数字量的输入输出控制方式

1、典型的数字量输入典型的数字量输入/输出接口电路输出接口电路CPU对数字量输入对数字量输入/输出的控制方式输出的控制方式一、典型的数字量输入一、典型的数字量输入/ /输出接口输出接口电路电路 外部设备与外部设备与CPUCPU交换信息必须通过输入交换信息必须通过输入/ /输出接口电路。输入输出接口电路。输入/ /输出的信息有数据、输出的信息有数据、状态和控制三类不同的信息，为了区别不状态和控制三类不同的信息，为了区别不同类型的信息需设置不同的端口。同类型的信息需设置不同的端口。 一个典型的数字量输入一个典型的数字量输入/ /输出接口输出接口电路必须包括数据端口、状态端口和控电路必须包括数据端口、状

2、态端口和控制端口。制端口。数据状态控制DBABCB译码器CPU数据端口状态端口控制端口输入/输出 设备典型的数字量输入典型的数字量输入/输出接口电路输出接口电路选择某个外设选择某个外设选通不同端口选通不同端口决定信息读写决定信息读写二、二、CPUCPU对数字量输入对数字量输入/ /输出的控制方式输出的控制方式 同步传递方式、查询传递方式、中断控制方式和同步传递方式、查询传递方式、中断控制方式和直接存储器访问方式直接存储器访问方式（1）同步传递方式（无条件程序控制方式）同步传递方式（无条件程序控制方式） 这种控制方式只适合于这种控制方式只适合于CPU与比较简单而且其与比较简单而且其数据状态变化速

3、度缓慢或变化速度是固定的外设交换数据状态变化速度缓慢或变化速度是固定的外设交换信息时采用。如：信息时采用。如：7段码显示、开关、隔离开关、断段码显示、开关、隔离开关、断路器、继电器、发光二极管等。路器、继电器、发光二极管等。 CPU CPU与外设传送数据时必须保证同与外设传送数据时必须保证同步，即执行输入命令时，外设一定是准步，即执行输入命令时，外设一定是准备好的，执行输出操作时，外设一定是备好的，执行输出操作时，外设一定是空的。空的。地址译码器三态缓冲器 数据来自外设数据总线地址总线port1 RDCPU0 00 00 0同步传递输入方式同步传递输入方式来自CPUWDport2 地址总线数据

4、总线 数据到外设CE锁存器 地址译码器同步传递输出方式同步传递输出方式（2 2）查询传递方式（条件传递方式）查询传递方式（条件传递方式） 一些数据变化不规则的外设，如果一些数据变化不规则的外设，如果传送数据时，传送数据时，CPUCPU不与外设同步，则传送不与外设同步，则传送数据便要出错，为此采用查询传送方数据便要出错，为此采用查询传送方式。查询传送方式能使式。查询传送方式能使CPUCPU能与各种速度能与各种速度的外设配合工作。的外设配合工作。 查询的优点：在简化硬件接口的情况查询的优点：在简化硬件接口的情况下，传送数据更加准确，控制程序容易下，传送数据更加准确，控制程序容易编制。编制。 缺点：

5、缺点：CPUCPU需要不断的查询外设的状需要不断的查询外设的状态，占用了态，占用了CPU CPU 的工作空间。的工作空间。适用于适用于CPUCPU与单个或较少外设交换信息。与单个或较少外设交换信息。三态缓冲器1 输入设备 三态缓冲器2 地址译码 RDRDport1 port2 CPU之数据总线DB DB0 地址总线 AB 查询式输入接口电路查询式输入接口电路输入状态信息准备好？输入数据D0状态端口port2 状态端口port1 ready 8位数据ready=1，外设准备好 ATEST查询式输入程序流图查询式输入程序流图去地址总线DB0DB 输出设备 锁存器 数据总线WDoutport inp

6、ort RD译码器 地址总线 AB 三态缓冲器 数据busy 查询式输出接口电路查询式输出接口电路busy=1，外设忙 busy=0,外设已空输出数据读状态端口busy D0D7 busy？ 准备输出数据AWAIT PO 查询式输出程序流图查询式输出程序流图（3 3）中断控制方式）中断控制方式 能提高能提高CPUCPU工作效率和及时处理工作效率和及时处理外设的请求，可与多个外设同时工外设的请求，可与多个外设同时工作。作。 中断：指中断：指CPUCPU暂时中止其正在执行的暂时中止其正在执行的程序，转至执行请求中断的某个外部设程序，转至执行请求中断的某个外部设备或事件的服务、程序，待处理完毕后备或

7、事件的服务、程序，待处理完毕后再返回原来中止的程序顺序进行（程序再返回原来中止的程序顺序进行（程序在执行过程中由于外界的原因而中间打在执行过程中由于外界的原因而中间打断的情况）称中断。断的情况）称中断。现行程序现行程序中断服务中断服务程序程序继续执行继续执行中断示意图中断示意图 当当CPUCPU需要与外设交换信息时，需要与外设交换信息时，若外设要输入若外设要输入CPUCPU的数据已准备的数据已准备好，存放于寄存器中，或在输出好，存放于寄存器中，或在输出时，若外设已把数据取走，即输时，若外设已把数据取走，即输出寄存器已空，则由外设向出寄存器已空，则由外设向CPUCPU发出中断请求，发出中断请求，

8、CPUCPU接到外设的接到外设的申请后，若没有更重要的处理，申请后，若没有更重要的处理，CPUCPU就暂停当前执行的程序（即就暂停当前执行的程序（即实现中断），转去执行输入或输实现中断），转去执行输入或输出操作（称中断服务），待输入出操作（称中断服务），待输入或输出操作完成后即返回，或输出操作完成后即返回，CPUCPU再继续执行原来的程序。再继续执行原来的程序。（4 4）直接存储器访问方式）直接存储器访问方式 外设与内存之间，外设与外设之间外设与内存之间，外设与外设之间进行数据传送时，要经过进行数据传送时，要经过CPUCPU中转，这对中转，这对高速外设（如磁盘）在进行大批量数据高速外设（如磁盘）在进行大批量数据传送时，会造成中断次数过于频繁，这传送时，会造成中断次数过于频繁，这不仅影响速度而且耗费大量不仅影响速度而且耗费大量CPUCPU的时间，的时间，故采用直接存储器访问方式。故采用直接存储器访问方式。 由由DMADMA来实现内存与外设，或外设与来实现内存与外设，或外设与外设之间的直接快速传送，减轻了外设之间的直接快速传送，减轻了CPUCPU的的负担。负担。 上述的四种控制方式在一个微机系上述的四种控