微机接口技术基础课件

微机接口技术基础一、概述二、I/O端口的寻址方式四、CPU与外设数据传送方式1.程序直接控制方式

①无条件传送方式

②查询传送方式2.中断传送方式3.直接数据通道传送（DMA)4.各传送方式的比较三、I/O端口地址译码方法

计算机在使用中，不可避免地要与外部设备打交道，输入和输出一些信息数据和信息。输入——通过键盘、纸带读入机、卡片输入机、扫描仪、

A/D（模/数）转换等；输出——显示器、打印机、D/A（数/模）转换等。另外，在微机中，软、硬盘也作为输入输出设备。

由于①输入的信息的数据形式不同（数字量、模拟量、开关量等）；

②输入信息的速度不同

（键盘输入、磁盘输入）；所以，在CPU与外设进行数据传输时，需要通过接口来实现。CPU接口电路I/O设备一、概述什么是接口：广义地讲，接口是指通过三总线与CPU相连的外围芯片或部件。接口分为：

1.RAM、ROM构成的存储器接口；

2.8237A、8259A、8253A、8255A等构成的系统板I/O接口（或称CPU外围I/O接口）；

3.由I/O接口通道构成的连接外部输入输出设备的外围I/O接口。

接口的两层含义：

1.指这些外围芯片或部件如何与CPU相连；

2.如何编程确定这些外围芯片或部件的工作方式。CPU外围I/O接口存储器接口中央处理器8088协处理器8087总线驱动器总线控制器8288RAM存储器ROM存储器8级中断电路4通道DMA8通道定时/计数器喇叭电路键盘接口8个扩展插座CBABDB时钟信号发生器8284外围I/O接口I/O接口的基本功能：

1.信号电平的转换；

2.数据格式的转换；

3.数据寄存和缓冲；

4.对外设的控制与检测；

5.中断请求、DMA请求的产生。（注：并不是所有的接口都具备上述所有的功能）

CPU与外设之间的接口信息

CPU与一个外设交换信息，通常需要以下一些信号：

1.数据（Data)2.状态信息（Status）输入时，输入设备的信息是否准备好；输出时，输出设备是否有空等。

3.控制信息（Control）控制输入输出设备的启动和停止等。CPU接口电路I/O设备数据状态控制数据状态控制端口1端口2端口4端口3端口——用于存放信息的、

CPU可直接访问的锁存器、缓冲器等。在PC机中通常为8位。

为了将数据、状态、控制信息区分开，在接口电路中，设有不同的端口，如数据端口、状态端口、控制端口，以接收、存放、输出不同的信息。二、I/O端口的寻址方式

CPU寻址I/O端口有两种方式：将存储器与外设端口统一编址将外设接口电路的一个端口作为存储器的一个单元。优点：不需要专门的输入输出指令，可用全部的存储器操作指令（指令多且灵活），如：movkou1,bx缺点：外设占用内存单元，相对减少了内存容量。65F3020024E0内存与外设内存外设Kou1026D0000000001EFFFFF0000F0001F0002FFFFF2.外设端口单独编址

优点：不占用内存缺点：CPU需设专门的I/O指令。I/O指令：

•

若端口地址在0～FFH范围内，则用：

INAL，端口地址（输入）

OUT端口地址，AL（输出）如：INAL,PORT1OUTPORT2,AL

•

若端口地址在0100～FFFFH范围内，则用：

MOVDX,端口地址

INAL,DXOUTDX,AL

如：MOVDX,PORT100INAL,DX可寻址28=256个端口可寻址216=64K个端口65F30200外设000000FFFFFF0100port1port2port311223344port100port10111323201内存00000FFFFF三、I/O端口地址译码方法

问题1：系统有许多I/O接口（如串行接口、并行接口、键盘接口、显示器接口等），连接不同的外设，这些I/O接口均通过总线与CPU系统连在一起，而在任何一个时刻只能有一个外设通过接口与CPU通讯，CPU是如何区分要求通讯的外设接口呢？问题2：

外设接口怎样知道CPU选中了它呢？中央处理器8088协处理器8087总线驱动器总线控制器8288RAM存储器ROM存储器8级中断电路4通道DMA8通道定时/计数器喇叭电路键盘接口8个扩展插座CBABDB时钟信号发生器8284译码电路CSCSCSCSCS1.IBMPC/XTI/O端口地址分配图0000001F0020003F0040005F0060007F0080009F00A000BF008001FF32字节320字节32字节32字节32字节32字节32字节0000～000F8237A—5DMA控制器0020～00218259A中断控制器0040～00438253A—5定时/计数器0060～00638255A—5并行接口芯片0080～0083DMA页面寄存器00A0～00BFNMI屏蔽寄存器附：02000200～020F游戏控制口0210～0217扩展部件0218～02F7未用02F8～02FF异步通信卡（第二个）0320～032F硬盘适配器0330～0377并行打印机未用0300～031F实验卡0380～038F0390～03AF03B0～03BF03C0～03CF03D0～03DF03E0～03EF03F0～03F703F8～03FF03FF0378～037FSPLC通信未用单色显示器/打印机未用未用彩色/图形显示卡软盘适配器异步通信卡（第一个）2.IBMPC/XTI/O端口地址译码方法IOWY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7A5A6A7A8A9AENAB

CG2BG2AG174LS138DMACS（8237）INTRCS（8259）T/CCS（8253）PPICS（8255）WRTDMAPG（写DMA页面寄存器）WRTNMIREG（写NMI屏蔽寄存器）当G1=1G2A=G2B=0时，允许对A、B、C进行译码。译中的对应输入端将变为低电平，其它7个保持高电平。ABC000001010011100101110111Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7如：①OUT43H,ALA9A8A7A6A5A4A3A2A1A0

0001000011

A9=

A8=0AEN=1

A7A6A5=010——

译中Y2

②IN20H,ALA9A8A7A6A5A4A3A2A1A0

0000100000

A9=

A8=0AEN=1

A7A6A5=001——

译中Y1OUT43H,ALINAL,21H四、CPU与外设数据传送的方式CPU与外设之间的数据传送实际上是CPU与接口之间的数据传送。传送的方式有三种：1.

程序直接控制方式2.中断传送方式3.直接数据通道传送（DMA)①无条件传送方式②查询传送方式1.

程序直接控制方式

①无条件传送方式无条件传送方式又称同步方式，即CPU的动作必须与外设同步，否则，传送数据出错。传送流程演示输入方式输出方式INAL,0A0HOUT0A1H,ALA1A0CE查询传送方式在传送前，查询一下外设的状态，当外设准备好了以后才传送，否则，等待。传送流程演示•

查询式输入接口电路数据端口状态端口

D7D6D0

D78位1位状态口数据口I/O控制线控制线Poll:Inal,S_portTestal,80hJzpollInal,D_port•

查询式输出接口电路Poll:Inal,S_portTestal,80hJnzpollmoval,storeOutD_port,al状态口数据口I/O控制线控制线2.中断传送方式传送流程演示中断传送方式的接口电路543213.直接数据通道传送（DMA)传送流程演示DMA传送方式的接口电路DMA控制器I/O接口CPU存储器5432167总线HLDA发存储器地址传送数据传送结束？DMA结束修改地址指针4.几种传送方式的比较：1.无条件传送：只能用于外部设备与CPU的动作同步时，否则出错。这种方式已较少使用。2.查询传送：

•

接口简单，

•

但在传送过程中，若外设数据没有准备好，则CPU一直在查询、等待，而