微型计算机数据传输接口40,第5章 微型计算机与外设之间的数据传输.ppt

第5章 微型计算机与外设之间的数据传输

5.1接口电路的概述 微型计算机各种接口框图 5.2 CPU与外设之间所传送的信息类型 CPU与I/O端口之间所交换的信息，可以有下列几种类型： 数据信息：包括数字量、模拟量、开关量等，可以输入也可以输出 状态信息：这是I/O端口送给CPU的有关本端口所对应的外设 当前状态的信息。供CPU进行分析、判断、决策。 控制信息：这是CPU送给I/O端口的控制命令，使相应的外部 设备完成特定的操作。 数据信息、状态信息和控制信息是不同类型的信息，它 们所起的作用也不一样。但在8086/8088微机系统中，这三种、不同类型的信息的输入、输出过程是相同的。为了加以区分，可以使它们具有不同的端口地址，在端口地址相同的情况下，可以规定操作的顺序，或者在输入/输出的数据中设置特征位。 传送方式有并行和串行两种。 5.3 接口部件的I/O端口 　I/O接口电路的连接 5.3.1I/O接口电路中的基本寄存器 1．数据端口 用于中转数据信息。一种情况是CPU通过数据总线，将待传送给外设的数据先传送到数据端口，然后由I/O设备通过与I/O接口电路相连接的数据线取得该数据 另一种情况是I/O设备首先将输入数据锁存于数据端口，然后，CPU通过数据端口将该数据读入CPU中。数据端口一般既有输出寄存器(或称输出锁存器)，又有输入寄存器(或称输入锁存器) 2、命令端口 　　用于传送对I/O设备的命令信息。CPU将命令信息通过数据总线写入I/O接口电路的命令寄存器中，然后传送到I/O设备，以便控制外设的操作。它由输出寄存器组成，命令端口是一个输出端口 3、状态端口 　　用于传送外设所处的状态信息。状态端口是输入端口，CPU通过读取状态端口的数据，以此了解外设当前所处的工作状态，比如，如果是输入设备，则可以通过状态信息了解输入设备是否有了等待输入的新数据，如果是输出设备，CPU通过读入的状态信息，可以了解输出设备是否作好了接受CPU传送新数据的准备。显然，1bit的状态信息可以反应1个外设的两种状态，1个8位的状态端口则可以反应外设的8个状态信息　 　　总之，I/O接口电路中一般有数据端口、命令端口以及状态端口，每个端口地址是不相同的，CPU均通过数据总线来传送三种端口的数据。有些I/O接口中，还有中断控制逻辑电路，以便外设与CPU之间以中断方式进行输入或输出，其优点是可以提高CPU的工作效率 5.3.2 I/O端口的编址方式 两种I/O端口的编址方式 二、专门的I/O编址方式 专用I/O编址的优缺点 优点：不占用内存空间，使用专门I/O指令访问I/O端口，I/O速度快　 缺点：CPU的引脚上必须具有能区分出访问内存还是访问I/O端口的信号，作为I/O接口电路中端口译码电路以及存储器片选译码电路的输入信号 5.4.1 接口电路的主要功能 设备选择功能 数据缓冲功能 接收和执行CPU命令的功能 寄存外设状态的功能 信号的转换功能 数据宽度变换的功能 可编程功能 5.5 CPU与I/O设备传输数据的几种方式 　　CPU以及I/O设备的种类繁多，CPU与I/O设备所构成的系统不可能完全相同，CPU与I/O设备之间传输数据的方式也不完全相同，接口电路的结构与功能也不同，驱动程序也不相同　 　　传输数据的方式：无条件I/O传送方式、查询式输入输出方式、中断控制方式、DMA方式.　 　例：假设状态端口与数据端口的地址分别为300H和301H，状态信息从数据总线上的D0位读入CPU中，查询式输入程序段如下： MOV DX，300H ； 状态口地址传送给DX ABC：IN AL，DX ；　　读入状态信息 TEST AL，01H ；　AL∧01H，影响ZF标志 JZ ABC ；　 如果状态信息为0转ABC MOV DX，301H；　数据端口地址传送给DX IN AL，DX ； 读入数据信息 　　例：假设状态端口与数据端口的地址分别为3FOH和3F1H，状态信息从数据线上D7位读入CPU中，查询式输出程序段如下： MOV DX，3F0H ； 状态口地址传送给DX CBA：IN AL，DX ； 读入状态信息 TEST AL，80H ； AL∧80H，影响ZF标志 JZ CBA ； 如果状态信息为0则转CBA MOV DX，3F1H ； 数据端口地址传送给DX MOV AL，[SI] ； 从内存读取数据给AL OUT DX，AL ； 向数据口输出数据 从图可以看出，当CPU与I/O设备之间采用查询式输入输出方式交换数据时，CPU必须顺序查询每一