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微机原理 第8章 微型计算机输入输出接口技术

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微机原理与接口技术复习题(本)

微机原理与接口技术复习题(本)

微机原理与接口技术复习题（本）第1章概论1. 什么是程序和指令？2. 洪。

诺依曼计算机的核心原理是什么？3. 存储程序的概念是什么？4. CPU由那三部分组成？主机由那几部分组成？5. CPU对内存有那两种操作？6. 325.625D=- B= H234D= BCD7. 已知X=-1110011B,试求[X]原、[X]反、[X]补。

8. 已知X=-1110111B ，Y=+1011010B,求[X+Y]补。

9. 已知X=-1101001B ,Y=-1010110B 计算X-Y。

第2章微型计算机基础1. 微处理器内部由那三部分组成？2. 控制器有那些功能？3. 8086由那两部分组成？其功能是什么？4. 熟悉8088最小模式下的主要引脚功能。

5. 指令队列有什么功能？6. 8088的8个通用寄存器是什么？4个段寄存器是什么？两个控制寄存器是什么？7. 什么是逻辑地址和物理地址，有什么关系什么？8. 4个段寄存器中那一个段寄存器用户程序不用设置。

9. 什么是总线?10. 总线周期中，什么情况下要插入TW等待周期？11. 8088CPU中标志寄存器包含那些标志位什么？第3 章、第4章8088指令系统与汇编语言程序设计1. 什么是寻址方式? 8088CPU有那些寻址方式？2. 试说明MOV SI ,[BX ] 与LEA SI , [BX]两条指令的区别。

3. 设DS=212AH ,CS=0200H ,IP=1200H, BX=0500H , DATA=40H,[217A0H]=2300H, [217E0H]=0400H ,[217E2H]=9000H ,试确定下列指令的转移地址：(1) JMP BX(2) JMP WORD PTR [BX](3) JMP DWORD PTR [BX]4. 设SP=2300H ,AX=50ABH ,BX=1234H ,执行PUSH AX 后SP=?在执行PUSH BX ,POP AX后SP=?,AX=?,BX=?.5. 已知AL=7BH ,BL=38H ,试问执行ADD AL ,BL 后的6个状态标志是什么？6. 试判断下列程序执行后AX中的内容是什么。

微机原理及接口技术实验

微机原理及接口技术实验

微机原理及接口技术实验一、实验目的本实验旨在通过学习微机原理和接口技术，了解和掌握微机系统的基本原理和接口技术的应用，培养学生对微机系统的认识和实践操作能力。

二、实验内容1. 微型计算机系统设计与搭建2. 微机输入输出接口技术应用实验3. 微机总线技术应用实验4. 微机存储器技术应用实验5. 微型计算机中断和DMA技术应用实验三、实验原理1. 微型计算机系统设计与搭建微型计算机主要由中央处理器、存储器、输入输出设备和总线组成。

本实验通过选择适当的芯片、电路连接和控制程序设计，实现一个基本的微型计算机系统。

2. 微机输入输出接口技术应用实验输入输出是微型计算机的重要组成部分，通过实验学习各种输入输出接口的原理和使用方法，并进行实际应用。

3. 微机总线技术应用实验总线是微型计算机各个部件之间传送数据和控制信息的公共通信路径。

通过实验学习总线的分类、结构和时序要求，掌握总线的实际应用。

4. 微机存储器技术应用实验存储器是微型计算机中存储数据和程序的重要设备。

通过实验学习不同类型存储器的原理和应用，掌握存储器的选择和使用。

5. 微型计算机中断和DMA技术应用实验中断和直接存储器访问（DMA）是微型计算机连接外部设备的重要技术。

通过实验学习中断和DMA的工作原理，掌握中断和DMA的应用方法。

四、实验步骤1. 根据实验要求，设计并搭建微型计算机系统；2. 连接输入输出设备，并编写控制程序；3. 进行输入输出接口技术应用实验，如串行通信、并行通信等；4. 进行总线技术应用实验，如总线传输数据测试等；5. 进行存储器技术应用实验，如读写存储器数据等；6. 进行中断和DMA技术应用实验，如中断服务程序编写等；7. 完成相关实验报告并进行总结。

五、实验设备和材料1. 微型计算机实验箱、电源适配器；2. 8051单片机、存储器芯片、输入输出芯片，如74HC164等；3. LED数码管、LCD液晶显示器、键盘、计算器等输入输出设备；4. 可编程芯片编程器、逻辑分析仪等实验设备。

《微机原理与接口技术》(第3版_汪吉鹏)电子教案8

《微机原理与接口技术》(第3版_汪吉鹏)电子教案8

3. 8253内部结构
微型计算机的 I /O 接口技术
微型计算机的 I /O 接口技术 8253的内部结构如图上所示。主要由以下几部分组成：
①数据总线缓冲器
该缓冲器为8位双向三态，是CPU与8253内部之间的数据传输通道。
②读/写逻辑电路 接收CPU送来的读写、片选及地址信号，对8253内部各部件进行控制。 ③控制字寄存器
（2）DMA控制器响应请求
DMA控制器接到请求后，经控制电路向CPU提出保持请求信号HOLD，并等 待CPU的回答。如果控制器接有多个DMA设备，它要对各设备的请求进行排 队，选择优先级别最高的请求输出，作为向CPU发出的保持请求。
（3）CPU响应
CPU在每个时钟上升沿都检测有无HOLD请求，若有此请求，且自身正处在 总线空闲周期中，CPU就立即响应保持请求。如果CPU正在执行某个总线 周期，那么要到这个总线周期结束后再响应此保持请求。
2. 端口编址方式 CPU 寻址外设有两种方式：
（1）I/O设备与存储器统一编址 （2）I/O设备独立编址
一种具体机型内I/O设备采用哪种编址方式，取决于CPU的硬件设 计。
微型计算机的 I /O 接口பைடு நூலகம்术
（1）I/O设备与存储器统一编址:
内存与外设
00000
00001
将外设接口电路的一个端口作为存储器的一个单元。
查询方式输入过程的流程图: （1）CPU从接口（状态口）中读取状态 字 （2）CPU检测状态字，满足条件，CPU 从数据口输入（输出）数据。 （3）不满足条件，CPU重新读取状态字
启动
测试I/O设备状态 否
准备就绪？ 是
执行数据传送
结束 查询方式流程图
微型计算机的 I /O 接口技术

微机原理及接口技术概述

微机原理及接口技术概述


数据总线DB


控制总线CB

1.2.2 微型计算机的软件系统
操作系统 MS-DOS
汇编程序
文本编辑程序
MASM和LINK

调试程序
DEBUG.EXE
1.3 IBM PC系列机系统
16位IBM PC系列机是32位微机的基础 8088CPU
IBM PC机 IBM PC/XT机 IBM PC/AT机
（1）数—用来直接表征量的多少，它们有大小之分，可进行各种数学 运算。 （2）码—用来指代某个事物或事物的状态属性。计算机对码主要是做 管理、编辑、判断、检索、转换、存储及传输等工作。
1.4.1 计算机中的数

在讨论计算机中的数时，需要说明几个基本概念:
(1)进位计数制---即采用进位的计数方法。采用这种计数方法后人们可以用有限的数 码符号来表示无穷大或无穷小的数。在计算机领域，常用的进位计数制有二进制、十进 制、八进制和十六进制（因本课程不使用八进制数据，故以下从略）。例如，二进制中 有两个数码符号，即0和1,执行逢2进1的运算规则；十进制中有10个数码符号0-9，执行 逢10进1的运算规则；十六进制中有16个数码符号0一9及A一F，执行逢16进1的运算规则。 注意，在十六进制中，数码A表示十进制的10，但决不能记作10，因为1和0是两个十六 进制符号。 (2)基数---某种进位计数制中所包含的数码个数就是该数制的基数（Base），如二进制 的基数为2，N进制的基数为N。基数体现了该数制中进位和借位的原则：当我们在某个 数位上计够一个基数时需要向前进1；反之，从前一位借1可在后一位上当一个完整的基 数来使用。 (3)权—也称权重（Weight），表示进位计数制中各数位的单位值（可形象地理解为每个 数位的单位“重量”）。权可以用基数幂的形式来表示，例如在十进制数1111.11中， 各个“1”具有不同的权重，从左到右分别为：103、102 、101、100、10-1和10-2。还可进 一步推广到N进制数(1111．11）N，从左到右各数位上的权重分别是：N3、N2、 N1、N0, N-1和N-2。

微机原理及接口第八章习题解答

微机原理及接口第八章习题解答

“微机系统原理与接口技术”第八章习题解答（部分）1. 什么叫总线和总线操作？为什么各种微型计算机系统中普遍采用总线结构？答：总线是模块与模块之间传送信息的一组公用信号线；而模块间信息传送时与总线有关的操作统称为总线操作；模块间完成一次完整信息交换的时间称为一个总线操作周期。

总线标准的建立使得各种符合标准的模块可以很方便地挂在总线上，使系统扩展和升级变得高效、简单、易行。

因此微型计算机系统中普遍采用总线结构。

2．微机总线有哪些种类？其数据传输的主要过程是什么？答：微机中目前普遍采用的总线标准包括系统内总线标准和系统外总线标准两类：系统内总线标准一般指微机主板插槽（系统扩展板）遵循的各种标准，如PC/XT总线标准、ISA 总线标准（PC/AT总线标准）、VL总线标准（VESA具备总线标准）、PCI局部总线标准等；系统外总线标准指系统互连时遵循的各种标准，多表现为微机对外的标准接口插头，有时也称为接口标准，如EIA RS-232异步串行接口标准、USB通用串行接口标准、IEEE-488通用并行接口标准等。

一个总线操作周期一般分为四个阶段，即：总线请求及仲裁阶段、寻址阶段、传数阶段和结束阶段。

在含有多个主控制器的微机系统中，这四个阶段都是必不可少的；而在仅含一个主控制器的单处理器系统中，则只需要寻址和传数两个阶段。

3．计算机系统与外部设备之间相互连接的总线称为系统外总线（通信总线）；用于连接微型机系统内各插件板的总线称为系统内总线（板级总线）；CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线称为片内总线。

4．一次总线的信息传送过程大致可以分为4个阶段，依次为总线请求及仲裁阶段、寻址阶段、传数阶段和结束阶段。

8．同步总线有哪些优点和缺点？主要用在什么场合？答：同步并行总线时序是指总线上所有信号均以同步时钟为基准，所有接在总线上的设备的信息传输也严格与同步时钟同步。

同步并行总线的优点是简单、易实现；缺点是无法兼容总线上各种不同响应速度的设备，因为同步时钟的速度必须以最慢的响应设备为准，这样总线上的高速设备将无法发挥其高速性能。

第8章可编程输入输出接口2014(新简)

第8章可编程输入输出接口2014(新简)

当A1A0=11时 选择控制端口
20
表8.1 8255A的读写操作控制
21
8.1.2 8255A的控制字及其工作方式
8255A 共有两个控制字：即工作方 式控制字和对C口臵位/复位控制字。 1. 控制字 (1)工作方式控制字： 控制字和各位的含义如图所示。
22
D7
D6 D 5
D4 D3
D2 D1 D0
下图示出 8255A 方式 1 选通输入时的内部 结构图。
35
•STB：选通信号。外设准备好数据发 送STB#，低电平有效。
•IBF：输入缓冲器满信号，STB#下降 沿8255向外设输出IBF信号，表示输入 缓冲器满，高电平有效。
36
INTR：中断请求信号，高电平有效 。STB#上升沿使INTR从无效到有效 ，请求CPU读数据。CPU接到INTR, 读数据发送RD#，RD#下降沿变INTR 有效为无效，表示已经得到响应， RD#上升沿使IBF满变为不满，表示 数据已经读走。 INTE：中断允许信号，它是通过端 口PC4(端口A)或PC2(端口B)的位来编 程的内部位。
ACK： 外设应答信号。该信号的下 降沿使OBF臵高，表示输出缓冲器 空，低电平有效.当外设读取数据以 后，由外设输入给8255，表示数据
42
INTR：中断请求信号。写信 号的下降沿使INTR引脚无效， 表示CPU正在响应中断，高电 平有效。
INTE ： 中断允许信号。在中
断允许情况下， ACK 的
出数据均受到锁存。
端口 B 和 C: 都包含一个 8 位数据输入缓
冲器和一个 8位的数据输出锁存器和缓冲器，
输出数据能锁存，输入数据不锁存。
7
端口 C: 可分成两个 4 位端口，分别定义 为输入或输出端口，还可定义为控制、状 态端口，配合端口A和端口B工作。 在实际应用中C口 的8位可分为两个4位

微机原理与单片机接口技术(第2版)李精华 第8章 微处理器控制系统的接口扩展


8.1.2 编址技术
所谓编址，就是通过51单片机地址总线，使片外扩展的存 储器和I/O口中的每个存储单元或元器件，在51单片机的寻址 范围内均有独立的地址，以便51单片机使用该地址能唯一地选 中该单元。51单片机对外部扩展的存储器和I/O设备进行编址 的方法有两种：线选法和译码法。 1、线选法
所谓线选法，就是直接选定单片机的某根空闲地址线作为 存储芯片的片选信号。 2、译码法
由P0口作为地址线低8位，P2口作为地址线高8位，构 成16位地址，寻址范围为64KB。由于P0口分时复用为 地址总线和数据总线，除提供低8位地址之外，又要 作为数据口，地址和数据分时控制输出。为避免地址 和数据的冲突，低8位地址必须用锁存器锁存。也就 是在P0口外加一个锁存器，当ALE为下降沿时，将低8 位地址锁存。
位（LSB）所对应的输入模拟电压的变化量。分辨率定义 为转换器的满刻度电压（基准电压）VFSR与2n的比值，即
分辨率= VFSR 式中，n为A/D转2换n器输出的二进制位数，n越大，分
辨率越高。分辨率取决于A/D转换器的位数，所以习惯上 用输出的二进制位数或BCD码位数表示。
8.2 A/D转换器与D/A转换器简介
2．A/D转换器的主要技术指标 • （2）量化误差：模拟量是连续的，而数字量是断续
的，当A/D转换器的位数固定后，数字量不能把模拟 量所有的值都精确地表示出来，这种由A/D转换器有 限分辨率所造成的真实值与转换值之间的误差称为量 化误差。一般量化误差为数字量的最低有效位所表示 的模拟量，理想的量化误差容限是±1/2LSB。
三、教学难点
I2C总线接口的程序设计。
四、教学方式
8.1 单片机的外部并行总线
8.1.1 并行总线结构 51单片机具有外部并行总线，分为地址总线（AB）

微机原理第8章-2


中断服务程序： … IN AL ,DX ; 送输出允许OE信号，送数字 量到AL中 … IRET
2
数/模（D/A）转换
主程序：
…
MOV CX,8 ;一次循环采样，共8个通道 MOV DX,380H ；选择A/D通道0 MOV AL,0 ; 为第一次监测置初值 AGAIN：OUT DX,AL ;送START启动信号，锁定模拟输入地址 HLT ; 暂停，等待中断即EOC变高 CMP AL, 0F0H ;模拟值与0F0H比较 JA OVER ; 超限，转移到OVER INC DX ; 选择A/D通道1 LOOP AGAIN ; 中断结束后开始采样通道1 … OVER: …
启动转 换脉冲 时钟 脉冲
转换结 束信号
输出允 许信号
⑷控制逻辑与时序— 控制芯片的工作并提供转换所需的时序。
2、ADC0809引脚功能
⑴IN0～IN7— 8路模拟电压输入; ⑵ ALE — 地址锁存信号； ⑶ ADDA/B/C— 8路地址线; ⑷ D0～D7— 8位数字信号输出; ⑸CLK— 时钟信号(10K～1.2M); ⑹ VREF—基准电压，VREF(+) 接VCC，VREF (-)接地；

A/D转换器ADC完成模拟量→数字量的转换， D/A转换器DAC完成数字量→模拟量的转换。
模拟输入输出系统

1) 传感器

传感器是用于将工业生产现场的某些非电物理量转 换为电量(电流、电压)的器件。例如，热电偶能够 将温度这个物理量转换成几毫伏或几十毫伏的电压 信号，所以可用它作为温度传感器；而压力传感器 可以把物理量压力的变化转换为电信号，等等。 一般来讲，传感器输出的电信号都比较微弱，有些 传感器的输出甚至是电阻值、电容值等非电量。为 了易于与信号处理环节衔接，就需要将这些微弱电 信号及电阻值等非电量转换成一种统一的电信号， 变送器就是实现这一功能的器件。它将传感器的输 出信号转换成0～10 mA或4～20 mA的统一电流信号 或者0～5 V的电压信号

微机原理及接口技术课件第8章 常用可编程接口芯片


;执行锁存命令
MOV DX,CS+0
;计数器0端口地址
IN AL,DX 内容
;读计数输出锁存器中的低8位
MOV AH,AL
;保护
IN AL,DX 内容
;读计数疏忽锁存器中的高8位
XCHG AH,AL
;AX中是输出锁存命令瞬间，计数执行 单元中的计数值
13
8.2.3 8253的工作方式
8253 的工作方式：
在计数期间CPU又送来新的计数初值，不影响当前计数过程。计数器计数到0， OUT端输出高电平。一直等到下一次GATE信号的触发，才会将新的计数初值装入， 并以新的计数初值开始计数过程，如图8-4(c)所示。8253方式1下三种情况的时序 波形图，如图8-4所示。
18
8.2.3 8253的工作方式
8253方式1时序波形图
接口芯片的地址码经译码后接通芯片的片选端，对读操作而言，怎样使 输入端口的信息由数据总线进入CPU，数据何时读入CPU，这些都由读信号 控制。对于输出接口，当CPU对接口进行输出数据的操作时，发出写信号。 在PC系统中，对I/O接口的操作由IN、OUT指令完成。
3
8.1可编程接口芯片概述
3. 可编程 目前所用的接口芯片大部分是多通道、多功能的。所谓多通道就是指一
0:二进制计数 1:十进制计数
其中：D7 D6用于选择定时器；D5 D4用于确定时间常数的读/写格式；D3 D2用来 设定计数器的工作方式；D0用来设定计数方式。
11
8.2 可编程定时/计数器接口芯片8253
例题8.1 8253控制字写入示例
MOV DX,CS+3
;8253控制寄存器端口地址，设置8253内部寄存
输入

《微机原理与接口技术》课程总结

《微机原理与接口技术》课程总结本学期我们学习了《微型计算机原理与接口技术》，总的来说，我掌握的知识点可以说是少之又少，我感觉这门课的内容对我来说是比较难理解的。

这门课围绕微型计算机原理和应用主题，以Intel8086CPU为主线，系统介绍了微型计算机的基本知识、基本组成、体系结构、工作模式，介绍了8086CPU的指令系统、汇编语言及程序设计方法和技巧，存储器的组成和I/O接口扩展方法，微机的中断结构、工作过程，并系统介绍了微机中的常用接口原理和应用技术，包括七大接口芯片：并行接口8255A、串行接口8251A、计数器/定时器8253、中断控制器8259A、A/D（ADC0809）、D/A （DAC0832）、DMA（8237）、人机接口（键盘与显示器接口）的结构原理与应用。

在此基础上，对现代微机系统中涉及的总线技术、高速缓存技术、数据传输方法、高性能计算机的体系结构和主要技术作了简要介绍。

第一章：微型计算机概论（1）超、大、中、小型计算机阶段（1946年-1980年）采用计算机来代替人的脑力劳动，提高了工作效率，能够解决较复杂的数学计算和数据处理（2）微型计算机阶段（1981年-1990年）微型计算机大量普及，几乎应用于所有领域，对世界科技和经济的发展起到了重要的推动作用。

（3）计算机网络阶段（1991年至今）。

计算机的数值表示方法：二进制，八进制，十进制，十六进制。

要会各个进制之间的数制转换。

计算机网络为人类实现资源共享提供了有力的帮助，从而促进了信息化社会的到来，实现了遍及全球的信息资源共享。

第二章：80X86微处理器结构本章讲述了80X86微处理器的内部结构及他们的引脚信号和工作方式，重点讲述了8086微处理器的相关知识，从而为8086微处理器同存储器以及I/O设备的接口设计做了准备。

本章内容是本课程的重点部分。

第三章：80X86指令系统和汇编语言本章讲述了80X86微处理器指令的多种寻址方式，讲述了80X86指令系统中各指令的书写方式、指令含义及编程应用；讲述了汇编语言伪指令的书写格式和含义、汇编语言中语句的书写格式。

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外设是用来实现人机交互的一些机电设备。 外设是用来实现人机交互的一些机电设备。不能直接 挂在总线上，必须通过接口和系统相连， 挂在总线上，必须通过接口和系统相连，因为存在下列不 匹配： 匹配： 1、速度的不匹配：CPU速度很快，而外设的速度要慢得多 速度的不匹配：CPU速度很快， 速度很快 2、信号电平不匹配：CPU所使用的信号多是TTL电平 ，而外 信号电平不匹配：CPU所使用的信号多是TTL电平 所使用的信号多是TTL 设大多是复杂的机电设备，往往不能用TTL电平驱动， TTL电平驱动 设大多是复杂的机电设备，往往不能用TTL电平驱动，必须 有自己的电源系统和信号电平。 有自己的电源系统和信号电平。 3、信号格式不匹配：CPU系统总线上传送的并行数据，而外 信号格式不匹配：CPU系统总线上传送的并行数据， 系统总线上传送的并行数据 设使用的信号格式各不相同 4、时序不匹配：各种外设都有定时和控制逻辑，与CPU的时 时序不匹配：各种外设都有定时和控制逻辑， CPU的时 序不一致
2
I/O接口与系统和外设的连接 二、I/O接口与系统和外设的连接
与CPU相连的系统总线包括数据线、地址线和控制线 CPU相连的系统总线包括数据线、 相连的系统总线包括数据线 与外设相连的I/O总线包括数据线、 与外设相连的I/O总线包括数据线、控制线和状态线 I/O总线包括数据线
3
采用I/O I/O接口的必要性 三、采用I/O接口的必要性
接口和端口的区别： 接口和端口的区别：
端口：是指接口电路中能被CPU直接访问的寄存器或某些特定 端口：是指接口电路中能被CPU直接访问的寄存器或某些特定 CPU 的器件，分别用来存放数据信息，控制信息和状态信息， 的器件，分别用来存放数据信息，控制信息和状态信息，相应 的端口就是数据端口 控制端口和状态端口。CPU通过这些端 数据端口、 的端口就是数据端口、控制端口和状态端口。CPU通过这些端 口来发送命令、读取状态和传送数据。 口来发送命令、读取状态和传送数据。 接口：若干个端口加上相应的控制逻辑才能组成。 接口：若干个端口加上相应的控制逻辑才能组成。
微型计算机输入/ 第八章 微型计算机输入/输出接口技术
在不同的微机系统中，为了实现人机对话， 在不同的微机系统中，为了实现人机对话，人们使用了大 量的输入 输出设备，如键盘、鼠标、显示器等， 输入/ 量的输入/输出设备，如键盘、鼠标、显示器等，在某些控制 场合，还用到了模/数转换器和数/模转换器。 场合，还用到了模/数转换器和数/模转换器。由于这些外部设 备和装置的工作原理 驱动方式、信息格式和数据处理速度等 工作原理、 备和装置的工作原理、驱动方式、信息格式和数据处理速度等 各不相同，必须经过中间电路才能与CPU相连， CPU相连 各不相同，必须经过中间电路才能与CPU相连，这部分中间电 路就是所谓的输入 输出接口，简称I/O接口。 输入/ I/O接口 路就是所谓的输入/输出接口，简称I/O接口。
5
I/O接口的类型 五、I/O接口的类型
I/O接口可按以下几种方式进行分类： I/O接口可按以下几种方式进行分类： 接口可按以下几种方式进行分类 1、按数据传送方式分为并行接口与串行接口两类 主机侧的内部接口， 主机侧的内部接口，数据在接口与主机之间总是通过系 统总线按字节或字或多字进行并行传输；外设侧的外部接 统总线按字节或字或多字进行并行传输； 数据在接口与外设之间有串行和并行两种传送方式。 口，数据在接口与外设之间有串行和并行两种传送方式。 2、按功能选择的灵活性分为可编程接口与不可编程接口两 类 3、按通用性分为通用接口与专用接口 4、按数据传送的控制方式分为程序式接口与DMA式接口 按数据传送的控制方式分为程序式接口与DMA式接口 DMA 5、按设备的连接方式分为点对点接口与多点接口
1
8.1 概述
输入/ 8.1.1 输入/输出接口的概念与功能 一、概念
接口 是位于系统与外设间，协助完成数据传送的电路。 是位于系统与外设间，协助完成数据传送的电路。 接口技术 是研究CPU如何与外部世界进行最佳耦合与匹配， 是研究CPU如何与外部世界进行最佳耦合与匹配，实现 CPU如何与外部世界进行最佳耦合与匹配 双方高效、可靠地交换信息的一门技术，是软件、 双方高效、可靠地交换信息的一门技术，是软件、硬件结合 的体现，是微机应用的关键。 的体现，是微机应用的关键。 研究内容涉及到硬件接口电路和软件接口程序两部分 研究内容涉及到硬件接口电路和软件接口程序两部分 硬件接口电路
本章主要讨论输入/输出接口和系统中的数据传送机制， 本章主要讨论输入/输出接口和系统中的数据传送机制， 其内容包括：I/O接口 I/O接口的基本结构和功能 I/O端口 接口、 接口的基本结构和功能、 其内容包括：I/O接口、I/O接口的基本结构和功能、I/O端口 寻址方式、CPU与外设之间的数据传送方式等 与外设之间的数据传送方式等。 寻址方式、CPU与外设之间的数据传送方式等。
4
I/O接口的功能 四、I/O接口的功能
设置数据的寄存、缓冲逻辑，以适应CPU与外设之间的速度差异； CPU与外设之间的速度差异 1、设置数据的寄存、缓冲逻辑，以适应CPU与外设之间的速度差异； 进行信息格式的转换，如串行和并行的转换； 2、进行信息格式的转换，如串行和并行的转换； 协调CPU与外设在信息类型和电平上的差异，如电平转换驱动器、 CPU与外设在信息类型和电平上的差异 3、协调CPU与外设在信息类型和电平上的差异，如电平转换驱动器、数 模和模/数转换器等； /模和模/数转换器等； 4、协调时序差异，同步CPU与外设的工作； 协调时序差异，同步CPU与外设的工作； CPU与外设的工作 5、地址译码和设备选择功能，使CPU在某一时刻只能选中一个I/O端口； 地址译码和设备选择功能， CPU在某一时刻只能选中一个I/O端口； 在某一时刻只能选中一个I/O端口 提供联络信号，承担CPU与外设之间的联络工作， CPU与外设之间的联络工作 6、提供联络信号，承担CPU与外设之间的联络工作，联络的具体信息有 控制信息、状态信息和请求信号等，如外设的“Ready”、 Busy”等状 控制信息、状态信息和请求信号等，如外设的“Ready 、“Busy 等状 态； 设置中断和DMA控制逻辑，以保证在中断和DMA允许的情况下， DMA控制逻辑 DMA允许的情况下 7、设置中断和DMA控制逻辑，以保证在中断和DMA允许的情况下，产生 中断和DMA请求信号，并在接受到中断和DMA DMA请求信号 DMA应答之后完成中断处理和 中断和DMA请求信号，并在接受到中断和DMA应答之后完成中断处理和 DMA传输 传输。 DMA传输。
内 存 空 间
I/O 空 间
11
8088CPU采用I/O 8088CPU采用I/O端口与存储器分别独立编址 CPU采用I/O端口与存储器分别独立编址
可寻址2 可寻址 20= 1M个内存单元 个内存单元 内存范围00000 ~FFFFFh 内存范围 内存单元的地址有5种寻址 内存单元的地址有 种寻址 可寻址2 K个I/O端口 可寻址216= 64 K个I/O端口 I/O端口范围 端口范围0000 ~ FFFFH 端口范围 I/O端口的地址由 端口的地址由 一个8位二进制数直接寻址 一个 位二进制数直接寻址 或DX寄存器间接寻址 寄存器间接寻址 外部数据总线为8位 因此 口只能为8位 因此I/O口只能为 外部数据总线为 位,因此 口只能为 位
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CPU与外设之间的接口信息 8.1.2 CPU与外设之间的接口信息
CPU与外设之间的接口信息主要包括数据信息、 CPU与外设之间的接口信息主要包括数据信息、状态信 与外设之间的接口信息主要包括数据信息 息和控制信息
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数据信息：通常包括数字量、模拟量和开关量三种基本形式 数据信息：通常包括数字量、模拟量和开关量三种基本形式 数字量 状态信息：主要用来指示输入/输出设备当前的状态，CPU根据 状态信息：主要用来指示输入/输出设备当前的状态，CPU根据 这些状态信息适时准确地进行有效的数据传送。 这些状态信息适时准确地进行有效的数据传送。 控制信息：主要是用来控制输入/输出设备的一类接口信息， 控制信息：主要是用来控制输入/输出设备的一类接口信息， 它能控制设备的启动与停止
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内 存 空 间
I/O 空 间
端口与存储器独立编址（I/O映射方式 映射方式） 2、端口与存储器独立编址（I/O映射方式）
例 Intel的80X86系列 Intel的80X86系列
特点： 特点： 端口与存储器分别独立编址 端口不占用内存空间 设有专门的 I/O指令对端口进行读写，指 指令对端口进行读写， 指令对端口进行读写 令执行速度快 对内存操作的指令不能用于I/O端口 对内存操作的指令不能用于 端口
(2)
(3)
DX，300H MOV DX，300H AL， IN AL，DX 若 (300H端口)= 69H 300H端口)= 69H 300H端口) 69H 执行后 (AL) = (300H端口) = 69H
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指令OUT 2. 输出指令OUT
格 式 O U T O U T O U T O U T p o r t, A L p o r t, A X D X , A L D X , A X 执 行 操 作 (p o r t 端 口 ) ← (A L )
内 存 空 间
例
MOV [10H], AL IN 10H, AL
对内存操作 对端口操作
I/O 空 间
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8086CPU采用I/O 8086CPU采用I/O端口与存储器分别独立编址 CPU采用I/O端口与存储器分别独立编址
可寻址2 可寻址 20= 1M个内存单元 个内存单元 内存范围00000 ~FFFFFh 内存范围 内存单元的地址有5种寻址 内存单元的地址有 种寻址 可寻址2 K个I/O端口 可寻址216= 64 K个I/O端口 I/O端口范围 端口范围0000 ~ FFFFH 端口范围 I/O端口的地址由 端口的地址由 一个8位二进制数直接寻址 一个 位二进制数直接寻址 或DX寄存器间接寻址 寄存器间接寻址 外部数据总线为16位 因此 因此I/O口可以为 口可以为8 外部数据总线为 位 ,因此 口可以为 位(64K)或16位(32K) 或 位