第1章接口概述

1、第1章接口概述1 第第1章章 微型计算机接口技术概述微型计算机接口技术概述 n1.1 概述概述 n1.2 CPU和输入和输入/输出设备之间的信号输出设备之间的信号 n1.3 输入输入/输出端口输出端口 n1.4 CPU和输入和输入/输出设备信息交换输出设备信息交换 第1章接口概述2 1.1 1.1 概述概述 n1.1.1 1.1.1 接口电路接口电路 n1.1.2 1.1.2 接口的功能接口的功能 n1.1.3 1.1.3 接口分类接口分类 第1章接口概述3 什么是输入输出什么是输入输出? 微型计算机系统通过外部设备与外界交换微型计算机系统通过外部设备与外界交换 信息的过程。信息的过程。 第第

2、1章章 微型计算机接口技术概述微型计算机接口技术概述 输入输入/输出设备、输出设备、 I/O设备设备 第1章接口概述4 1.1.1 1.1.1 接口电路接口电路 I/O接口：接口：将外设连接到总线上的一组逻辑电路的将外设连接到总线上的一组逻辑电路的 总称。用以实现外设与主机之间的总称。用以实现外设与主机之间的信息交换。信息交换。 微型计算机与外设之间必须通过微型计算机与外设之间必须通过I/O接口连接起来，接口连接起来， 并通过并通过I/O接口互相传送信息。接口互相传送信息。 I/O 设备设备 I/OI/O接口接口 数据信息数据信息 状态信息状态信息 控制信息控制信息 微型微型 计算机计算机 C

3、PU 第1章接口概述5 1. 为什么设置为什么设置I/O接口？接口？ （1）外设种类繁多，千差万别，工作原理各不相同。）外设种类繁多，千差万别，工作原理各不相同。 （2）外设的工作速度差异很大）外设的工作速度差异很大 显示器、磁盘和光驱等显示器、磁盘和光驱等 打印机、继电器和开关等打印机、继电器和开关等 1.1.1 1.1.1 接口电路接口电路 第1章接口概述6 1.1.1 1.1.1 接口电路接口电路 （3）外设传送信号种类多）外设传送信号种类多 模拟信号模拟信号 电信号电信号 数字信号数字信号 非电信号：位移、压力、速度、温度、声音、图像等非电信号：位移、压力、速度、温度、声音、图像等 注

4、意：非数字式信号必须转换成数字信号才能与计注意：非数字式信号必须转换成数字信号才能与计 算机通信算机通信 第1章接口概述7 4）信号传送格式、逻辑时序等与）信号传送格式、逻辑时序等与CPU不匹配不匹配 传送格式有串行（鼠标）、并行（打印机）之传送格式有串行（鼠标）、并行（打印机）之 分，串行的数字信号要转换成并行信号。分，串行的数字信号要转换成并行信号。 需要需要I/O接口作为中间桥梁，来协调接口作为中间桥梁，来协调CPU与外与外 设之间的数据传递。设之间的数据传递。 1.1.1 1.1.1 接口电路接口电路 第1章接口概述8 1.1.1 1.1.1 接口电路接口电路 总结：总结： 1. I/

5、O接口电路是为了解决计算机与外部设备之接口电路是为了解决计算机与外部设备之 间的信息变换问题而提出来的。间的信息变换问题而提出来的。 2. 每个外设都必须通过接口和主机系统相连。每个外设都必须通过接口和主机系统相连。 3. 接口通常起变换和缓冲的作用。接口通常起变换和缓冲的作用。 第1章接口概述9 1.1.2 1.1.2 接口的功能接口的功能 （1）寻址功能：对送来的片选信号进行识别。）寻址功能：对送来的片选信号进行识别。 （2）输入）输入/输出功能：根据读输出功能：根据读/写信号决定当前进行写信号决定当前进行 的是输入操作还是输出操作。的是输入操作还是输出操作。 （3）数据转换功能：并行数据

6、向串行数据的转换）数据转换功能：并行数据向串行数据的转换 或串行数据向并行数据的转换。或串行数据向并行数据的转换。 接口的基本功能是在系统总线和接口的基本功能是在系统总线和I/O设备之间传输信设备之间传输信 号，提供缓冲作用以满足接口两边的时序要求。号，提供缓冲作用以满足接口两边的时序要求。 第1章接口概述10 1.1.2 1.1.2 接口的功能接口的功能 （4）联络功能：就绪信号，忙信号等。）联络功能：就绪信号，忙信号等。 （5）中断管理功能：发出中断请求信号、接收中断）中断管理功能：发出中断请求信号、接收中断 响应信号、发送中断类型码的功能。并具有优先响应信号、发送中断类型码的功能。并具有

7、优先 级管理功能。级管理功能。 （6）复位功能：接收复位信号，从而使接口本身以）复位功能：接收复位信号，从而使接口本身以 及所连的外设进行重新启动。及所连的外设进行重新启动。 第1章接口概述11 1.1.2 1.1.2 接口的功能接口的功能 （7）可编程功能：用软件来决定其工作方式，用）可编程功能：用软件来决定其工作方式，用 软件来设置有关的控制信号。软件来设置有关的控制信号。 （8）错误检测功能：）错误检测功能： 传输错误：是由传输线路上的噪声干扰所致，传输错误：是由传输线路上的噪声干扰所致， 可通过奇可通过奇/偶校验进行检测；偶校验进行检测； 覆盖错误：如果接口中已有一个数据，而覆盖错误：

8、如果接口中已有一个数据，而CPU 或外设还没来得及取走，此时又向接口中送来或外设还没来得及取走，此时又向接口中送来 一个新的数据，原来的数据被覆盖。一个新的数据，原来的数据被覆盖。 第1章接口概述12 1.1.2 1.1.2 接口的功能接口的功能 奇校验：校核数据完整性的一种方法，一个字节的奇校验：校核数据完整性的一种方法，一个字节的 数据位与校验位加起来之和有奇数个数据位与校验位加起来之和有奇数个1。校验线路。校验线路 在收到数后，通过发生器在校验位填上在收到数后，通过发生器在校验位填上0或或1，以，以 保证和是奇数个保证和是奇数个1。 因此，校验位是因此，校验位是0时，数据位中应该有奇数个

9、时，数据位中应该有奇数个1；而；而 校验位是校验位是1时，数据位应该有偶数个时，数据位应该有偶数个1。如果读取。如果读取 数据时发现与此规则不符，数据时发现与此规则不符，CPU会下令重新传输会下令重新传输 数据。数据。 第1章接口概述13 1.1.3 1.1.3 接口分类接口分类 1 按通用性分：专用接口和通用接口按通用性分：专用接口和通用接口 2 按可编程性分：可编程接口和不可编程接口按可编程性分：可编程接口和不可编程接口 3 按与外设数据的传送方式分：并行接口和串行接口按与外设数据的传送方式分：并行接口和串行接口 4 按工作对象分：面向按工作对象分：面向CPU的外围接口和面向外设的的外围接

10、口和面向外设的 I/O接口接口 用户只要修改初始化程序就可改变接口的工用户只要修改初始化程序就可改变接口的工 作方式。作方式。 优点：增加了接口的灵活性和可扩充性。优点：增加了接口的灵活性和可扩充性。 如如74LS244（缓冲器），（缓冲器），74LS245（数据收发器）（数据收发器） 74LS373（锁存器）等，其特点是电路简单、使（锁存器）等，其特点是电路简单、使 用方便，缺点是使用不灵活，一旦硬件联接后，用方便，缺点是使用不灵活，一旦硬件联接后， 功能很难改变。功能很难改变。 为某种用途或某类外设专为某种用途或某类外设专 门设置的接口电路。门设置的接口电路。 可供多种外设使用的标准可供多

11、种外设使用的标准 接口。接口。 第1章接口概述14 1.2 CPU1.2 CPU和输入和输入/ /输出设备之间的信号输出设备之间的信号 CPUCPU与外设之间交换的信息有三类：与外设之间交换的信息有三类： 1. 1. 数据信息数据信息 （8/168/16位）位） 外设和外设和CPUCPU真正要交换的信息真正要交换的信息 三种类型三种类型 数字量数字量 模拟量模拟量:连续变化的物理量连续变化的物理量 开关量开关量:具有两种状态具有两种状态 二进制信息二进制信息数数 ASCII码表示的数或字符码表示的数或字符 第1章接口概述15 1.2 CPU1.2 CPU和输入和输入/ /输出设备之间的信号输出

12、设备之间的信号 2 状态信息：反映外设当前的工作状态，是外设通过状态信息：反映外设当前的工作状态，是外设通过 接口往接口往CPU传送的。传送的。 如如“准备好准备好”(READY)信号、信号、“忙忙”（BUSY）信）信 号号 3 控制信息：由控制信息：由CPU发送给外设的，命令其处于某种发送给外设的，命令其处于某种 工作方式或执行某种操作。工作方式或执行某种操作。 如：外设的启动信号、停止信号。如：外设的启动信号、停止信号。 第1章接口概述16 1.3 1.3 输入输入/ /输出端口输出端口 I/O端口端口I/O接口电路中能被接口电路中能被CPU直接访问的寄直接访问的寄 存器或某些特定部件。存

13、器或某些特定部件。 1.3.1 输入输入/输出端口的分类输出端口的分类 CPU通过访问通过访问I/O端口了解外设的工作状态、端口了解外设的工作状态、 控制外设的工作，以及与外设之间进行数据传送。控制外设的工作，以及与外设之间进行数据传送。 CPU和外设进行数据传输时，各类信息在接口中进和外设进行数据传输时，各类信息在接口中进 入不同的寄存器，每个端口有一个端口地址。入不同的寄存器，每个端口有一个端口地址。 第1章接口概述17 1.3.1 输入输入/输出端口的分类输出端口的分类 数据端口：用于对来自数据端口：用于对来自CPUCPU和内存的数和内存的数 据或者送往据或者送往CPUCPU和内存的数据

14、和内存的数据 起缓冲作用起缓冲作用。 I/OI/O端口端口 状态端口：存放外部设备或者接口部件状态端口：存放外部设备或者接口部件 本身的状态。本身的状态。 控制端口：存放控制端口：存放CPUCPU发出的命令，以便发出的命令，以便 控制接口和设备的动作控制接口和设备的动作。 第1章接口概述18 1.3.1 输入输出端口的分类输入输出端口的分类 CPU 外设外设 数据寄存器数据寄存器 状态寄存器状态寄存器 控制寄存器控制寄存器 I/O接口接口 称数据口，保存输入、输出的数据信息。称数据口，保存输入、输出的数据信息。 称控制口，传递称控制口，传递CPU发给外设发给外设 的控制命令的控制命令(控制信息

15、控制信息)。 称状态口，将外设的工作状态称状态口，将外设的工作状态 (状态信息状态信息)反映给反映给CPU. DB AB CB 数据数据 状态信息状态信息 控制信息控制信息 CPU对外设的输入对外设的输入 / 输出操作，归结为输出操作，归结为CPU对对I / O 接口电路中接口电路中 I / O 端口的读端口的读 / 写操作。写操作。 译译 码码 器器 第1章接口概述19 1.3.1 1.3.1 输入输出端口的分类输入输出端口的分类 注意：注意： （1 1）无论输入还是输出，所用到的地址总是对端）无论输入还是输出，所用到的地址总是对端 口而言的，不是对接口部件而言的。口而言的，不是对接口部件而

16、言的。 （2 2）为了节省地址空间，将数据输入端口和数据）为了节省地址空间，将数据输入端口和数据 输出端口对应同一个端口地址。输出端口对应同一个端口地址。 （3 3）CPUCPU对外设的输入对外设的输入/ /输出操作就归结为对接输出操作就归结为对接 口芯片各端口的读口芯片各端口的读/ /写操作。写操作。 第1章接口概述20 1.3.2 1.3.2 输入输入/ /输出端口的编址方法输出端口的编址方法 端口地址端口地址 如同存储器中用不同地址来区分存储单如同存储器中用不同地址来区分存储单 元一样，采用地址对端口加以区分。元一样，采用地址对端口加以区分。 计算机为每个端口赋予一个唯一编号，称端计算机

17、为每个端口赋予一个唯一编号，称端 口地址（端口号口地址（端口号/口地址）。口地址）。 每一个想和每一个想和CPU通信的外设都有不同的通信的外设都有不同的I/O端端 口地址。口地址。 第1章接口概述21 统一编址统一编址独立编址独立编址 I/O口地址与内存地址统一进行口地址与内存地址统一进行 编址，共用一个地址空间。编址，共用一个地址空间。 I/O口地址与内存地址分开编址，口地址与内存地址分开编址， 内存地址空间和内存地址空间和I/O地址空间相地址空间相 对独立。对独立。 无需设置专门的无需设置专门的I/O指令，访问指令，访问 存储器的所有指令都适合存储器的所有指令都适合I/O口。口。 有专门的

18、有专门的I/O指令指令 输入指令输入指令 IN AL , 80H 输出指令输出指令 OUT 80H,AL 指令丰富指令丰富 、灵活、灵活内存地址空间不受内存地址空间不受I/O口编址的口编址的 影响影响 用地址总线最高位作寻址标志用地址总线最高位作寻址标志用专门控制信号来区分用专门控制信号来区分CPU访问访问 存储器还是存储器还是I/O端口端口 （M/IO） 内存可用地址空间减少内存可用地址空间减少I/O指令功能简单，类型少指令功能简单，类型少 示意图示意图示意图示意图 1.3.2 1.3.2 输入输入/ /输出端口的编址方法输出端口的编址方法 第1章接口概述22 1.3.3 1.3.3 输入输

19、入/ /输出端口地址译码输出端口地址译码 I/O端口地址译码包括片选和字选两部分。端口地址译码包括片选和字选两部分。 片选：由片外译码电路实现，用来确定接口芯片内片选：由片外译码电路实现，用来确定接口芯片内 部端口的具体地址范围。部端口的具体地址范围。 字选：由芯片内部的地址译码电路实现，用来确定字选：由芯片内部的地址译码电路实现，用来确定 接口芯片内部端口的具体地址。接口芯片内部端口的具体地址。 字选由芯片内部解决，用户只考虑片选译码电路。字选由芯片内部解决，用户只考虑片选译码电路。 实现片选的方法有三种：全译码法、部分译码法和实现片选的方法有三种：全译码法、部分译码法和 线选法。线选法。

20、第1章接口概述23 1.3.3 1.3.3 输入输入/ /输出端口地址译码输出端口地址译码 1. 全译码全译码 地址总线的所有地址线均参与地址译码，其中一地址总线的所有地址线均参与地址译码，其中一 部分参与片选，另一部分参与字选。部分参与片选，另一部分参与字选。 特点：每一端口都有唯一的地址，但结构较复杂。特点：每一端口都有唯一的地址，但结构较复杂。 一般用在一般用在I/O空间较大的场合。空间较大的场合。 第1章接口概述24 1.3.3 1.3.3 输入输入/ /输出端口地址译码输出端口地址译码 2. 线选法线选法 系统的地址总线中只有少数几个地址线经过简系统的地址总线中只有少数几个地址线经过

21、简 单的逻辑或将其中的某个地址线直接作为接口单的逻辑或将其中的某个地址线直接作为接口 芯片的片选信号。芯片的片选信号。 特点：一个端口有多个地址（地址重叠）。结构特点：一个端口有多个地址（地址重叠）。结构 简单，但造成严重的地址浪费和地址重叠，适简单，但造成严重的地址浪费和地址重叠，适 用于用于I/O空间较大的场合。空间较大的场合。 第1章接口概述25 3. 部分译码法部分译码法 最常用的片选方法，是前两种方法的结合，具最常用的片选方法，是前两种方法的结合，具 有结构简单的优点，但也存在地址重叠，适用有结构简单的优点，但也存在地址重叠，适用 于于I/O空间较大的场合。空间较大的场合。 常用方法

22、：用地址的高位与控制信号组合经译码常用方法：用地址的高位与控制信号组合经译码 电路产生电路产生I/O接口芯片的片选信号（接口芯片的片选信号（CS）,实现接实现接 口芯片间的选择；用地址的低位部分直接连到口芯片间的选择；用地址的低位部分直接连到I/O 接口芯片的端口选择实现具体端口的选择接口芯片的端口选择实现具体端口的选择 。 第1章接口概述26 I/O端口地址译码电路端口地址译码电路 常见的译码电路形式：常见的译码电路形式： 1 固定式端口译码电路（常用，门电路译码、译固定式端口译码电路（常用，门电路译码、译 码器译码）码器译码） 2 开关式可选端口译码开关式可选端口译码 3 比较器译码法比较

23、器译码法 第1章接口概述27 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 74LS138 第1章接口概述28 I/O端口地址译码电路端口地址译码电路 A B C G2A G2B G1 O O A5 A6 A7 A8 A9 AEN IOW Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 8237 8259

24、 8253 8255 写写NMI屏蔽寄存器屏蔽寄存器 写写DMA页面寄存器页面寄存器 O O 74LS138 3-8译码器译码译码器译码 O O O O O O Y6 Y7 O O 第1章接口概述29 1.3.4 CPU的输入输出指令的输入输出指令 1 直接寻址输入直接寻址输入/输出指令输出指令 直接寻址：仅用低直接寻址：仅用低8位地址线位地址线A7-A0译码产生译码产生I/O端端 口地址（口地址（8位），位），A15-A8的输出为的输出为0。 可寻址范围为可寻址范围为0-255，即，即256个端口地址。个端口地址。 IN AL，N；8位端口地址，字节输入位端口地址，字节输入 IN AX，N；

25、8位端口地址，字输入位端口地址，字输入 OUT N，AL；8位端口地址，字节输出位端口地址，字节输出 OUT N，AX ；8位端口地址，字输出位端口地址，字输出 功能：把端口中数据读到功能：把端口中数据读到AL、 或或AX中。中。 功能：把寄存器功能：把寄存器AL、或、或AX中中 数据输出到端口。数据输出到端口。 第1章接口概述30 2、DX寄存器间接寻址输入寄存器间接寻址输入/输出指令输出指令 用用A15-A0地址线译码产生地址线译码产生I/O端口地址（端口地址（16位）位） 可寻址范围为可寻址范围为0-65535，即，即64K个端口地址。个端口地址。 IN AL，DX； 16位端口地址，字

26、节输入位端口地址，字节输入 IN AX，DX； 16位端口地址，字输入位端口地址，字输入 OUT DX，AL； 16位端口地址，字节输出位端口地址，字节输出 OUT DX，AX； 16位端口地址，字输出位端口地址，字输出 第1章接口概述31 1.4 CPU和输入输出设备信息交换和输入输出设备信息交换 外设外设 I/O 接口接口 CPU 数据口数据口 数据输入过程：数据输入过程：数据输出过程：数据输出过程： DB AB 为保证数据传输正确可靠，一定要在外设准备就为保证数据传输正确可靠，一定要在外设准备就 绪后，绪后，CPU才能执行才能执行I/O操作。操作。 第1章接口概述32 一、一、 数据的传

27、送控制方式数据的传送控制方式 无条件传送无条件传送 查询传送查询传送 中断控制传送中断控制传送 存储器直接存取方式（存储器直接存取方式（DMA） 1.4 CPU和输入输出设备信息交换和输入输出设备信息交换 特点特点：（：（1）以以CPU为中心，控制来自为中心，控制来自CPU，通过预先，通过预先 编写好的编写好的I/O程序实现数据的传送。程序实现数据的传送。 （2）速度较低，传送路径经过）速度较低，传送路径经过CPU内部寄存器内部寄存器 同时数据同时数据I/O响应也比较慢。响应也比较慢。 第1章接口概述33 1.4 CPU和输入输出设备信息交换和输入输出设备信息交换 1.无条件传送方式无条件传送

28、方式 特点：直接利用特点：直接利用I/O指令进行输入指令进行输入/输出操作。输出操作。适用于总是适用于总是 处于准备好状态的外设。外设的工作时间已知，处于准备好状态的外设。外设的工作时间已知， 必须在必须在CPU限定的指令时间内准备就绪，并完限定的指令时间内准备就绪，并完 成数据的接收或发送。成数据的接收或发送。 方法：把方法：把I/O指令插入到程序中，当程序执行到该指指令插入到程序中，当程序执行到该指 令时，外设已作好准备，在此指令时间内完成令时，外设已作好准备，在此指令时间内完成 数据传送任务。数据传送任务。 第1章接口概述34 优点：软件及接口硬件简单。优点：软件及接口硬件简单。 缺点：

29、缺点： CPU效率低，只适用于简单外设，适应范效率低，只适用于简单外设，适应范 围较窄围较窄，一般只用在一些简单外设，诸如开，一般只用在一些简单外设，诸如开 关控制、发光器件（发光二极管、七段数码关控制、发光器件（发光二极管、七段数码 管、灯泡等）、继电器、步进电机等。管、灯泡等）、继电器、步进电机等。 第1章接口概述35 2、查询传送（条件）方式、查询传送（条件）方式 适用场合：适用场合： 低速外设（当低速外设（当CPU同外设不同步）同外设不同步）,在一在一 定条件下可与定条件下可与CPU进行数据传送。传送前，进行数据传送。传送前， CPU必须先对外设进行状态检测。必须先对外设进行状态检测。

30、 1.4 CPU和输入输出设备信息交换和输入输出设备信息交换 特点：特点：CPU通过程序查询外设的状态（是否已准备通过程序查询外设的状态（是否已准备 就绪），若状态不符合，则就绪），若状态不符合，则CPU不能进行不能进行I/O 操作，继续查询等待；只有当状态信号符合操作，继续查询等待；只有当状态信号符合 要求时，要求时，CPU才能进行相应的才能进行相应的I/O操作。操作。 注意：注意：CPU在与外设交换数据前必须询问外设状在与外设交换数据前必须询问外设状 态态“准备好没有？准备好没有？” 第1章接口概述36 硬件：对外设的要求硬件：对外设的要求应提供设备状态信息应提供设备状态信息 对接口的要求

31、对接口的要求需要提供状态口需要提供状态口 RD 输入输入 设备设备 锁 存 器 三 态 缓 冲 器 （8位） 选通选通 三 态 缓 冲 器 （1位） D +5V CP Q & 8086及其及其 配置配置 地址 译 码 & M/IO 数据口数据口 状态口状态口 DB 查询输入接口电路原理图查询输入接口电路原理图 Di 状态状态 信息信息 D 触发 器 数据数据 AB C 查询传送方式查询传送方式 第1章接口概述37 软件：设置状态查询环软件：设置状态查询环 缺点：缺点：CPU花大量时间查询外设状态（花大量时间查询外设状态（99.99%时间时间 查询、测试、等待），效率低，数据传送速查询、测试、等

32、待），效率低，数据传送速 度较慢，实时性差。度较慢，实时性差。 查询传送方式查询传送方式 查询流程图查询流程图 第1章接口概述38 1.4 1.4 CPU和输入输出设备信息交换和输入输出设备信息交换 3、中断、中断传送方式（重要且常用）传送方式（重要且常用） 中低速外设，要求在传送过程中中低速外设，要求在传送过程中CPU有较高的有较高的 工作效率。工作效率。 特点：外设在需要时向特点：外设在需要时向CPU提出请求，提出请求，CPU再去为再去为 它服务。服务结束后或在外设不需要时，它服务。服务结束后或在外设不需要时， CPU可执行自己的程序。可执行自己的程序。 中断使中断使CPU和外设以及外设之

33、间能并行工作。和外设以及外设之间能并行工作。 第1章接口概述39 中断中断传送方式传送方式 工作过程：工作过程：CPU无需循环查询外设状态，外部设无需循环查询外设状态，外部设 备在需要进行数据传送时通过接口发出中断备在需要进行数据传送时通过接口发出中断 请求信号。请求信号。CPU收到中断请求后，中断正在收到中断请求后，中断正在 进行的工作，转去进行的工作，转去为外设服务为外设服务执行一个执行一个 中断服务程序，在程序中完成一次数据传送中断服务程序，在程序中完成一次数据传送 操作。数据传送完毕后，操作。数据传送完毕后，CPU又返回继续原又返回继续原 来被中断的工作。来被中断的工作。 中断实例中断

34、实例 第1章接口概述40 输入输入 设备设备 锁锁 存存 器器 三三 态态 缓缓 冲冲 器器 选通选通 D +5V CP Q 8086及及 其配置其配置 地址地址 译译 码码 & DB 中断输入接口电路原理图中断输入接口电路原理图 中断请求中断请求 触发器触发器 数据口数据口 1 INT AB 中断中断传送方式传送方式 C 中断请中断请 求信号求信号 第1章接口概述41 中断中断传送方式传送方式 优点：优点：CPU与外设（甚至多个外设）处于并行工与外设（甚至多个外设）处于并行工 作状态，提高了作状态，提高了CPU的利用率，也便于实现信的利用率，也便于实现信 息的实时处理。息的实时处理。 缺点：

35、程序编制较为复杂。缺点：程序编制较为复杂。 第1章接口概述42 1.4 CPU1.4 CPU和输入输出设备信息交换和输入输出设备信息交换 4、DMA方式方式直接存储器存取方式直接存储器存取方式 高速外设与微机系统进行数据传送。高速外设与微机系统进行数据传送。 用于存储器（内存）与外设的成批高速数据传送。用于存储器（内存）与外设的成批高速数据传送。 特点特点: :在外设和内存之间开辟直接的数据通道在外设和内存之间开辟直接的数据通道, , 整个传送过程由硬件完成（整个传送过程由硬件完成（DMACDMAC）, ,不需软不需软 件介入，件介入，CPUCPU也不再担当数据传输的中介者。也不再担当数据传输

36、的中介者。 第1章接口概述43 程序控制方式与程序控制方式与DMA方式的比较方式的比较 内存内存 CPU I/O接口接口 外设外设 内存内存 CPU I/O接口接口 外设外设 DMAC 程序控制方式程序控制方式 DMA方式方式 第1章接口概述44 q优点：优点： （1）可达到很高的传输速率）可达到很高的传输速率 （2）适用于高速的外设、成批交换数据的场合。）适用于高速的外设、成批交换数据的场合。 （3）PC机中，图像显示、磁盘存取、磁盘间的机中，图像显示、磁盘存取、磁盘间的 数据交换等通常采用数据交换等通常采用DMA方式。方式。 DMA方式方式 第1章接口概述45 DMA传送的实现方式 n 周

37、期挪用方式周期挪用方式 n 周期扩展方式周期扩展方式 n CPU停机方式（停机方式（ 最常用，最简单的传送方式）最常用，最简单的传送方式） DMA传送原理图（CPU停机方式） 系统总线系统总线 CPUDMAC 存储器存储器 外设接口外设接口 AEN IOW MEMW MEMR IOR MEMW MEMR IOW IOR AEN HOLD HLDA DMAREQ DMAACK AEN IOW IOR MEMW MEMR 当外设准备好，可以进行当外设准备好，可以进行 DMADMA传送时，向传送时，向DMACDMAC发出请求发出请求 信号信号DMAREQDMAREQ DMAC DMAC收到请求后，向收到请求后，向CPUCPU 发出总线请求信号发出总线请求信号HOLDHOLD， 表示希望使用总线表示希望使用总线 CPU CPU响应请求，向响应请求，向DMACDMAC发出发出 总线请求回答总线请求回答HLDAHLDA信号，让出信号，让出 总线控制权（总线控制权（CPUCPU与