第10讲_1微型计算机和外设的数据传输_2

1、1 程序方式程序方式：通过：通过CPU执行程序中的执行程序中的I/O指令指令完成信息完成信息 传送。传送。 中断方式中断方式：CPU响应外设中断请求完成数据传输。响应外设中断请求完成数据传输。 D M A 方 式方 式 ： 传 送 请 求 由 外 设 向： 传 送 请 求 由 外 设 向 D M A 控 制 器控 制 器（DMAC）提出，后者向）提出，后者向CPU申请总线，最后申请总线，最后DMAC利用系统总线来完成外设和存储器间的数据利用系统总线来完成外设和存储器间的数据传送。传送。5.5 CPU和外设之间的数据传送方式和外设之间的数据传送方式2无条件传送方式无条件传送方式条件传送方式条件传

2、送方式程序方式程序方式3又称又称“同步传送方式同步传送方式”在在CPU与设备交换数据时，可以认为它们总与设备交换数据时，可以认为它们总是处于是处于“就绪就绪”状态，随时可以进行数据传状态，随时可以进行数据传输输适于简单外设，如发光二极管、开关、七段适于简单外设，如发光二极管、开关、七段显示器等显示器等这种传送有前提：外设必须随时就绪，传送这种传送有前提：外设必须随时就绪，传送不能太频繁不能太频繁无条件传送方式无条件传送方式4无条件传送方式的工作原理无条件传送方式的工作原理5举例举例K7K1K0+5VD0D7A1A15CPLS06反相反相驱动器驱动器LS2738D锁存器锁存器LS244三态三态缓

3、冲器缓冲器8000H译码译码+5VLED0LED7译码GWRRDM/IO6next: mov dx,8000h ;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jmp next;重复重复代码代码7 有有8个发光二极管，其阴极加低电平则亮，个发光二极管，其阴极加低电平则亮，用用74LS273作为作为I/O接口与接口与8086通信，端口地址通信，端口地址是是20H。要求发光二极管由低位向高位依次循环。要求发光二极管由低位向高位依次循环显示。画出

4、电路图，写出实现该功能的程序。显示。画出电路图，写出实现该功能的程序。思考题思考题8思考题答案思考题答案MOV AL,01H NEXT: OUT 20H,AL CALL DELAY ROL AL,1 ;不带CF循环左移JMP NEXT+5VD0D7A1A7CPLS06反相反相驱动器驱动器LS2738D锁存器锁存器20H译码译码LED0LED7译码WRM/IO9条件传送方式条件传送方式又称又称“查询传送方式查询传送方式”CPU需要先了解（查询）外设的工作状态，然后在需要先了解（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）实现数据输入外设可以交换信息的情况下（就绪）实现数据输入或输

5、出或输出接口部件除了有数据端口，还需传送状态的端口接口部件除了有数据端口，还需传送状态的端口对多个外设的情况，则对多个外设的情况，则CPU按一定顺序依次查询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（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，但传送查询传送的特点是：工作可靠，适用面宽，但传送效率低效率低10条件传送的两个环节条件传送的两个环节 查询环节查询环节n寻址状态口寻址状态口n读取状态寄存器的标志位读取状态寄存器的标志位n若不就绪就继续查询，直至就绪若不就绪就继续查询，直至就绪 传送环节传送环节n寻址数据口寻址数据口n是输入，通过输入指令

6、从数据端口读入数据是输入，通过输入指令从数据端口读入数据n是输出，通过输出指令向数据端口输出数据是输出，通过输出指令向数据端口输出数据输入状态输入状态就绪？就绪？数据交换数据交换YN11查询式输入的接口电路查询式输入的接口电路RD+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 A1A15300H310HD0D7D0DD QCP输入输入设备设备输入输入设备设备RDSTBRM/IOM/IO12SPORT EQU 300H DPORT EQU 310H TEST1: MOV DX,SPORT ;DX指向状态端口指向状态端口IN AL,DX ;读状态端口读状态

7、端口TEST AL,01H ;测试标志位测试标志位D0JZ TEST1 ;D00，未就绪，继续查询，未就绪，继续查询MOV DX,DPORT ;D01，就绪，就绪，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 13查询式输出的接口电路查询式输出的接口电路8D锁存器锁存器译码译码1位位三态三态缓冲器缓冲器RQ A1A15300H310HD0D7D0D+5VQ D R输出输出设备设备输出输出设备设备ACKWRRDCPM/IOM/IO14SPORT EQU 300H DPORT EQU 310H MOV DX,SPORT ;DX指向状态端口指向状态端口TEST2

8、: 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位D0JNZ TEST2 ;D01，数据未写入，继续等待，数据未写入，继续等待MOV DX,DPORT ;D00，就绪，就绪，DX指向数据端口指向数据端口MOV AL，BX ;待输出数据在缓冲区待输出数据在缓冲区OUT DX,AL ;从数据端口输出数据从数据端口输出数据 15 在条件传送方式时，在条件传送方式时，CPU要用大量时间去执要用大量时间去执行状态查询程序，使行状态查询程序，使CPU的效率大大降低。中断的效率大大降低。中断方式则是让外设在准备好之后通知方式则是让外设在准备好之后通知CPU，执行与，执

9、行与外设的数据传输工作。这样可以大大提高外设的数据传输工作。这样可以大大提高CPU的的利用率。利用率。中断方式中断方式INTR主程序响应中断服务程序返回CPU外设16 当外设准备好当外设准备好(输入输入)或闲或闲(输出输出),向向CPU发出申发出申请请,CPU响应后响应后,暂停执行原程序暂停执行原程序,转去执行中断服转去执行中断服务程序。务程序。中断传送的接口电路如下：中断传送的接口电路如下：中断方式输入的接口电路中断方式输入的接口电路R18 以输入为例:输入装置输入一数据,发出选通信号,一方面把数据存入锁存器,一方面又使D触发器置1,在中断允许下,发出INTR, CPU在现行指令执行完后,发

10、出INTA, 把外设送来的中断向量放到DB上,于是CPU转入中断服务程序,读入数据,同时清除中断请求INTR,中断处理完,CPU返回被中断处理的程序继续执行。19DMA方式方式n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存储器存储器存储器存储器CPU存储器存储器n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存储器存储器存储器存储器nCPU释放总线，由释放总线，由DMA控制器控制器(DMAC)管理管理20 DMAC包括四个寄存器:状态控制寄存器,数据寄存器,地址寄存器和字节计数器. 这些寄存器在传送之前进行初始化。DMAC的传送步骤：DMAC向CPU发出总

11、线请求HOLD信号CPU收到HOLD后,在当前总线周期的T4 状态输出一个总线响应信号HLDA,让出总线控制权,DMAC接管总线控制权进入DMA方式发出地址信息,能对存储器寻址发出读或写等控制信号,通过DB传送数据修改地址指针、字节计数器,判断DMA传送是否结束若传送完,发出DMA结束信号,CPU恢复对总线的控制21作业作业1. 外设为什么需要通过接口与主机系统相连？存储外设为什么需要通过接口与主机系统相连？存储器需要接口与总线相连么？为什么？器需要接口与总线相连么？为什么？2. CPU和外设之间传送的信息有哪几类？和外设之间传送的信息有哪几类？3. 8086/8088系统中，用哪种方法对系统中，用哪种方法对I/O端