《微机原理与接口技术》课件第7章 微型计算机和外设间的数据传输

第7章概述CPU与输入输出设备间的信号CPU与外设之间的数据传送方式7.17.27.3微机原理与接口技术1.什么是接口：

把外部设备同计算机连接起

来实现数据传送的控制电路称为

I/O接口电路，简称I/O接口。7.1概述（1）转换信息格式（2）提供联络信号（3）协调定时差异（4）进行译码选址（5）实现电平转换（6）时序控制2.I/O接口的功能7.2.1接口信号1.数据信息（走数据口）2.状态信息也称为握手信息（走状态口）反映外设的工作状态，如输入装置否已准备好（ready），输出装置是否忙（busy）3.控制信息（走控制口）

指CPU向接口内部控制寄存器发出的各种控制命令，用于改变接口的工作方式及功能，如选通信号、启停信号等。7.2CPU与I／O接口之间的接口信号

这三类信息的性质是不同的，必须分别传送。通常是采用分配不同的端口地址的方法进行区别，所以一个外设往往要占几个端口地址。

数据信息用一个端口。状态信息和控制信息往往只有一位或二位，故状态和控制信息常常共用一个端口地址。I/O接口示意图说明：不论数据信息、状态信息、还是控制信息都走数据线，对状态信息是输入（读操作），对控制信息是输出（写操作）7.2CPU与I／O接口之间的接口信号7.2.1接口信号7.3.1无条件传送方式又称“同步传送方式”。CPU不管外设的状态，在需要和外设交换信息的时候，就用输入或输出指令和外设交换信息。

在这种方式下，CPU和外设之间只有数据信息的传送，没有状态信息的传送。无条件传送不等于不需要接口电路，只是接口电路可以比较简单，因为只有数据的通道（输出锁存器和输入缓冲器），不需要有握手信号。7.3CPU和外设之间的数据传送方式

CPU与I／O接口之间的接口信号四种：1.无条件传送方式；2.查询传送方式；3.中断传送方式；4.DMA传送方式。例7-1采用无条件传送方式控制的电路，输入接口中自带有数据缓冲器（680H），输出接口中自带有锁存器(681H)，K0~K2打开则Q0~Q2亮，否则灭。DON:MOVDX,680HINAL,DX；读输入口NOTALMOVDX,681HOUTDX,AL；写输出口JMPDON

+5VK0K1K20Q1Q2

输入接口输出接口QDB+5V7.3CPU和外设之间的数据传送方式

CPU与I／O接口之间的接口信号7.3.1无条件传送方式“先查询，后传送”，只有在外设已经是在“准备好”状态，才开始传送数据。查询式传送的一般流程：先从状态口读入状态字；如果状态是“准备好”，开始传送；如果状态是“没有准备好”，则继续查询，直到“准备好”，开始传送。7.3CPU和外设之间的数据传送方式

CPU与I／O接口之间的接口信号7.3.2查询传送方式（异步传送方式）查询方式流程图例7-2查询输入接口：8位锁存器与8位三态缓冲器构成数据寄存器，状态寄存器由D触发器和1位三态缓冲器构成。CPU可通过D7访问该状态口。D7=1为准备好。7.3CPU和外设之间的数据传送方式

CPU与I／O接口之间的接口信号7.3.2查询传送方式（异步传送方式）MOVDX，STATUS_PORTCHX：IN AL，DX ；读状态口

TESTAL，80H ；测试状态标志位D7

JZ CHX；D7=0，未准备好

MOVDX，DATA_PORT INAL,DX；读数据口 RET例7-3查询输出接口：8位锁存器作为数据寄存器，状态寄存器由D触发器和1位三态缓冲器构成，CPU则可利用数据线D0输入该状态口的信息。试编写查询输出控制程序。7.3CPU和外设之间的数据传送方式

CPU与I／O接口之间的接口信号7.3.2查询传送方式（异步传送方式）MOVDX，STATUS_PORTCHX：IN

AL，DX；读状态口

TESTAL，01H；测试状态标志位D0， JNZCHX ；D0≠0，继续查询

MOVDX，DATA_PORT MOVAL，BUF；取数据 OUTDX，AL ；向外设输出数据 RET例7-4

将48000H为首地址的顺序100个单元的数据利用查询方式输出到外设。数据口地址00F0H控制口地址00F1H,D0=0为忙，D0=1为不忙，可以传送数据7.3CPU和外设之间的数据传送方式

CPU与I／O接口之间的接口信号7.3.2查询传送方式（异步传送方式）START:MOVAX，4000H；段地址 MOVDS，AX MOVSI，8000H；偏移地址 MOVCX，100

GOON:MOVDX，00F1HWAIT:

INAL，DX；读状态口

ANDAL，01H；测试D0位 JZWAIT；为0等待 MOVAL，[SI]；不为0输出数据

MOVDX，00F0H

OUTDX，AL；输出数据

INCSI；准备传下一个数

LOOPGOON；个数不为0，继续查询传送RET7.3CPU和外设之间的数据传送方式

CPU与I／O接口之间的接口信号7.3.2查询传送方式（异步传送方式）优点：CPU和外设之间可以很好地配合工作。缺点：CPU要长期地查询外设的状态，会影响CPU的工作效率。7.3.3中断传送方式：当外设准备好后，外设接口便主动向CPU发“中断请求”信号。CPU响应这样这一请求，则暂停正在执行的程序，而转入与外设操作有关的中断服务程序。在中断服务程序中完成数据的输入或输出，中断服务程序执行完毕，CPU返回到原来程序的断点继续执行。优点：不要求CPU等待或查询，可以大大地提高CPU工作效率。缺点：对于大批量的数据传送，因中断需要多次保护和恢复断点，影响速度。7.3CPU和外设之间的数据传送方式

CPU与I／O接口之间的接口信号7.3.4DMA传送方式

在存储器和外设之间建立起直接的数据传送通路，即不经由CPU，而由专门的DMA控制器实现存储器和外设之间的数据传送。优点：减轻了CPU的负担，特别适合高速度大批量数据传送的场合。缺点：硬件电路比前两种方式更为复杂，要增设DMA控制器7.3CPU和外设之间的数据传送方式

CPU与I／O接口之间的接口信号

执行过程（1）