第5章输入输出技术

1、西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 5.1 概述概述 5.2 中断方式中断方式5.3 直接存贮器存取直接存贮器存取(DMA)西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 5.1 概述概述 5.1.1 外设接口的编址方式: 两种 1.外设地址与内存地址统一编址 这种编址方式又称为存贮器映射编址方式。在这种编址方式中，将外设接口地址和内部存贮器地址统一安排在内存的地址空间中。 原则上，用于内存的指令可以用于外设。但内存的可用范围相对减少。 Motorola的68系列和65系列微型机中

2、广泛应用。西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 2. 外设与内存独立编址 在这种编址方法中，内存地址空间和外设地址空间是相互独立的。 以8088为例，内存地址为连续的1M字节，从00000H至FFFFFH，而外设的地址为0000H至FFFFH。由IO/M来区分。 各有自己的指令和寻址空间，但用于外设的指令功能较弱，这种编址方式在Z80和Intel80系列中有广泛应用。 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 5.1.2 输入输出的基本方法 在微型计算机系统中，主要的输入输出方法有以下4种： 无条件传送。 查询方式

3、。 中断方式。 直接存贮器存取(DMA)方式。西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 1.无条件传送 在微机系统中，有一些简单的外设。当它们工作时，随时都准备好接收CPU的输出数据或它们的数据随时都是准备好的，CPU什么时候读均可以正确地读到他们的数据。CPU可以无条件的向外设传送数据。 下面看看无条件传输的两个例子。西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.1 开关K的输入接口 74LS24474LS244地址为FFF7H西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 无条件数

4、据传送的另一个例子如图5.2表示。图中外设是简单的发光二极管。此外设的接口用锁存器(273)来实现。锁存器在打入脉冲CP上升沿将输入端D的数据锁存在它的输出Q端。 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.2 锁存器输出接口 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.2中，锁存器作为输出接口，其外设地址为0000H。当CPU执行如下指令时，即可将图中两个发光二极管点亮。 MOV AL，81H MOV DX，0000H OUT DX，AL 当执行OUT指令时，CP端会有负脉冲产生，这就可以将数据线上的81H锁

5、存在输出端，从而点亮发光二极管。 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 2.查询方式 无条件传送对于那些慢速的或总是准备好的外设是适用的。对并不总是准备好的外设则可以采用查询的方式。通常要求外设提供一个状态信息。 查询方式：计算机利用程序不断地询问外设的状态，根据外设状态来实现数据的输入输出。 图5.3 查询工作方式示意图 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 (1) 单一外设的查询工作 接收和发送数据都要首先查询外设状况，其数据的输入和输出可简要的用图5.4所示流程来表示。 为了说明查询方式工作的过程，以如图

6、5.5所示例子加以说明。 由图5.5可以看到，数据输出口和状态输入口共用一个地址00FFH。前者是只写的，而后者是只读的。现欲将48000H为首地址的顺序100单元的数据，利用查询方式输出到此外设，其程序可简写如下：西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 START： MOV AX,4000H MOV DS，AX MOV SI，8000H MOV CX，100GOON：MOV DX，00FFHWAIT： IN AL，DX AND AL，01H JZ WAIT MOV AL，SI OUT DX，AL INC SI LOOP GOON RET 西安理工大学教

7、学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 (2) 多个外设查询方式工作 通常，当系统有多个外设时，可利用如图5.6所示方式查询。 从图5.6可以看出，CPU逐个对外设进行查询。若发现哪个外设准备就绪，就对该外设实施数据传送。然后再对下一个外设查询，依次循环。 在查询过程中，CPU不能做别的事，大大降低了CPU的效率，而且不能对外设进行实时数据交换。对实时性要求较高的外设，可能丢失数据。西安理工大学教学讲稿西安理工

8、大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.6 多个外设查询方式工作流程 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 5.2 中断方式中断方式 无条件传送是用于慢速外设，查询方式适用于慢速和中速外设。 而利用中断方式传送数据，可以大大提高CPU效率，对外设的请求作出实时响应。 5.2.1 中断的基本概念 1.中断的概念及中断源分类 在CPU执行程序过程中，由于某种事件发生，强迫CPU暂时停止正在执行的程序而转向对发生的事件进行处理，事件处理结束后又能回到原中止的程序，接着中止前的状态继续执行原来的程序，这一过程称为中断。西安理工大学教学讲稿西安

9、理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 引起中断的事件称为中断源，分为内部和外部两种。 外部中断源产生引起中断的事件。由INTR和NMI告诉CPU已发生了中断事件。 INTR通常称为可屏蔽中断输入信号，高电平有效表示外部中断源提出中断请求。 NMI称为非屏蔽中断请求输入信号，上升沿有效。 当然不同的CPU信号的有效性不一样。 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 2. 中断响应的一般过程 (1)中断请求 当外设要求CPU为它服务时，便在CPU的中断请求输入端加一个电平信号。 注意：a.有效的中断请求电平必须保持到被CPU发现；b.当CP

10、U响应请求后，应当把有效的请求电平去掉。 (2)中断承认 CPU在每条指令执行的最后一个时钟周期检测中断请求输入端有无请求发生，而后决定是否对它做出响应。CPU承认一个中断请求，必须满足以下4个条件：西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 a.一条指令执行结束。 b.CPU处于开中断状态，即IF=1。 c.没有发生复位(RESET)、保持(HOLD)和非屏蔽中断请求(NMI)。 d.开中断指令(STI)、中断返回指令(IRET)执行完，还需再执行一条指令才能响应INTR请求。 (3) 断点保护：分硬件保护和软件保护两类 硬件保护：关中断，将PSW,CS,

11、IP压入堆栈。 软件保护：硬件未保护的、对被中断程序来说需要保护的寄存器。 (4)中断源识别 有两种常用的确定中断源的方法： 软件查询：需要硬件支持，如图5.7。 中断矢量法：利用不同中断源提供不同的中断矢量的方法。 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.7 查询中断源所用的硬件西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.8 软件查询中断源流程图 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 (5) 中断服务 中断服务程序分为两种情况。如图5.9所示，第一种是不允许被中断

12、的中断服务程序。 第二种是可以被中断的中断服务程序，其流程图如图5.10所示。 (6) 断点恢复：将压入堆栈的寄存器内容弹出。 (7) 中断返回 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.9 不允许中断的中断服务程序流程西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.10 允许中断的中断服务程序流程图 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 3. 中断优先级及中断嵌套 当微型计算机系统中存在着多个中断源，在这些中断源提出中断请求后，要求CPU对其响应的快慢程度是不一样的。为

13、了能根据中断源的轻重缓急对多个中断进行合理的响应，在微型机中提出了中断优先级的控制问题。 中断优先级控制应当解决这样两种可能出现的情况： 当不同优先级的多个中断源同时提出中断请求时，CPU首先响应最高优先级的中断源。 当CPU正在对某一中断源服务时，比它优先级更高的中断源提出中断请求时，CPU能够中断正在执行的中断服务程序而去对优先级更高的中断源进行服务。 中断嵌套：优先级高的中断源可以中断优先级低的中断服务程序，这种中断服务程序套中断服务程序的现象称为中断嵌套。西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.11 中断嵌套示意图 西安理工大学教学讲稿西安

14、理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 5.2.2 8086(8088)的中断系统 8086(88)具有功能很强的中断系统，可以处理256个不同方式的中断。每一个中断赋予一个中断向量码，CPU根据向量码的不同来识别不同的中断源。 1. 内部中断源 8086(88)的内部中断主要有5种。 (1) 除法错中断：向量码为0 (2) 单步中断：检测TF标志，向量码为1 (3) 断点中断：用于设置断点，向量码为3 (4) 溢出中断：检测OF标志，向量码为4 (5)用户自定义的软件中断INTn西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 2. 外部中断 8

15、086(88)有两个信号输入端供外部中断源提出中断请求，下面分别予以说明。 (1) 非屏蔽中断NMI：不受IF的约束，只要CPU在正常执行程序，一旦NMI请求发生，CPU在一条指令执行结束后将对它作出响应。NMI为上升沿有效，当响应中断请求时，由其内部产生中断向量码2，该向量码决定非屏蔽中断服务程序的入口地址。 (2) 可屏蔽中断请求INTR：受IF的约束，高电平有效。如图5.12。 注意INTR中断与内部中断和外部NMI的区别。西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.12 INTR中断响应时序 由外部中断控制器提供西安理工大学教学讲稿西安理工大学

16、教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.13 8086(88)的中断响应过程 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 综上所述，我们用图5.13表示8086(88)CPU响应中断的处理过程。对图5.13作如下说明： 在8086(88)CPU中，内部中断的除法错、溢出、断点及用户自定义软件中断的优先级最高，其次是NMI。 ，再有是INTR，最低的是单步中断。 从图5.13可以看到，各中断的处理过程大致是相同的。 在中断响应过程中，获取中断向量码的方式是各不相同的；但获得中断向量码之后的过程则是一样的。 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿

17、 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 特别应提醒读者注意的是，图5.13的整个过程，从发现有中断直到转向中断服务程序这一复杂的过程，是由CPU硬件自动完成的。西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 3. 中断向量表 在8086(88)内存的开始1K字节建立了一个中断向量表，如图5.14所示。从中断向量表中我们可以看到，利用该表，将不同的中断源与其相对应的中断服务程序入口联系在一起。知道了中断源，利用中断向量表可以自动地转向相应的中断服务程序。西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.14 中断向量表 西安理工

18、大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 5.2.3 中断控制器8259 中断控制器8259能对8个或通过级联对更多中断源实现优先级控制。 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 在以后的内容中，我们将会接触到一些可编程器件，如：8255，8253，8259等，这些器件相对复杂、灵活，大家从以下方面去掌握它： 弄清芯片外部引线以便将它们连接到系统中； 了解它们的工作方式和工作特点，以便有选择地应用它们的某些工作方式； 理解芯片内部的控制字、命令字，以便对它们进行编程； 了解每块芯片所占的地址，以便具体进行连接； 在上述基础上

19、实现对芯片的初始化及具体应用。西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 下面我们就开始具体介绍可编程中断控制器8259。 1. 8259的外部引线 可编程中断控制器8259外部引线图如图5.15所示。 D0D7为双向数据线，与系统总线的数据线相连接。 、 为写和读控制信号，与系统总线的读写信号相连接。 为片选信号，只有 为低电平时，才能实现CPU对8259的写或读操作。 A0是8259内部寄存器的选择信号。 WRRDCSCS西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 INT为8259的中断请求输出信号，可直接接到CPU的

20、INTR输入端。 为中断响应输入信号。 CAS0CAS2为级联控制线。 为双功能引线。 IR0IR7中断请求输入端。 8259的内部有多个寄存器，其中包括： 中断请求寄存器(IRR)，其内部保存着所有外部中断源IR0IR7的中断请求状态。 /SP ENINTA西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 中断服务寄存器(ISR)，用来保存所有正在服务的中断源。当8259收到中断结束命令时，其寄存的状态进行调整。 中断屏蔽寄存器(IMR)，保存着被屏蔽的所有中断源。其屏蔽功能可用命令修改。西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出

21、技术 图5.15 8259引线图西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.16 8259的内部框图 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 2. 8259的工作方式 通过编程，可以设置8259的不同工作方式，以便适应不同环境的需要。这也说明8259工作的灵活性和适应性。 (1) 8080/85与8086/88工作模式 a)8080/85工作模式，响应中断过程中，CPU发送连续的3个INTA脉冲，第一个发送CALL指令的操作码CDH给CPU，第二个发送中断入口地址的低八位，第三个发送中断入口地址的高八位。中断服务

22、程序的入口地址可通过编程由用户指定，每个中断源入口地址的间隔可是4个字节或8个字节，由用户编程定，见图5.17。 b)在8086/88模式下，响应中断过程中，CPU发送连续的2个INTA脉冲，第一个被8259忽略，第二个发送中断源的一个字节的向量码给CPU。由T7T3确定向量码。西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.17 8080/85模式下第二中断响应字节 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 (2) 特殊屏蔽方式 在正常情

23、况下，当一个中断请求被响应时，8259将禁止所有同级及更低优先级中断请求，这就称为一般屏蔽方式。 但是，在一特殊情况下，希望也允许较低优先级的中断请求产生中断。这时，可用特殊屏蔽方式。要做到这一点，需要利用后面将要提到的8259初始化命令字。 一个特殊屏蔽方式的示意图如图5.19所示，其中SMM等需要参看后面的命令字的定义。西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.19 特殊屏蔽示意图 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 (3) 中断结束 8259中，中断结束是利用复位ISR中的相应位来实现的。具体有两种方

24、法： 自动结束：由初始化设置ICW4确定 利用命令结束：操作OCW2的相关命令实现 (a)一般中断结束命令(EOI)：用于中断嵌套。 (b)特殊中断结束命令(SEOI)：用于特殊屏蔽方式。 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 4)优先级循环 根据8259命令字的规定，它有两种优先级规定：循环优先级和固定优先级。 固定优先级：规定8个中断源以IR0的优先级最高，IR7最低，顺序固定不变。 循环优先级有3个结构： 自动优先级循环：用于中断源具有相等优先级的情况。 指定优先级循环：利用命令一次性改变优先级。 自动结束方式下的优先级循环 (5)查询状态 通过

25、将操作命令字OCW3中的P位置1(后面要提到)，可以查询8259的状态。 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.20 查询时读出的状态字节 I=1表示有中断，I=0表示无中断；W0W2的编码表示请求中断的中断源的最高优先级。西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 3. 8259的内部控制字 对8259的编程包括两类：初始化命令字和操作命令字。 (1)初始化命令字 初始化命令字ICW1。在A0=0,D4=1时为写入，各位的功能见图5.21。 初始化命令字ICW2。 初始化命令字ICW3。 初始化命令字ICW4

26、。 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.21 初始化命令字1(ICW1) 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.22 初始化命令字2(ICW2)在8080/85模式下，为中断入口的高8位地址；在8086/88模式下，提供不同中断源的中断向量码。西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.23 初始化命令字3(ICW3) 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.24 初始化命令字4(ICW4) 西安理工大学教学讲

27、稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 (2) 操作命令字OCW：在初始化完后，可在8259工作的任何期间写操作命令字。 操作命令字OCW1。 操作命令字OCW2。 操作命令字OCW3。 图5.25 操作命令字1(OCW1) 用于设置对8259中断的屏蔽操作，某位置1为屏蔽。西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 OCW2命令字用于设置优先级是否循环，循环方式及中断结束方式。 R为优先级循环控制位，R=1为循环优先级；R=0为固定优先级。 L2、L1、L0为系统最低优先级编码，用它们来指定哪个IR优先级最低。 EOI是中断结束命令。

28、该位为1时，将复位现行中断的中断服务寄存器中的相应位。在非自动EOI的情况下，需要用OCW2来复位当前最高优先级所对应的位。 SL用于选择L2、L1、L0编码。当SL=1时，L2L0编码有效。SL=0时，L2L0编码无效。除上述所说的外，R，SL，EOI编码功能见图5.26和表5.1。西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.26 操作命令字2(OCW2) 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 表5.1 OCW2控制格式 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 操作命令

29、字OCW3。OCW3可用以设置查询方式、特殊屏蔽方式以及读8259的中断请求寄存器IRR、中断服务寄存器ISR、中断屏蔽寄存器IMR的当前状态。OCW3各位功能如图5.27所示。 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.27 操作命令字3(OCW3) 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 4. 8259的寻址与连接 为了使8259按照设计者的要求工作，就需要利用软件将初始化命令及操作命令字写入8259；另一方面为了知道8259的工作状态，又必须将其内部的一些寄存器的内容读出来。对寄存器和命令的访问控制如表5

30、.2所示。西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 表5.2 8259寄存器及命令的访问控制 利用/CS有效选中8259，利用A0来寻址不同的寄存器和命令字。由于8259在硬件系统中只占两个外设接口地址，因此需利用命令中的D3、D4及写入顺序来区分。西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.28 8259与系统总线的连接 部分地址译码，地址为FF00FF07西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 5. 8259的初始化使用 下面是8259的初始化程序：SET59A：MOV

31、DX,0FF00H ;8259A的地址，A0=0 MOV AL，13H ; ICW1，LT1M=0,单 片 ,需要ICW4 OUT DX，AL MOV DX，0FF02H ;8259地址，此时A0=1 MOV AL，48H ;ICW2，中断向量码 OUT DX，AL西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 MOV AL，03H ;ICW4，8086/88模式，自动 EOI，非缓冲方式,一般全 嵌套 OUT DX，AL MOV AL，0E0H ; OCW1，屏蔽IR5，IR6，IR7 因为未用到这3个中断输入 OUT DX，AL西安理工大学教学讲稿西安理工大

32、学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.29 8259的初始化顺序 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 先将数写入IMR，再把它读出来校验MOV DX,0FF02HMOV AL，0；取OCW1为00HOUT DX，AL；取00H写入IMRIN AL，DX；读IMROR AL，AL；判断其内容为00H否JNZ IMERRMOV AL，0FFHOUT DX，ALIN AL，DXADD AL，1JNZ IMERR西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 在读IMR时，可直接在对应A0=1的地址上读出；但

33、要读IRR或ISR时，则必须先向8259写入一个命令字OCW3。以下是读出ISR内容的一段程序： MOV DX,0FF00H ;对应A0=0 MOV AL，0BH ；0BH为OCW3内容 OUT DX，AL ；OCW3写入8259 IN AL，DX ；读出ISR的内容，放在 AL中西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 把定时器产生的周期为20MS的方波加到图5.28的IR0上，初始化上升沿产生中断，具体做法如下：(1) 编写20ms中断服务程序CLOCK PROC FAR PUSH AX PUSH SI MOV AX，SEG TIMER MOV DS，

34、AX MOV SI，OFFSET TIMER MOV AL，SI ;取50次计数 INC AL MOVSI,AL西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 CMP AL，50 ；判1s到否?JNE TRNEDMOV AL，0MOV SI,AL MOV AL,SI+1 ;取60s计数ADD AL，1DAAMOV SI+1,AL CMP AL,60H ;判1min到否?JNE TRNED西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 MOV AL，0MOV SI+1,AL MOV AL, SI+2 ;取60min计数ADD AL，

35、1DAAMOV SI+2,ALCMP AL，60H ；判1h到否?JNE TRNEDMOV AL，0MOV SI+2,ALMOV AL，SI+3;取小时计数西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 ADD AL,1 DAA MOV SI+3,AL CMP AL,24H JNE TRNED MOV AL，0 MOV SI+3,ALTRNED：POP SI POP AX STI IRET ENDP西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 (2)确定中断向量，初始化8259(3)初始化中断向量表：将中断服务程序的段地址及偏移

36、量放在中断向量码乘4所决定的4个地址单元中。(a)直接编程初始化中断向量表INTITB：MOV AX，0000H MOV DS，AX MOV SI，0120H MOV DX，OFFSETCLOCK MOV SI,DX MOV DX,SEGCLOCK MOV SI+2,DX西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 (b) DOS系统调用若在DOS下工作，则可采用DOS系统调用： INT 21H的功能25H-置中断向量 25HAH 中断向量码AL 中断服务程序段：偏移量DS：DX西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 程

37、序如下：MOV AH,25H ;功能号MOV AL，48H ；中断向量码MOV DX，SEG CLOCKMOV DS，DXMOV DX，OFFSET CLOCKINT 21H西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 6. 8259的级联 当微型机系统中的中断源较多，一片8259不能解决问题时，可以采用级联工作方式。这时指定一片8259为主控芯片，它的INT接到CPU上而其余的8259芯片均作为从属芯片，其INT输出接到主控芯片的IR输入端。由于主控8259有8个IR输入端，故一个主控8259可以连接8片从属8259，最多允许有64个IR输入。 西安理工大学

38、教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.30 3片8259级联工作框图 3片8259的地址由/CS和A0定西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 级联系统中每一片8259都有各自初始化程序，中断结束时连发两次EOI命令结束主控片和从属片。 一般全嵌套方式在级联方式中区分优先级存在问题，为了避免一般全嵌套方式的这一缺点，在级联方式时，可采用前面提到的特殊全嵌套方式。在将主控片初始化为特殊全嵌套方式后必须注意到如下两种情况： 当从属片的中断请求响应后，主控芯片并不封锁从属片的INT输入。 当从属片的中断响应结束时，要用软件来

39、检查中断状态寄存器ISR的内容，看看当前被服务的是否是本从属片的唯一一个中断请求。 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 5.3 直接存贮器存取直接存贮器存取(DMA) 5.3.1 DMA的工作过程 要实现DMA传送，目前都采用大规模集成电路芯片DMA控制器(DMAC)。DMA的工作过程大致如下： 外设向DMAC发出DMA传送请求。 DMAC通过连接到CPU的HOLD信号向CPU提出DMA请求。 CPU在完成当前总线周期后会立即对DMA请求做出响应。西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 待CPU将总线置高阻放弃

40、总线控制权，DMAC即开始对总线实施控制并向外设送出DMA的应答信号。 DMAC送出地址信号和控制信号，实现外设与内存或内存与内存的数据传送。 DMAC将规定的数据字节传送完之后，通过向CPU发HOLD信号，撤消对CPU的DMA请求。 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.31 DMA存储器写总线周期时序西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.32 PC机中DMA操作流向图 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 5.3.2 DMA控制器8237 1. 8237

41、的引线及功能 DMAC8237的外部引线图如图5.33所示。 A0A3：双向地址线，具有三态输出。 A4A7：三态输出线。 DB0DB7：双向三态数据总线。 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.33 DMAC8237引线图 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 ：双向三态低电平有效的I/O写控制信号。 ：双向三态低电平有效的I/O读控制信号。 ：三态输出低电平有效的存贮器写控制信号。 ：三态输出低电平有效的存贮器读控制信号。 ADSTR：地址选通信号，高电平有效的输出信号。 AEN：地址允许信号，高电平

42、有效输出信号。 ：片选信号，低电平有效输入信号。 RESET：复位信号，高电平有效输入信号。 READY：准备好输入信号 IORIOWMEMWMEMRCS西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 HRQ：保持请求信号 HLDA：保持响应信号 DREQ0DREQ3：DMA请求(通道03)信号。DACK0DACK3：DMA响应信号，分别对应通道03。CLK：时钟输入。 ：过程结束，低电平有效的双向信号。 EOP西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 2.8237的工作方式8237工作有两种周期，即空闲周期和工作周期。(1

43、)空闲周期(2)工作周期单字节传送方式。 数据块传送。 请求传送。 级联方式。 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.34 8237级联方式工作框图 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 (3) 传送类型 接口到存贮器的传送。 存贮器到接口。 存贮器到存贮器。 (4) 优先级 (5) 传送速率 3. 8237的内部寄存器 8237有4个独立的DMA通道，有许多内部寄存器。表5.3给出这些寄存器的名称、长度和数量。西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 表5.3 82

44、37的内部寄存器 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 (1)基地址寄存器(2)基字数寄存器(3)当前地址寄存器(4)当前字数寄存器(5)地址暂存寄存器和字数暂存寄存器(6)方式寄存器(7)命令寄存器(8)请求寄存器(9)屏蔽寄存器西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.35 8237的方式控制字 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.36 8237的命令字 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.37 8237的

45、请求字 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.38 8237的单通道屏蔽字西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 单个通道屏蔽字。 四通道屏蔽字。 (10)状态寄存器(11)暂存寄存器(12)字节指针触发器西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.39 8237的四通道屏蔽字西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.40 8237的状态寄存器西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术

46、4. 8237的寻址及连接 8237的4个通道的寄存器及其他各种寄存器的寻址编码如表5.4和表5.5所示。西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 表5.4 8237各通道寄存器的寻址 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 表5.5 软件命令寄存器的寻址 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.41 利用页寄存器产生存贮器地址 西安理工大学教学讲稿西安理工大学教学讲稿 第第5章章 输入输出技术输入输出技术 图5.42 PC机中82