数，并判断DMA传送是否结束。DMA过程结束，能向CPU发出DMA结束信号，HOLD变低,将总线控制权还给CPU，CPU恢复正常工作。,DMA控制器功能,31,DMA控制器工作原理,32,当外设输入数据准备好，外设向DMA发出一个选通信号，将数据送数据端口；向DMA发出请求。DMA控制器向CPU发出总线请求信号(HOLD）高电平。CPU在现行总线周期结束后响应，向DMA

5、发出响应信号(HLDA）高电平；CPU放弃对总线控制，DMA控制器接管三态总线，接口将数据送上数据总线，并撤消DMA请求；内存收到数据以后，给DMA一个回答，于是DMA修改地址指针，改变传送字节数。检查传送是否结束。没有结束，下次接口准备好数据，再进行一次新的传输；当计数值计为0，DMA传输过程便告结束。DMA控制器撤消总线请求(HOLD变低)，在下一个时钟周期上升沿使总线响 应HLDA变低，DMA释放总线，CPU取得总线控制权。,DMA控制器工作原理（续）,33,DMA控制器工作原理（续）,34,用DMA方式进行输出过程与输入过程类似，只是在DMA控制器发出回答信号后接着发出的是IO写信号和

6、存储器读信号，数据传送方向与输入相反而已。,DMA控制器工作原理（续）,35,36,一、接口技术的现状,1用简单的逻辑电路2用可编程集成接口芯片3用多功能的芯片组4.?,37,38,简单的逻辑电路：,39,简单的逻辑电路：,40,简单的逻辑电路：,41,简单的逻辑电路：,42,2.用可编程集成接口芯片,将完成某一功能的接口电路集成在一个芯片上，通过对接口芯片编程，设置接口芯片的工作状态。特点：1.体积小、功能强、可靠性高2.通常是专门为配合微机系统中的各种适配器设计，不必增加或增加很少的电路，就可直接与总线连接，使用方便。3.应用时，应掌握芯片的工作原理、外部特性、编程方法。,43,接口芯片举例：并行接口芯片 8255A、8155A、Z80-PIO串行接口芯片 8251A、8250、Z80-SIO定时/计数器 8253、8254、Z80-CTC中断控制器 8259ADMA控制器 8237A、Z80-DMA键盘控制器 8279CRT控制器 8275、6845硬盘控制器 6843D/A转换器 DAC0832A/D转换器 ADC0809,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53,1.了解外设工作原理，明确接口功能，选择接口芯片,54,55,56,57,58,二、注意事项,