五邑大学16／32位微机原理、汇编语言及接口技术钱晓捷第6章

1、第第6 6章章2微机系统与接口技术微机系统与接口技术第第6章章 输入输出接口输入输出接口教学重点 I/O接口电路的典型结构接口电路的典型结构 无条件传送无条件传送 查询传送查询传送 中断传送中断传送3微机系统与接口技术微机系统与接口技术6.1 I/O接口概述接口概述为什么需要为什么需要I/OI/O接口（电路）接口（电路）？微机的外部设备多种多样微机的外部设备多种多样工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作速度方面彼此差别很大速度方面彼此差别很大它们不能与它们不能与CPU直接相连直接相连必须经过中间电路再与系统相连必须经过中间电路再与系统相连这部分电路被称为这

2、部分电路被称为I/O接口电路接口电路多种外设多种外设4微机系统与接口技术微机系统与接口技术6.1 I/O接口概述接口概述（续（续1）什么是什么是I/O接口（电路）？接口（电路）？I/O接口是位于系统与外设间、用来协助完接口是位于系统与外设间、用来协助完成数据传送和控制任务的逻辑电路成数据传送和控制任务的逻辑电路PC机系统板的可编程接口芯片、机系统板的可编程接口芯片、I/O总线槽总线槽的电路板（适配器）都是接口电路的电路板（适配器）都是接口电路5微机系统与接口技术微机系统与接口技术6.1 I/O接口概述接口概述（续（续2）什么是微机接口技术？什么是微机接口技术？处理微机系统与外设间联系的技术处理

3、微机系统与外设间联系的技术注意其软硬结合的特点注意其软硬结合的特点根据应用系统的需要，使用和构造相应根据应用系统的需要，使用和构造相应的接口电路，编制配套的接口程序，支的接口电路，编制配套的接口程序，支持和连接有关的设备持和连接有关的设备6微机系统与接口技术微机系统与接口技术6.1.1 I/O接口的典型结构接口的典型结构控制总线控制总线CB地址总线地址总线ABI/O接口电路接口电路数据数据控制控制状态状态数据总线数据总线DBCPU外设外设控制寄存器控制寄存器状态寄存器状态寄存器数据寄存器数据寄存器1. 内部结构内部结构2. 外部特性外部特性3. 基本功能基本功能4. 软件编程软件编程7微机系统

4、与接口技术微机系统与接口技术1. 内部结构内部结构CPU与外设主要有数据、状态和控制信息与外设主要有数据、状态和控制信息需要相互交换，于是从应用角度看内部：需要相互交换，于是从应用角度看内部： 数据寄存器数据寄存器输入数据寄存器：保存外设给输入数据寄存器：保存外设给CPU的数据的数据输出数据寄存器：保存输出数据寄存器：保存CPU给外设的数据给外设的数据 状态寄存器状态寄存器保存外设或接口电路的状态保存外设或接口电路的状态 控制寄存器控制寄存器保存保存CPU给外设或接口电路的命令给外设或接口电路的命令8微机系统与接口技术微机系统与接口技术2. 外部特性外部特性主要体现在引脚上，分成两侧信号主要体

5、现在引脚上，分成两侧信号面向面向CPU一侧的信号：一侧的信号：用于与用于与CPU连接连接主要是数据、地址和控制信号主要是数据、地址和控制信号面向外设一侧的信号：面向外设一侧的信号：用于与外设连接用于与外设连接提供的信号五花八门提供的信号五花八门功能定义、时序及有效电平等差异较大功能定义、时序及有效电平等差异较大9微机系统与接口技术微机系统与接口技术3. 基本功能基本功能数据缓冲数据缓冲匹配快速的处理器与相对慢速的外设的数据匹配快速的处理器与相对慢速的外设的数据交换交换缓冲：实现接口双方数据传输的速度匹配缓冲：实现接口双方数据传输的速度匹配信号变换信号变换把信号相互转换为适合对方的形式把信号相互

6、转换为适合对方的形式计算机直接处理的信号计算机直接处理的信号数字量（数字量（0和和1组成的信号编码）组成的信号编码）开关量（只有两种状态的信号）开关量（只有两种状态的信号）脉冲量（低脉冲信号，高脉冲信号）脉冲量（低脉冲信号，高脉冲信号）10微机系统与接口技术微机系统与接口技术4. 软件编程软件编程接口具有可编程性（接口具有可编程性（Programmable）命令字（控制字）命令字（控制字）写入接口芯片、选择工作方式、控制数据传输写入接口芯片、选择工作方式、控制数据传输初始化程序初始化程序选择选择I/O接口工作方式、设置原始工作状态等接口工作方式、设置原始工作状态等驱动程序驱动程序操纵操纵I/O

7、接口完成具体工作接口完成具体工作11微机系统与接口技术微机系统与接口技术6.1.2 I/O端口的编址端口的编址I/O端口端口I/O地址地址，对应，对应I/O接口的寄存器接口的寄存器一个接口电路可以具有多个一个接口电路可以具有多个I/O端口，每个端口，每个端口用来保存和交换不同的信息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数据寄存器、状态寄存器和控制寄存器占有的有的I/O地址常依次被称为数据端口、状态地址常依次被称为数据端口、状态端口和控制端口端口和控制端口输入、输出端口可以是同一个输入、输出端口可以是同一个I/O地址地址端口？端口？12微机系统与接口技术微机系统与接口技

8、术 1. I/O端口与存储器地址独立编址端口与存储器地址独立编址优点：优点：I/O端口的地址空间独立端口的地址空间独立控制和地址译码电路相对简单控制和地址译码电路相对简单专门的专门的I/O指令使程序清晰易读指令使程序清晰易读缺点：缺点：I/O指令没有存储器指令丰富指令没有存储器指令丰富主存主存空间空间I/O空间空间FFFFF0FFFF80 x86支持支持I/O端口独立编址端口独立编址13微机系统与接口技术微机系统与接口技术2. I/O端口与存储器地址统一编址端口与存储器地址统一编址优点：优点：不需要专门的不需要专门的I/O指令指令I/O数据存取与存储器数据存取与存储器数据存取一样灵活数据存取一

9、样灵活缺点：缺点：I/O端口要占去部分存端口要占去部分存储器地址空间储器地址空间程序不易阅读（不易程序不易阅读（不易分辨访问存储器和访分辨访问存储器和访问外设）问外设）主存主存部分部分I/O部分部分存储器空间存储器空间00000FFFFF14微机系统与接口技术微机系统与接口技术3. I/O地址译码地址译码与存储器地址译码在原理和方法上完全相同与存储器地址译码在原理和方法上完全相同I/O地址不太强调连续，多采用部分译码地址不太强调连续，多采用部分译码15微机系统与接口技术微机系统与接口技术6.1.3 输入输出指令输入输出指令输入指令输入指令（IN：将外设数据传送给将外设数据传送给CPU内的内的A

10、L/AX）IN AL,i8;字节输入字节输入 (i8-8位端口地址）位端口地址）IN AL,DX;字节输入字节输入（端口地址放在（端口地址放在DX）IN AX,i8;字输入字输入IN AX,DX;字输入字输入输出指令输出指令（OUT：将将CPU内的内的AL/AX数据传送给外设）数据传送给外设）OUT i8,AL;字节输出字节输出 (i8-8位端口地址）位端口地址）OUT DX,AL;字节输出字节输出（端口地址放在（端口地址放在DX）OUT i8,AX;字输出字输出OUT DX,AX;字输出字输出演示演示16微机系统与接口技术微机系统与接口技术8088/8086的的I/O端口端口8086只能通过

11、输入输出指令与外设进行数只能通过输入输出指令与外设进行数据交换；呈现给程序员的外设是端口据交换；呈现给程序员的外设是端口（Port），即），即I/O地址地址8086用于寻址外设端口的地址线为用于寻址外设端口的地址线为16条，条，端口最多为端口最多为21665536（64K）个，端口）个，端口号为号为0000H FFFFH每个端口用于传送一个字节的外设数据每个端口用于传送一个字节的外设数据17微机系统与接口技术微机系统与接口技术1. I/O寻址方式寻址方式8088/8086的端口有的端口有64K个，无需分段，设个，无需分段，设计有两种寻址方式计有两种寻址方式v直接寻址直接寻址：只用于寻址：只用于

12、寻址00H FFH前前256个个端口，操作数端口，操作数i8表示端口号表示端口号v间接寻址间接寻址：可用于寻址全部：可用于寻址全部64K个端口，个端口，DX寄存器的值就是端口号寄存器的值就是端口号 对大于对大于FFH的端口只能采用间接寻址方式的端口只能采用间接寻址方式18微机系统与接口技术微机系统与接口技术2. I/O数据传输量数据传输量如果输入输出一个字节，利用如果输入输出一个字节，利用ALAL寄存器寄存器如果输入输出一个字，利用如果输入输出一个字，利用AXAX寄存器寄存器输入一个字，实际上是从连续两个端口输入输入一个字，实际上是从连续两个端口输入两个字节，分别送两个字节，分别送ALAL（对

13、应低地址端口）和（对应低地址端口）和AHAH（对应高地址端口）（对应高地址端口）输出一个字，实际上是将输出一个字，实际上是将ALAL（对应低地址端（对应低地址端口）和口）和AHAH（对应高地址端口）两个字节的内（对应高地址端口）两个字节的内容输出给连续两个端口容输出给连续两个端口19微机系统与接口技术微机系统与接口技术IN指令实例（指令实例（从从20H端口输入一个字节和一个字端口输入一个字节和一个字）82H82H4CH4CH地地址址译译码码A0A0A9A9IOR端口端口20H20H端口端口21H21H4CH4CH82H82H824CH824CHAXAXIN AX,20HIN AX,20HIN

14、AL,20HIN AL,20HA AAHAHALAL20微机系统与接口技术微机系统与接口技术IN指令实例（指令实例（从从20H端口输入一个字）端口输入一个字）；方法；方法1 1：直接寻址，字量输入：直接寻址，字量输入IN AX,20HIN AX,20H；方法；方法2 2：间接寻址，字量输入：间接寻址，字量输入MOV DX,20HMOV DX,20HIN AX,DXIN AX,DX；方法；方法3：直接寻址，字节量输入直接寻址，字节量输入IN AL,21HIN AL,21HMOV AH,ALMOV AH,ALIN AL,20HIN AL,20H；方法；方法4：间：间接寻址，字节量输入接寻址，字节量

15、输入MOV DX,21HMOV DX,21HIN AL,DXIN AL,DXMOV AH,ALMOV AH,ALDEC DXDEC DXIN AL,DXIN AL,DX21微机系统与接口技术微机系统与接口技术OUT指令实例（向指令实例（向300H端口输出一个字节）端口输出一个字节）；唯一的方法：间接寻址，字节量输出；唯一的方法：间接寻址，字节量输出MOV AL,BVARMOV AL,BVAR ；BVARBVAR是字节变量是字节变量MOV DX,300HMOV DX,300HOUT DX,ALOUT DX,AL22微机系统与接口技术微机系统与接口技术读取读取CMOS RAM中的数据中的数据 CM

16、OS RAM芯片中存放芯片中存放PC机的配置信息机的配置信息和时钟，有和时钟，有64个字节，以个字节，以8位位I/O口与口与CPU相联，占用两个口地址相联，占用两个口地址70H,71H. 访问访问CMOSRAM，首先向，首先向70H端口输出（端口输出（OUT指令）字节编号，然后用指令）字节编号，然后用IN和和OUT指令从指令从71H端口读写。端口读写。23微机系统与接口技术微机系统与接口技术例例6.1 读取读取CMOS RAM数据程序数据程序; 数据段数据段DATE DB 2000-01-01,$; 代码段代码段MOV BX,OFFSET DATE+2；年月日首地址；年月日首地址MOV CL,

17、4MOV AL,9;准备从准备从9号单元获取年代数据号单元获取年代数据OUT 70H,AL ;选择选择CMOS RAM的的9号单元号单元IN AL,71H;获取获取9号单元的内容号单元的内容24微机系统与接口技术微机系统与接口技术例例6.1 读取读取CMOS RAM数据程序数据程序（续（续1）MOV AH,AL ; 转存转存AHSHR AH,CL ; 处理年代高位处理年代高位ADD AH,30H ; 转换为转换为ASCII码码MOV BX,AH ; 存入数据区存入数据区INC BX ; 指向下位指向下位AND AL,0FH ; 处理年代低位处理年代低位ADD AL,30H ; 转换为转换为AS

18、CII码码MOV BX,AL ; 存入数据区存入数据区ADD BX,2 ; 指向下位指向下位25微机系统与接口技术微机系统与接口技术例例6.1 读取读取CMOS RAM数据程序数据程序（续（续2）MOV AL,8; 从从8号单元获取月份数据号单元获取月份数据OUT 70H,ALIN AL,71H ；也转换成；也转换成ASCII码码MOV AL,7;从从7号单元获取日期数据号单元获取日期数据 ；也转换成；也转换成ASCII码码MOV DX,OFFSET DATEMOV AH,9INT 21H; 显示日期显示日期207-Mar-22显示结果26微机系统与接口技术微机系统与接口技术6.1.4 数据传

19、送方式数据传送方式附加硬件控制附加硬件控制软件程序控制软件程序控制无条件传送无条件传送查询传送查询传送中断传送中断传送直接存储器存取（直接存储器存取（DMADMA传送）传送）I/OI/O处理器控制传送处理器控制传送27微机系统与接口技术微机系统与接口技术6.2 无条件传送无条件传送在在CPU与慢速变化的设备交换数据时，可以与慢速变化的设备交换数据时，可以认为它们总是处于认为它们总是处于“准备好准备好”状态，随时可状态，随时可以进行数据传送，这就是无条件传送，或称以进行数据传送，这就是无条件传送，或称立即传送、同步传送立即传送、同步传送适合于简单设备，如适合于简单设备，如LED数码管、按键或按数

20、码管、按键或按钮等钮等无条件传送的接口和操作均十分简单无条件传送的接口和操作均十分简单这种传送有前提：外设必须随时就绪这种传送有前提：外设必须随时就绪28微机系统与接口技术微机系统与接口技术三态门和三态门和D触发器触发器三态门和以三态门和以D触发器形成的锁存器是微机接触发器形成的锁存器是微机接口电路中最常使用的两类逻辑电路口电路中最常使用的两类逻辑电路三态门的作用：功率放大、导通开关三态门的作用：功率放大、导通开关器件共用总线时，一般使用三态电路：器件共用总线时，一般使用三态电路：需要使用总线的时候打开三态门；需要使用总线的时候打开三态门；不使用的时候关闭三态门，使之处于高阻不使用的时候关闭三

21、态门，使之处于高阻D触发器的作用：信号保持，导通开关触发器的作用：信号保持，导通开关三态锁存29微机系统与接口技术微机系统与接口技术1. 三态缓冲器（三态门）三态缓冲器（三态门）T为低电平时：为低电平时：输出为高阻抗（三态）输出为高阻抗（三态）T为高点平时：为高点平时：输出为输入的反相输出为输入的反相TAF表示反相或低电平有效表示反相或低电平有效TAFTAFTAF三态门具有单向导通和三态的特性三态门具有单向导通和三态的特性输入缓冲输入缓冲30微机系统与接口技术微机系统与接口技术常用集成电路芯片常用集成电路芯片 74LS244双双4位单向缓冲器位单向缓冲器 分成分成4位的两组位的两组 每组的控制

22、端连接每组的控制端连接在一起在一起 控制端低电平有效控制端低电平有效 输出与输入同相输出与输入同相每一位都是一个三态门，每一位都是一个三态门，每每4个三态门的控制端连接在一起个三态门的控制端连接在一起31微机系统与接口技术微机系统与接口技术双向三态缓冲器双向三态缓冲器ABTOE*OE*0，导通，导通 T1 AB T0 ABOE*1，不导通，不导通双向三态门具有双向双向三态门具有双向导通和三态的特性导通和三态的特性32微机系统与接口技术微机系统与接口技术Intel 8286OE*0，导通，导通 T1 AB T0 ABOE*1，不导通，不导通每一位都是一个双向三态门，每一位都是一个双向三态门，8位

23、具有共同的控制端位具有共同的控制端8位双向缓冲器位双向缓冲器l 控制端连接在一起，控制端连接在一起，低电平有效低电平有效l 可以双向导通可以双向导通输出与输入同相输出与输入同相33微机系统与接口技术微机系统与接口技术常用集成电路芯片常用集成电路芯片 74LS2458位双向缓冲器位双向缓冲器l 控制端连接在一起，控制端连接在一起，低电平有效低电平有效l 可以双向导通可以双向导通输出与输入同相输出与输入同相E*0，导通，导通 DIR1 AB DIR0 ABE*1，不导通，不导通74LS245与与Intel 8286功能一样功能一样34微机系统与接口技术微机系统与接口技术2. 锁存器（锁存器（D触发

24、器）触发器） D Q C Q电平锁电平锁存 D Q C Q上升沿锁存上升沿锁存负脉冲的上升沿负脉冲的上升沿D QC QSR带有异步置位清零的带有异步置位清零的电平控制的锁存器电平控制的锁存器电平锁存：电平锁存：高电平通过，低电平锁存高电平通过，低电平锁存上升沿锁存：上升沿锁存：通常用负脉冲触发锁存通常用负脉冲触发锁存输出锁存输出锁存D QD Q35微机系统与接口技术微机系统与接口技术常用集成电路芯片常用集成电路芯片 74LS273具有异步清零的具有异步清零的TTL上升沿锁存器上升沿锁存器每一位都是一个每一位都是一个D触发器，触发器，8个个D触发器的控制端连接在一起触发器的控制端连接在一起36微

25、机系统与接口技术微机系统与接口技术三态缓冲锁存器（三态锁存器）三态缓冲锁存器（三态锁存器）TA D Q CB锁存环节锁存环节缓冲环节缓冲环节输出锁存缓冲输出锁存缓冲输入锁存缓冲输入锁存缓冲37微机系统与接口技术微机系统与接口技术Intel 8282具有三态输出的具有三态输出的TTL电平锁存器电平锁存器STB 电平锁存引脚电平锁存引脚OE* 输出允许引脚输出允许引脚每一位都是一个三态锁存器，每一位都是一个三态锁存器，8个三态锁存器的控制端连在一起个三态锁存器的控制端连在一起38微机系统与接口技术微机系统与接口技术常用集成电路芯片常用集成电路芯片 74LS373具有三态输出的具有三态输出的TTL电

26、平锁存器电平锁存器LE 电平锁存引脚电平锁存引脚OE* 输出允许引脚输出允许引脚74LS373与与Intel 8282功能一样功能一样39微机系统与接口技术微机系统与接口技术无条件传送：输入示例无条件传送：输入示例IOR三态缓冲器OEI/O装置地址译码器CSD7D0A15A1A00160HMOV DX, 160HIN AL, DX从从160H160H端口读入数据端口读入数据40微机系统与接口技术微机系统与接口技术无条件传送：输入实例无条件传送：输入实例MOV DX, 160HIN AL, DX74LS244+5V10K x 8G1 G2数据总线数据总线CSRD从从160H160H端口小键盘读入

27、数据端口小键盘读入数据41微机系统与接口技术微机系统与接口技术无条件传送：输出示例无条件传送：输出示例地址译码器数据锁存器A15A1IOWA0CS0160H输出设备D7D0MOV DX, 160HMOV AL, BXOUT DX, AL向向160H160H端口写入数据端口写入数据42微机系统与接口技术微机系统与接口技术无条件传送：输出实例无条件传送：输出实例MOV DX, 160HMOV AL, BXOUT DX, AL+5V74LS373300 x 8LE OE数据总线数据总线CSWR向向160H160H端口发光二极管写入数据端口发光二极管写入数据43微机系统与接口技术微机系统与接口技术K7

28、K1K0+5VD0D7A0A15CLK8位位反相反相驱动器驱动器8位位锁存器锁存器8位位三态三态缓冲器缓冲器6000H译码译码+5VLED0LED7GIOWIOR无条件传送：输入输出接口无条件传送：输入输出接口Mov dx,6000h;DX指向数据端口指向数据端口In al,dx ;从输入端口读开关状态从输入端口读开关状态Not al;反相反相Out dx,al;送输出端口显示送输出端口显示Call delay;调子程序延时调子程序延时44微机系统与接口技术微机系统与接口技术6.3 查询传送查询传送CPU需要先了解（查询）外设的工作状需要先了解（查询）外设的工作状态，然后在外设可以交换信息的情

29、况下态，然后在外设可以交换信息的情况下（准备好准备好）实现数据输入或输出）实现数据输入或输出对多个外设的情况，则对多个外设的情况，则CPU按一定顺序按一定顺序依次查询（轮询）。先查询的外设将优依次查询（轮询）。先查询的外设将优先进行数据交换先进行数据交换查询传送的特点是：工作可靠，适用面查询传送的特点是：工作可靠，适用面宽，但传送效率低宽，但传送效率低准备好？准备好？45微机系统与接口技术微机系统与接口技术查询传送的两个环节查询传送的两个环节 查询环节查询环节寻址状态口寻址状态口读取状态寄存器的标志位读取状态寄存器的标志位若不就绪就继续查询，直至准备好若不就绪就继续查询，直至准备好 传送环节传

30、送环节寻址数据口寻址数据口是输入，通过输入指令从数据端口是输入，通过输入指令从数据端口读入数据读入数据是输出，通过输出指令向数据端口是输出，通过输出指令向数据端口输出数据输出数据输入状态输入状态准备好？准备好？数据交换数据交换YN超时超时46微机系统与接口技术微机系统与接口技术IOR+5V8位位锁存器锁存器8位位三态三态缓冲器缓冲器译码译码1位位三态三态缓冲器缓冲器RQ A0A155001H5000HD0D7D0D输入输入设备设备IORSTBMOV DX,5001H；DX指向状态端口指向状态端口STATUS:IN AL,DX ；读状态端口；读状态端口TEST AL,01H；测试标志位；测试标志

31、位D0JZ STATUS ；D00，未准备好，继续查询，未准备好，继续查询DEC DX；D01，准备好，准备好，DX指向数据端口指向数据端口IN AL,DX；从数据端口输入数据；从数据端口输入数据2. 查询输入接口查询输入接口状态口状态口数据口数据口47微机系统与接口技术微机系统与接口技术8位位锁存器锁存器译码译码1位位三态三态缓冲器缓冲器RQ A0A155001H5002HD0D7D7D+5V输出输出设备设备ACKIOWIORmov dx,5001h；DX指向状态端口指向状态端口status: in al,dx；读取状态端口的状态数据；读取状态端口的状态数据test al,80h ；测试标志

32、位；测试标志位D7jnz status；D71，未就绪，继续查询，未就绪，继续查询inc dx；D70，就绪，就绪，DX指向数据端口指向数据端口mov al,buf ；变量；变量buf送送ALout dx,al；将数据输出给数据端口；将数据输出给数据端口3. 查询输出接口查询输出接口数据口（数据口（50025002）状态口状态口48微机系统与接口技术微机系统与接口技术6.4 中断传送中断传送断点断点主程序主程序中断服务程序中断服务程序中断请求中断请求对外设对外设进行处理进行处理继续执行继续执行返回断点返回断点外设主动提出请求外设主动提出请求处理器响应请求处理器响应请求执行中断服务程序，执行中断

33、服务程序，完成一次数据传送完成一次数据传送中断处理结束，中断处理结束，继续执行原来程序继续执行原来程序49微机系统与接口技术微机系统与接口技术6.4.1 中断工作过程中断工作过程中断请求中断请求中断响应中断响应 中断关闭中断关闭 断点保护断点保护 中断源识别中断源识别 现场保护现场保护中断服务中断服务 恢复现场恢复现场 中断开放中断开放中断返回中断返回中断流程中断流程数据交换的实质性环节数据交换的实质性环节中断接口中断接口50微机系统与接口技术微机系统与接口技术1. 中断请求和响应中断请求和响应中断请求中断请求外设以硬件信号的形式、向处理器发送有效信号，应外设以硬件信号的形式、向处理器发送有效

34、信号，应保持有效到被响应保持有效到被响应中断传送过程由外设的中断请求启动，获得处理器认中断传送过程由外设的中断请求启动，获得处理器认可，才真正进入中断传送过程可，才真正进入中断传送过程处理器需要满足一定条件，才能响应中断请求：处理器需要满足一定条件，才能响应中断请求：（1）指令执行结束后才能响应外设的中断请求）指令执行结束后才能响应外设的中断请求（2）处理器处于开放中断的状态）处理器处于开放中断的状态（3）中断请求的同时，没有更高级别的其他请求）中断请求的同时，没有更高级别的其他请求 中断流程中断流程51微机系统与接口技术微机系统与接口技术2. 中断关闭和开放中断关闭和开放中断开放中断开放允许

35、可屏蔽中断被响应允许可屏蔽中断被响应中断允许、开中断中断允许、开中断中断关闭中断关闭不允许可屏蔽中断被响应不允许可屏蔽中断被响应中断被屏蔽了、被禁止了，关中断中断被屏蔽了、被禁止了，关中断2级（多级）中断响应控制级（多级）中断响应控制处理器的中断屏蔽位：控制所有可屏蔽中断处理器的中断屏蔽位：控制所有可屏蔽中断外设接口电路的中断屏蔽位：灵活控制某个外设外设接口电路的中断屏蔽位：灵活控制某个外设中断流程中断流程52微机系统与接口技术微机系统与接口技术3. 断点保护和中断返回断点保护和中断返回断点是指被中断执行的指令位置断点是指被中断执行的指令位置断点保护断点保护保护断点指令所在的存储器地址保护断点

36、指令所在的存储器地址断点保护一般由处理器自动完成断点保护一般由处理器自动完成有的处理器还可能自动保护程序状态有的处理器还可能自动保护程序状态中断返回中断返回处理器返回断点继续执行原来的程序处理器返回断点继续执行原来的程序中断服务程序最后的一条中断返回指令实现中断服务程序最后的一条中断返回指令实现中断流程中断流程53微机系统与接口技术微机系统与接口技术5. 现场保护和恢复现场保护和恢复现场：对处理器执行程序有影响的工作环境现场：对处理器执行程序有影响的工作环境进入中断后需要保护现场进入中断后需要保护现场中断返回前需要恢复现场中断返回前需要恢复现场断点地址（或加上程序状态）由处理器硬件自断点地址（

37、或加上程序状态）由处理器硬件自动保护动保护其他需要由中断服务程序进行保护和恢复其他需要由中断服务程序进行保护和恢复（通常是处理器的（通常是处理器的通用寄存器通用寄存器AX，BX。）具体的编程方法可以类似子程序编程具体的编程方法可以类似子程序编程中断流程中断流程54微机系统与接口技术微机系统与接口技术中断源的识别中断源的识别4. 中断源识别中断源识别问题问题1：系统有多个中断请求，：系统有多个中断请求，CPU如何识别中断源？如何识别中断源？解答解答1：中断向量中断向量（图（图6-12）解答解答2：中断查询中断查询（图（图6-13）中断向量接口中断向量接口中断查询接口中断查询接口中断流程中断流程5

38、5微机系统与接口技术微机系统与接口技术中断优先权排队中断优先权排队6.4.2 中断优先权管理中断优先权管理问题问题2：有多个中断同时请求，：有多个中断同时请求，CPU如何应对？如何应对？解答解答1：软件查询：软件查询：逐个判断逐个判断解答解答2：硬件电路：硬件电路：编码电路、链式排队电路编码电路、链式排队电路56微机系统与接口技术微机系统与接口技术中断嵌套中断嵌套6.4.2 中断优先权管理中断优先权管理（续）（续）问题问题3：中断处理过程中，：中断处理过程中，又有中断提出请求，怎么办？又有中断提出请求，怎么办？原则原则1：优先权低于或等于，不予理会优先权低于或等于，不予理会原则原则2：优先权高

39、于，中断嵌套优先权高于，中断嵌套57微机系统与接口技术微机系统与接口技术6.5 DMA传送传送希望克服程序控制传送的不足：希望克服程序控制传送的不足：外设外设CPU存储器存储器外设外设CPU存储器存储器直接存储器存取直接存储器存取DMA：外设外设存储器存储器外设外设存储器存储器CPU释放总线，由释放总线，由DMA控制器管理控制器管理58微机系统与接口技术微机系统与接口技术DMA传送的工作过程传送的工作过程 DMA预处理：预处理：CPU对对DMA控制器进行初控制器进行初始化设置始化设置 DMA请求和应答：外设、请求和应答：外设、DMAC和和CPU三者通过应答信号建立联系，三者通过应答信号建立联系

40、，CPU将总线将总线交给交给DMAC控制控制 DMA数据传送数据传送DMA读存储器：存储器读存储器：存储器 外设外设DMA写存储器：存储器写存储器：存储器 外设外设 自动增减地址和计数，判断传送完成否自动增减地址和计数，判断传送完成否59微机系统与接口技术微机系统与接口技术DMA传送流程传送流程DMA请求和应答请求和应答发出存储地址发出存储地址发出控制信号发出控制信号数据交换数据交换传送结束？传送结束？地址增量地址增量请求应答请求应答DMA预处理预处理YN60微机系统与接口技术微机系统与接口技术传送方式的比较传送方式的比较无条件传送无条件传送慢速外设需与慢速外设需与CPU保持同步保持同步查询传

41、送查询传送 简单实用，效率较低简单实用，效率较低中断传送中断传送外设主动，可与外设主动，可与CPU并行工作，效率较高。并行工作，效率较高。DMA传送传送DMAC控制，外设直接和存储器进行数据传送，控制，外设直接和存储器进行数据传送，适合大量、快速数据传送适合大量、快速数据传送多种多样的外设多种多样的外设工作原理不同工作原理不同机械、电子、机电、电磁机械、电子、机电、电磁传送信息类型多样传送信息类型多样数字量、模拟量、开关量数字量、模拟量、开关量传送速度差别极大传送速度差别极大传送方式不尽相同传送方式不尽相同串行、并行串行、并行编码方式不同编码方式不同二进制、二进制、BCD码、码、ASCII码码返回端口（端口（PORT）端口泛指端口泛指I/O地址，通常对应接口电路的寄存器地址，通常对应接口电路的寄存器一个接口电路可以具有多个一个接口电路可以具有多个I/O端口（寄存器