IO传送方式无条件查询

5.1输入/输出接口（I/O接口）5.1.1概述什么是I/O接口？把外设连接到总线上的一组逻辑电路的总称。实现外设与主机之间的信息交换。

I/O接口要解决的问题速度匹配(Buffer)信号电平和驱动能力(电平转换器、驱动器)

信号形式匹配(A/D、D/A)

信息格式(字节流、块、数据包、帧)

时序匹配(定时关系)总线隔离(三态门)数据缓冲功能

缓解接口与CPU工作速度的差异,通过接口中数据缓冲寄存器和锁存器实现.联络功能通过接口中状态寄存器,了解外设的工作状态.寻址功能(I/O地址译码与设备选择)把选中的与总线相接，未选中的与总线隔离（高阻态）数据转换功能(信号电平与类型的转换)形式、格式、电平、功率、码制等转换.中断管理功能

通过接口中设置的中断控制器，实现中断I/O方式下数据传送。I/O接口的功能I/O接口电路的分类●按通用性分：专用接口、通用接口。专用接口：CRT显示控制器、键盘、软盘、DMA控制器等。通用接口：ISA、PCI接口，串口、并口、USB接口等。●按可编程分：可编程接口、不可编程接口可编程接口：在不改动硬件的情况下，用户只要修改初始化程序就可以改变接口工作方式。接口灵活性、可扩充性好。可编程接口电路要用可编程接口芯片设计。常用可编程接口有并口8255、8253，串口8250、8251，中断8259等。●按与外设数据传送方式分：并行I/O接口、串行I/O接口。

I/O端口：传送数据、命令、状态这三类信息的通道，分别称为：数据端口、命令端口、状态端口，8086CPU对端口使用I/O指令（IN指令和OUT指令）对其操作。不同外设具有的端口类型和数目各不相同，为了便于识别，计算机中为每一个端口都赋予一个惟一编号——称为端口地址(或端口号)。在设计I/O接口电路时，为了实现CPU对端口寄存器操作，必须通过设计端口寄存器的译码电路来确定端口寄存器的端口地址。端口有两种编址方式：统一编址和独立编址。5.1.2I/O接口的编址方式1.统一编址把外设接口与内存统一进行编址。各占据统一地址空间的不同部分。优点指令统一，灵活；访问控制信号统一，使用同一组的地址/控制信号。

缺点内存可用地址空间减小0地址空间(共1MB)内存地址(960KB)I/O地址(64KB)FFFFFHEFFFFHF0000H

外设地址空间和内存地址空间相互独立。优点：内存地址空间不受I/O编址的影响缺点：I/O指令功能较弱，使用不同的读写控制信号I/O空间(64KB)FFFFH00000H内存地址空间内存空间(1MB)FFFFFHI/O地址空间0000H2.独立编址

采用I/O独立编址方式(但地址线与存储器共用)地址线上的地址信号用来区分：时为I/O地址I/O操作只使用20根地址线中的16根：A15

～A0可寻址的I/O端口数为64K(65536)个I/O地址范围为0～FFFFHIBMPC只使用了1024个I/O地址(0～3FFH)8088/8086CPU的I/O编址方式

●并行一个数据单位(通常为字节)的各位同时传送速度快、距离短、成本高例：PC机的并行接口(通常用于连接打印机)●串行数据按位进行传送速度慢、距离远、成本低例：PC机的串行接口(通常用于串行通信)5.1.4I/O数据的传送方式5.2.1接口电路的基本结构5.2简单接口电路数据线控制线状态线DBCBAB数据输入寄存器（or三态门）数据输出寄存器（锁存器）状态寄存器（or三态门）命令寄存器译码电路控制逻辑接外设接主机

数据输入/输出寄存器——暂存输入/输出的数据命令寄存器——存放控制命令，用来设定接口功能、工作参数和工作方式。状态寄存器——保存外设当前状态，以供CPU读取。5.3输入输出的控制方式在设计外设与计算机之间的接口电路前，首先要根据系统对I/O的要求(速度)、外设备的传送特点（快、慢、并行、串行）确定I/O控制方式。I/O控制方式不同，接口电路设计方法不同，对应的I/O控制程序编写方法不同，I/O特性不同。主机与外设之间数据传送的控制方式有以下四种：无条件传送查询式传送中断方式传送直接存储器存取(DMA,DirectMemoryAccess)注意：在以后学习这些I/O方式时，要了解各自I/O特点，对外设的要求，接口电路的设计方法，I/O程序编写方法。5.3.1无条件传送方式适用于总是处于准备好状态的外设可采用无条件传送方式的外设：开关发光器件(如发光二极管、7段数码管、灯泡等)继电器步进电机优点：软件及接口硬件简单

硬件上只需要提供CPU与外设连接的数据端口，软件上则只提供相应的输入或输出指令即可。缺点：只适用于简单外设，适应范围较窄简单接口电路数据输入接口必须具有三态输出能力，以便与总线挂接外设有数据保持能力时—可用三态门实现外设无数据保持能力时—用三态输出的锁存器实现数据输出接口常用锁存器实现三态门作为数据输入接口的一般连接模式三态门74LS244逻辑图简单滥的输母入接坊口举政例接口钉电路娇图如裁下：83献FC俗H～83竭FF剃H译码跳器三态铸门：晌高电晴平、恼低电腊平、高阻习态通常拣一个锻器件近中包畜含8个三毯态门常用墨芯片观：74油LS托24忆4应用救例子套：开唯关接栗口工作书波形振图如自下：A0侄~A划15IO列R#译码驴输出D0采~D指7开关露状态地址艘有效锁存闲器作姑为数私据输出浊接口的一住般连叛接模邀式锁存熟器：蝇由D触发歌器构斗成通常符一个始器件雾包含8个D触发甩器常用坏芯片爬：74湾LS轧27续374喇LS候37侵4(具有罚三态敬输出虚的锁市存器)简单坐的输歇出接饥口举抗例74松LS兰27累3引脚口图及纠真值款表S

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↑↑X10010真值雁表S1510111520VccQ0D0GNDCPQ7D7D0梁—D当7数据域输入蓬端,Q榆0—飘Q7数据著输出惯端CP脉冲棍上升浩沿将Di数据脉写入薪到触张发器Qi应用渗例子催：发任光二兆极管薪接口+5V译码器=1=1.........RD0｜D7CPQ0Q7...D0～D7A0～A15IOW#74LS273R例：趁发光蛙二极持管与阳微机柏连接瞒的接谎口电谈路注意会：反相纸器对菜锁存虚器起址保护折作用才，当阵发光柜二极歇管发峡亮时锤，反串相器农提供触足够老大的毕吸入盘电流舌，以仰保护斩锁存两器不首受损甘坏。显示椅控制徒程序对于谦图中访电路车，CP披U执行飞下述仍指令悼可以近使两附个发光二极被管发钳亮：MO恶V催D英X，00籍00须HMO漫V唱AL，81碰HOU端T缺DX，AL而CP烫U执行梯下述剧指令茶可以让使两远个发饮光二略极管不发晕亮：MO遍V据DX，00崭00历HMO弓V弦AL，00探HOU唤T犯D译X，AL输入/输出亲接口综合驳应用糊例子举例:根据汽开关养状态叼在7段数归码管建上显况示数限字或穷符号共阳那极7段数谣码管贺结构求见教倘材图6.势10用74贩LS此27世3作为输出接口柏，把洞数据惭送到7段数瓶码管74地LS壳27待3的地通址假掏设为F0责H用74抗LS谨24垦4作为输入口，谜读入获开关K0～K3的状列态74拌LS诵24秧4的地受址假稻设为F1缺H当开雅关的涛状态摆分别府为00启00～11新11时，脖在7段数崇码管厨上对殿应显吉示’0亏’～’F等’(7段码决表见酱下页)符号形状7段码.gfedcba符号形状7段码.gfedcba’0’00111111’8’01111111’1’00000110’9’01100111’2’01011011’A’01110111’3’01001111’B’01111100’4’01100110’C’00111001’5’01101101’D’01011110’6’01111101’E’01111001’7’00000111’F’01110001O1轿I蓝1O2嚷I农2O3培I芬3O4放I治4#E搞1K0～K3+5拔VGG2AG2BCBA≥174择LS卷24虽4D0Q0|悲Q1D7Q2Q3Q4CP哑Q5Q6Q7abcdefgDP74掌068个反相切器74颜LS警27机3Rx题8≥174愉LS制13瞒8D0～D7IO掉W#IO徐R#Y0Y1F0权H袍=00切00治00乘00村11驶11罪00毁00F1亿H状=00匀00关00偿00馅11叮11伤00片01&≥1A7～A4A1魄5～A8A3A2A1A0D0D1D2D3译码裳电路相应绝程序领段如青下：……Se数g7牧D慢B悠3F粗H,殃06泪H,江5B梳H,开4F侦H,漫66姻H,薄6D较H,丛7D扭H,孔07锯HDB炎7泳FH业,6顿7H梅,7辅7H役,7阔CH柴,3艳9H衫,5荣EH余,7冷9H授,7仍1H……LE船A堡BX市,涝Se驴g7；取7段码爷表基沸地址MO滩V煮AH拨,阳0GO版:MO构V迹DX倡,研0F诊1H；开多关接现口的右地址碗为F1旨HIN店A漏L,发D熟X；读宁入开叼关状郊态AN卵D眼AL映,科0F戴H；保湖留低4位MO特V反SI盾,收AX；作疗为7段码掘表的剃表内遣位移彩量MO绣V钞AL以,［BX摸+S目I］气；取7段码MO兼V胜DX穷,跪0F分0H；7段数践码管指接口爹的地今址为F0捧HOU仇T猜DX赞,狡ALJM值P科GO5.茅3.镰2查询讯方式蚂传送适用纽奉于外罚设并浇不总委是准虑备好遥，而拨且对慈传送虾速率叠、传薯送效极率要畏求不我高的选场合捧。CP饮U在与婆外设增交换什数据劝前必取须询陷问外陷设状算态——阻“你准窑备好来没有还？”对外盯设的荒要求踪蝶：应雷提供恢设备晚状态圆信息对接迫口的辉要求践：需悠要提奥供状紫态端木口优点援：软午件比荷较简平单缺点陕：CP伍U效率姓低，牵数据异传送不的实捷时性坚差，速度饼较慢查询献方式殃的流头程图超时?RE喘AD矛Y?与外众设进行数推据交犁换超时茶错读入澡并测膏试外钓设状刚态YNYN传送窑完？防止利死循晴环复位逃计时尼器NY注：其多个龄外设给时，抚查询谋流程辞见教饭材图6.辈15例1：用惰查询转方式遍进行淘输出外设状态颗端口地址参为3F芹BH，第5位(b赤it降5)为状忧态标戚志（=1忙，=0准备炉好）外设数据泼端口地址倡为3F紧8H，写迅入数除据会赛使状慎态标赚志置1；外俊设把讽数据势读走幕后又检把它访置0。试画燥出其殃电路申图。位（电工路图克见下田页）D5D7颤-D喉0A9|A3≥1&A1条5|A1妹0≥1IO猴WD7笋-D役03F栽8H外设D7D6D5D4D3D2D1D0BU大SYCPQ7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0状态奥端口GG2AG2BCBAA2A1A074霞LS瞎13盘8Y0≥1IO雹RY3OE74仪LS女37址4CPQQDSST旺RO准BE3F讽BH程序融段？例2：打辈印机乎输出邻接口饶电路有完证整的I/酒O接口材（数皆据、明状态充、控骑制）数据生端口树，端善口地洋址为02精F8猾H，由论上面挤的74鲁LS粗27行3芯片佛构成状态碍端口福，端株口地邻址为02备FA斥H，由谷下面来的74膏LS国24壤4芯片柏构成控制催端口仍，端吨口地疼址为02芳F9榜H，由宽中间向的74梢LS氧27摧3芯片盈构成图6.品7查询模方式哗实现I/径O传送扇示例(a蔽)外设盒与微梦机接传口电肌路；(b胖)外设露工作饰时序打印佛机打群印输矩出控锦制程猴序DA深OU疼T:单M茎OV果AX叹,街0D只20壶0HMO返V勉D欠S,给AXMO蛮V佳B宝X，0；初慎始化立内存蹲首地睛址MO塞V岛CX，10肝00；初唤始化牧计数妖器MO吹V胁DX，02矮F9张HMO搅V蜘AL，01木HOU城T贯DX，AL；初阔始化做选通座信号NE留XT摄:旨MO辣V路DX，02普FA喉HWA袖T：IN价A坊L，DXAN陕D鄙A停L,沫80垄HJN勉Z渠W柱AT坐;状态羡查询垂环MO糠V做D借X，02啦F8难HMO哑V牵A叔L，OU赴T荡D辨X，AL；数导据输恭出MO拌V董DX，02独F9话HMO较V茎AL，00横HOU寨T束D宾X，ALCA取LL战DL遗Y1抬00夏μs系;D侍LY才10表0μ午s为10舒0μ提s的延软迟子见程序MO漏V胁A脾L，01盈HOU蹈T低DX，AL；产赛生选闷通信固号IN诞C羽B筛X；修弱改内异存指惜针LO释OP帽N打EX歪T；输既出次散数的迈循环巩控制RE续T举例3:降IB绘M冶PC机并时行打稠印机茫接口陷电路组成:●并行打印栗机●打印接口听电路●2机5芯连工接电强缆：板实现纳并行灾打印新机与阶接口匠卡的醉连接且。并行罢打印焰机与IB死M咳PC机连借接并行炎打印框机25芯连民接电业缆信希号IB械M哈PC机打风印机劣接口辜卡电轿路并行需打印劲接口碗