微机原理与接口技术输入输出接口.ppt

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1、第 6 章,第6章 基本输入输出接口,教学重点 微机和外设间的输入/输出接口 输入/输出的控制方式（程序控制方式、中断工作过程和DMA控制方式,6.4.2.查询传送方式及其接口,CPU需要先了解（查询）外设的工作状态，然后在外设可以交换信息的情况下（就绪）实现数据输入或输出对多个外设的情况，则CPU按一定顺序依次查询（轮询）。先查询的外设将优先进行数据交换查询传送的特点是：工作可靠，适用面宽，但传送效率低,就绪？,查询传送的两个环节,查询环节寻址状态口读取状态寄存器的标志位若不就绪就继续查询，直至就绪 传送环节寻址数据口是输入，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

2、据,输入状态,就绪？,数据交换,Y,N,流程,查询输入接口,mov dx,8000h；DX指向状态端口status:in al,dx；读状态端口test al,01h；测试标志位D0jz status；D00，未就绪，继续查询inc dx；D01，就绪，DX指向数据端口in al,dx；从数据端口输入数据,查询输出接口,mov dx,8000h；DX指向状态端口status:in al,dx；读取状态端口的状态数据test al,80h；测试标志位D7jnz status；D71，未就绪，继续查询inc dx；D70，就绪，DX指向数据端口mov al,buf；变量buf送ALout dx,a

3、l；将数据输出给数据端口,中断传送方式,CPU在执行程序中，被内部或外部的事件所打断，转去执行一段预先安排好的中断服务程序；服务结束后，又返回原来的断点，继续执行原来的程序,流程,中断传送与接口,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,中断输入接口,中断工作过程,接口发中断请求信号当前指令执行后，CPU进行中断回应中断类型号N送CPU当前的CS、IP和状态寄存器入栈清除IF和TF（4N）作为IP，（4N2）作为CS中断子程序执行开中断IRET指令使IP、CS和状态寄存器弹出堆栈返回被中断的程序,中断优先级,中断优先权,问题1：系

4、统有多个中断请求，CPU如何判定优先级？,解答1：软件查询法 解答2：简单硬件方法,解答1：软件查询法,只需有简单的硬件电路，如将A、B、C三台设备的中断请求信号“或”后作为系统INTR，这时，A、B、C三台设备中只要至少有一台设备提出中断请求，都可以向CPU发中断请求。进入中断服务子程序后，再用软件查询的方式分别对不同的设备的服务，查询程序的设计思想同查询式，查询的前后顺序就给出了设备的优先级，框图如图所示。,解答2：简单硬件方法,以链式中断优先权排队电路为例，基本设计思想：将所有的设备连成一条链，靠近CPU的设备优先级最高，越远的设备优先级别越低，则发出中断响应信号，若级别高的设备发出了中

5、断请求，在它接到中断响应信号的同时，封锁其后的较低级设备使得它们的中断请求不能响应，只有等它的中断服务结束以后才开放，允许为低级的设备服务。如下图所示。,第6章：6.4.4 DMA传送方式,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：外设存储器外设存储器DMA（Direct Memory Access）意为直接数据传送，它是在内存的不同区域之间，或者在内存与外设端口之间直接进行数据传送，而不经过CPU中转的一种数据传送方式，可以大大提高信息的传送速度。CPU释放总线，由DMA控制器管理,第6章：DMA传送的工作过程,DMA方式传送的主要步骤 外设准备就绪时

6、，向DMA控制器发DMA请求，DMA控制器接到此信号后，向CPU发DMA请求；CPU接到HOLD请求后，如果条件允许（一个总线操作结束），则发出HLDA信号作为响应，同时，放弃对总线的控制；DMA控制器取得总线控制权后，往地址总线发送地址信号，每传送1个字节，就会自动修改地址寄存器的内容，以指向下一个要传送的字节；每传送一个字节，字节计数器的值减1，当减到0时，DMA过程结束；DMA控制器向CPU发结束信号，将总线控制权交回CPU。,第6章：DMA传送流程,第6章：传送方式的比较,无条件传送：慢速外设需与CPU保持同步查询传送：简单实用，效率较低中断传送：外设主动，可与CPU并行工作，但每次传

7、送需要大量额外时间开销 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,本章作业,1.CPU与外设之间的数据传输控制方式有哪几种？何谓程序控制方式？它有哪两种 基本方式？请分别用流程图的形式描述出来。,端口（PORT）,端口泛指I/O地址，通常对应接口电路的寄存器一个接口电路可以具有多个I/O端口（寄存器），每个端口用来保存和交换不同的信息数据寄存器、状态寄存器和控制寄存器占有的I/O地址常依次被称为数据端口、状态端口和控制端口，用于保存数据、状态和控制信息输入、输出端口可以是同一个I/O地址,一定要理解,返回,IN AL,21H,返回,OUT 43H,AL,返回,无条件传送流程,返回,就绪（Ready）,在输入场合“就绪”说明输入接口已准备好送往CPU的数据，正等着CPU来读取该状态也可用接口中数据缓冲器已“满”来描述 在输出场合“就绪”说明输出接口已做好准备，等待接收CPU要输出的数据该状态也可用接口数据缓冲器已“空”、或者用接口（外设）“闲”或不“忙（Busy）”来描述,返回,就绪：满，空、闲、不忙,查询传送流程,返回,中断传送流程,返回,DMA传送流程,返回,