第5章 输入与输出接口技术.ppt
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1、l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术第五章第五章输入与输出接口技术输入与输出接口技术一、接口技术的基本概念一、接口技术的基本概念二、输入输出传送方式二、输入输出传送方式三、三、I/O端口读写技术端口读写技术四、可编程定时器四、可编程定时器/计数器芯片计数器芯片8253五、可编程并行输入输出接口芯片五、可编程并行输入输出接口芯片8255Al第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术第一节第一节接口技术的基本概述接口技术的基本概述一一个个简简单单的的微微机机系系统统需需要要CPU、存存储储器器、基基本本的的输输入入输输出出系系统统以以及及将将它它们们连连接接在在一一起起
2、的的各各种信号线和接口电路。种信号线和接口电路。外部设备通过接口电路和系统总线相联,接外部设备通过接口电路和系统总线相联,接口电路的作用是把计算机输出的信息变成外设能口电路的作用是把计算机输出的信息变成外设能够识别的信息,把外设输入的信息转化成计算机够识别的信息,把外设输入的信息转化成计算机所能接受的信息。所能接受的信息。返回本章首页返回本章首页l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术接口的概念和功能接口的概念和功能1、数据的寄存和缓冲能力、数据的寄存和缓冲能力2、设备的选择功能、设备的选择功能3、信号的转换功能、信号的转换功能4、对外设的控制和监测功能、对外设的控制和监测功能5
3、、中断和、中断和DMA管理功能管理功能6、可编程功能、可编程功能l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术CPU和和I/O设备之间的接口信息设备之间的接口信息1、数据(数字量、模拟量、开关量)、数据(数字量、模拟量、开关量)2、状态信息、状态信息3、控制信息、控制信息l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术端口的编码方式端口的编码方式1、存储器映射、存储器映射2、I/O映射方式映射方式l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术5.2 CPU与外设数据传送的方式与外设数据传送的方式1程序控制方式(程序控制
4、方式(如图如图5-6、5-7所示)所示)无条件传送方式无条件传送方式、查询传送方式、查询传送方式2中断传送方式中断传送方式如图如图5-8所示所示3直接存储器访问(直接存储器访问(DMA)方式)方式4I/O处理机方式处理机方式l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术l图5-6 查询传送方式控制流程l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术D6D7(a)输入时状态信息 (b)输出时状态信息l图5-7 查询式传送时读入的状态信息D D6 6 D D7 7 l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术返回本节返回本节l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口
5、技术5.3I/O端口读写技术端口读写技术(1)8086/8088采用采用IN和和OUT指令访问端口指令访问端口(2)80286和和80386/80486还还支支持持INSB/INSW和和OUTSB/OUTSW指令访问端口指令访问端口l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术3IntelCPU的输入输出时序的输入输出时序在在CPU进行输入输出操作时,若进行输入输出操作时,若8086CPU处在最大组态下,则处在最大组态下,则T1期间,期间,S0S1的编码为的编码为I/O操作;若操作;若8086CPU在最小组态下,则使在最小组态下,则使IO/信号信号为高电平,指明是对为高电平,指明是对I
6、/O操作(如图操作(如图6-2所示)。所示)。l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术l图图6-2I/O读写时序图读写时序图l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术4I/O端口地址译码端口地址译码(1)当当接接口口电电路路的的I/O端端口口固固定定不不变变时时,采采用用固定式译码电路。固定式译码电路。(2)当当端端口口地地址址可可需需适适应应不不同同的的场场合合而而改改变变时时,采用可选式译码电路。采用可选式译码电路。l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术地址范围I/O接口名称000H01FHDMA控制器020H03FH中断控制器040H05FH定时
7、器8253/8254060H07FH并行接口芯片82550A0H0BFHNMI屏蔽寄存器080H09FHDMA页面寄存器l表表5-1PC/XT机系统板配置的端口地址机系统板配置的端口地址l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术l表表5-2PC/XT机适配器控制卡的端口地址机适配器控制卡的端口地址l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术l图图5-3门电路译码门电路译码门电路译码门电路译码l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术l图图5-4PC/XT机系统板机系统板I/O接口电路的片选信号的产生电路接口电路的片选信号的产生电路专用译码器译码电路专用译码器译
8、码电路l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术返回本节返回本节l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术5.4可编程定时器可编程定时器/计数器芯片计数器芯片82535.4.1 概述概述5.4.2 8253定时计数器定时计数器返回本章首页返回本章首页l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术5.4.1 概述概述实实现现定定时时和和计计数数有有两两种种方方法法:硬硬件件定定时时和和软软件件定定时。时。软软件件定定时时是是利利用用CPU每每执执行行一一条条指指令令都都需需要要几几个个固固定定的的指指令令周周期期的的原原理理,运运用用软软件件编编程程的的方方式式进
9、进行定时。行定时。硬硬件件定定时时,是是利利用用专专门门的的定定时时电电路路实实现现精精确确定定时时。这这种种定定时时方方式式又又可可分分为为简简单单硬硬件件定定时时和和利利用用可可编编程接口芯片实现定时。程接口芯片实现定时。返回本节返回本节l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术一、一、8253的的结构和引脚构和引脚l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术l图图5-488253的引脚配置的引脚配置l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术A1A0编码与编码与8253内部寄存器的对应关系内部寄存器的对应关系表表5-98253寄存器寻址寄存器寻址 A1 A
10、2寄存器选择和操作寄存器选择和操作01000写入写入0通道计数寄存器通道计数寄存器01001写入写入1通道计数寄存器通道计数寄存器01010写入写入2通道计数寄存器通道计数寄存器01011写入写入3通道计数寄存器通道计数寄存器00100读读0通道锁存器通道锁存器00101读读1通道寄存器通道寄存器00110读读2通道寄存器通道寄存器l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术二、二、8253的编程控制字的编程控制字l图图5-498253控控制制字字格格式式l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术本本 节节 以以 下下 各各 例例 均均 设设 8253占占 用用 端端 口
11、口 地地 址址40H43H。方式方式0减减1计数到计数到0时发中断请求时发中断请求三、三、8253的工作方式及举例的工作方式及举例l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术l图图5-50方式方式0的时序图的时序图l第第5 5章章 输入与输出接口技术输入与输出接口技术例例:设设8253计计数数器器通通道道0工工作作于于方方式式0,用用8位位二二进进制制计计数数,其其计计数数值值为为50,二二十十进进制制,则则它的初始化程序段如下:它的初始化程序段如下:lMOV AL,11H;设置控制字;设置控制字lOUT 43H,AL ;写入控制字寄存器;写入控制字寄存器lMOV AL,50 ;设置
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