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[工学]微机原理7第六章

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《微机原理与应用教学资料》第六章 io(课件)

《微机原理与应用教学资料》第六章 io(课件)

I/O接口（电路）：外设和计算机之间传送信息的交接部件 （界面），每一个外设都要通过接口电路才能与主机相连
I/O端口：一个I/O接口电路中通常包含多个端口，一个端口 对应一个地址
例：IN AL ，60H ；60H. 端口的内容→AL
5
端口地址为60H
❖ I/O接口和I/O端口的关系：
①一个I/O接口电路中通常包含多个端口 ②CPU在同一时刻只能选中某一个I/O端口 ③CPU访问外设，实质上是对I/O接口电路中相应的端口进
.

11
+5V
上拉电阻
D0
1Y1 1A1
D1
1Y2 1A2
74LS244
2Y4 2A4
D7
1G 2G
M/IO
CS
RD
上拉电阻的作用：保证开关断开时，有一高电平输入。
1G、2G的作用：为低电平时，三态门打开，输入三态
读开关状态：IN AL, PORT1；执行时，RD=0，M/IO=0，地址 信号使CS=0 → 1G、2G=0，三态. 门打开，开关状态读入CPU 12
.
10
1、程序控制方式
在程序控制下传送数据 缺点：CPU利用率低
（1）无条件传送：数据传送不能频繁，适用于简单外设或 外设的定时是固定或已知的场合
例1：检测按键开关状态 图6-4,见后页 上拉电阻 三态门
例2：控制LED灯亮，图6-5 74LS273锁存器，限流电阻
OUT PORT2,AL；执行时，WR=0，M/IO=0，地址信 号使CS=0 → CLK输出一上升沿，数据锁存并输出。
13
.
14
1.选通 锁存状态，锁存数据 2.CPU执行读指令，IN AL, PORT-S1; CS1有效， Q端高电平送至D0到CPU

微机原理6

微机原理6

第六章 直接存储器存取DMA
系统总线 主机板 总线 逻辑 回 答 请 求 I/O 接口 I/O 接口
CPU 8088
存储器
DMA 控制器 8237
存取DMA 6.1.2 DMA的工作过程 的工作过程
AB DB CB 总线请求 DREQ CPU DACK 总线响应 DMAC DMA 响应 DMA 请求 I/O
第六章 直接存储器存取DMA 在这种方式中要注意： ① DMA响应信号DACK有效前， DREQ必须保持有效。 ② 若DREQ在传送过程中一直保持有效， 则在两次传送之间 必须释放总线。 （2）成组传送方式。一个DMA请求可以传送一组信息。在 DMAC 初 始 化 时 ， 由 编 程 决 定 这 一 组 信 息 的 字 节 数 ， 只 要 在 DACK 有 效 之 前 DREQ 保 持 有 效 即 可 。 一 旦 DACK 有 效 ， 不 管 DREQ是否有效，DMAC一直不放弃总线控制权， 直到整个数组 传送完。 （3）请求传送方式。请求传送方式又称查询传送方式。该方 式的传送类似成组传送方式，但每传送一个字节后，DMAC就检 测DREQ：若无效，则挂起；若有效，则继续DMA传送，直到外 加信号强制DMAC中止操作。
A7 A6 A5 A4
EOP
A3 A2 A1 A0 VCC DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DACK 0 DACK 1 DB5 DB6 DB7
图 6 4 82 37 引 脚 图 A
第六章 直接存储器存取DMA 各个信号说明如下： CLK：时钟输入端，通常接到8234时钟发生器的输出引脚， 用来控制8237A内部操作定时和DMA传送时的数据传送速率。 8237A的时钟频率为3 MHz， 8237A-5的时钟频率为5 MHz，后 者是8237A的改进型，工作速度比较高，但工作原理及使用方 法与8237A相同。 CS：片选输入端，低电平有效。

微机原理-第6章(2)

微机原理-第6章(2)
1.计算此 计算此RAM存储区的最高地址为 计算此 存储区的最高地址为 多少？ 多少？ 2.画出此存储器电路与系统总线的 画出此存储器电路与系统总线的 连接图。 连接图。
四.扩展存储器设计
Note:8086 CPU同8088 CPU一样，也有20条地址总线，其寻 8086 CPU同 CPU一样 也有20条地址总线， 一样， 20条地址总线 址能力达1MB。不同之处是8086 数据总线是16位的， 16位的 址能力达1MB。不同之处是8086 CPU 数据总线是16位的， 与8086 CPU对应的1MB存储空间可分为两个512kB(524 288 CPU对应的1MB存储空间可分为两个512kB(524 对应的 存储空间可分为两个512 B)的存储体。其中一个存储体由奇地址的存储单元(高字节) B)的存储体。其中一个存储体由奇地址的存储单元(高字节) 的存储体 奇地址的存储单元 组成，另一个存储体由偶地址的存储单元(低字节)组成。 组成，另一个存储体由偶地址的存储单元(低字节)组成。 偶地址的存储单元 前者称为奇地址的存储体，后者称为偶地址的存储体。 前者称为奇地址的存储体，后者称为偶地址的存储体。
≈
0
≈ ≈
0 0
0
0
0
0
0
0
0 1…1
作片外寻址的高位不变地址线全部 参加了译码，这种译码方法称为全 参加了译码，这种译码方法称为全 地址译码方法 方法。 地址译码方法。
片外寻址
四.扩展存储器设计
A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9~A0 X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0…0
4KB 00000H 00FFFH
≈
●
模块1 模块

微机原理第6章PPT课件

微机原理第6章PPT课件

6.2 输入/输出方式
从CPU与外设通讯的特点可知，在数据的传送过程中， 关键问题是控制交换过程。 数据传送的控制方式有： 程序控制下的数据传送——通过CPU执行程序中的I/O指令 来完成传送，分为：无条件传送、查询传送 中断控制的传送方式 直接存储器存取（DMA）——传送请求由外设向DMA控制 器（DMAC）提出，后者向CPU申请总线，最后DMAC利 用系统总线来完成外设和存储器间的数据传送 I/O处理机——CPU委托专门的I/O处理机来管理外设，完成 传送和相应的数据处理
针对某种外设设计、与该种外设接口
面向微机系统的专用接口芯片
与CPU和系统配套使用，以增强其总体功能
4. 接口电路的可编程性
许多接口电路具有多种功能和工作方式， 可以通过编程的方法选定其中一种
接口需要进行物理连接，还需要编写接口 软件
接口软件有两类：
初始化程序段——设定芯片工作方式等 数据交换程序段——管理、控制、驱动外设，
字节输入（8位） 字输入（16位） 双字输入（32位）
（PORT）← AL （PORT+1，PORT）← AX （ PORT+3 ， PORT+2 ， PORT+1 ， PORT ） ←EAX AL ←（DX） AX ←（DX+1，DX） EAX ←（DX+3，DX+2，DX+1，DX） （DX）← AL （DX+1，DX）← AX （DX+3，DX+2，DX+1，DX）← EAX
例1 指令 IN AL，20H 若（20H）=29H， 则指令执行后，AL=29H。
例2 指令 OUT DX，EAX 若DX =2000H，EAX =2FAB3147H， 则 指 令 执 行 后 ， 地 址 为 2003H 、 2002H 、 2001H、2000H的端口的内容分别为2FH、 ABH、31H和47H。

第 6 章 存储器——微机原理课件PPT

第 6 章 存储器——微机原理课件PPT

18个引脚：
A4 3
10 根地址线 A9～A0 4 根数据线 I/O4～I/O1 片选 -CS
读写 -WE
A3 A0 A1 A2 -CS
4 5 6 7 8
GND 9
18 Vcc
17 A7 16 A8 15 A9 14 I/O1 13 I/O2 12 I/O3 11 I/O4 10 -WE
A3 A2 A1 A0
第 6 章 存储器
6.1 半导体存储器的分类 6.2 读写存储器（RAM） 6.3 现代RAM 6.4 只读存储器（ROM）
微型计算机的存储结构
寄存器——位于CPU中
主 存 —— 由 半 导 体 存 储 器(ROM/RAM)构成
辅 存 —— 指 磁 盘 、 磁 带 、 磁鼓、光盘等大容量存 储器，采用磁、光原理 工作
在微型计算机中，CPU对存储器进行读写操作， 首先要由地址总线给出地址信号，然后要发出相 应的是读还是写的控制信号，最后才能在数据总 线上进行信息交流。所以，RAM与CPU的连接， 主要有以下三个部分： (1) 地址线的连接； (2) 数据线的连接； (3) 控制线的连接。
用1k*4 的片子 2114 组成 2k*8 的存储器 —— 需 4 个芯片 地址线—— （211=2048）需 11 根 （ 片内 10 根，片选 1 根） 数据线—— 8 根 控制线—— IO/ M 和 WR
半导体存储器的分类
半导体 存储器
双极型RAM
随机存取存储器 （RAM）
静态 RAM（SRAM） 动态 RAM（DRAM） 非易失 RAM（NVRAM）
掩膜式ROM
只读存储器 （ROM）
一次性可编程 ROM（PROM） 紫外线擦除可编程 ROM（EPROM）

微机原理课件第六章资料

微机原理课件第六章资料
微机原理及接口技术
教师：王茜 邮箱：wq_cduestc@
第6章 输入/输出和中断技术 本章重点：
· 掌握地址译码技术及I/O端口编址方法； · 掌握8086对数据输入/输出的控制方式； · 掌握中断类型码、中断向量和中断向量表三者之间的关系； · 了解8086的中断机构，理解8086的硬中断及INTR与NMI的区别
6.2.1 程序控制方式 1. 无条件传送方式 ＊ 最简单的I/O控制方式，CPU可以随时根据需要无
条件地读写I/O端口 ＊ 外设要求：简单，数据变化缓慢，操作时间固定
，如一组开关或LED显示管。外设被认为始终处 于就绪状态
＊ 接口特点
– CPU的DB→I/O接口(输出锁存器)→外设 – CPU的DB←I/O接口(输入缓冲器)←外设
R 77AH W 77AH
6.2 输入/输出的控制方式
· 外设的速度与CPU相比要慢好几个数量级，且不 同外设之间的速度也相差很大，为了保证数据传 输的可靠性，CPU一定要等外设准备就绪之后才 能执行输入/输出操作，而外设就绪的时刻对CPU 而言是随机的，因此需要同步。
• 三种I/O同步控制方式： –程序控制方式：无条件传送和程序查询 –中断控制方式 –直接存储器存取方式，DMA方式
74LS04
&
74LS20 &
≥1 AEN ≥1
IOR
74LS32
≥1 R77AH
读/写操作77AH端口地址的译码电路
AAAAAAAA198654310
& 74LS30 ≥1
A15 A14
74LS04
&
AA1132
≥1 74LS20
A11
&
AAA720 AEN

最新微机原理与接口技术——第六章教学讲义PPT

最新微机原理与接口技术——第六章教学讲义PPT
微机原理与接口技术—— 第六章
6.1 并行接口的概念
通信：是指计算机中主机与主机、主机与 外设之间信息的传送。一般分别分为并行 通信和串行通信。
并行通信：是指传输的线路的多条（四条、 八条），一次可并行进行多位二进制位的 传送。
串行通信：是指传输线路只有一条，一次 只进行一位二进制位的传送。
六、8255A的工作方式
8255A的工作方式与端口有关，PA口有3种 方式（0方式、1方式、2方式），PB口和 PC口只有2种工作方式（0方式、1方式）。
基本I/O方式（方式0） （PA、PB、PC） 不需握手联络线的简单输入/输出单向方式；
适用于无条件传送和查询方式（一般PA或PB数据口, 而PC做成状态口 ）的接口电路
D0~D7 PA口
WR RD PC口 A1 A0
PB口 CS
外设
五. 方式命令字：命令字格式
例1. 写入方式控制字
要求：
A端口：方式1输入 C端口上半部：输出，C口下半部：输入 B端口：方式0输出
方式控制字：10110001B或B1H 初始化的程序段：
mov dx,303h ;假设控制端口为303H mov al,0b1h ;方式控制字 out dx,al ;送到控制端口
；送数到PA口
MOV OUT
NOP NOP INC OUT
INC DEC JNZ
HLT
AL ， 00001100B ；将PC6置0（STB为低）
D6H ， AL
；AL 0000 1100 B
AL 0D6H ， AL
SI CX LPST
； 延时 ；AL0000 1101 B ；再使STB（PC6）为1
001 0 011 0 111 0 111 0

微机原理各章知识要点、小结五篇

微机原理各章知识要点、小结五篇

微机原理各章知识要点、小结五篇第一篇：微机原理各章知识要点、小结各章知识要点、小结第一章微型计算机系统概述本章知识要点：•微型计算机的发展。

•微型计算机的特点。

•微型计算机系统的组成。

•微型计算机的主要性能指标。

本章小结：本章首先介绍了微型计算机的发展、组成。

然后对计算机的结构进行了简单介绍，并介绍了微型计算机的3种不同的总线结构。

最后，介绍了计算机的软、硬件的概念，区别和联系以及计算机的主要性能指标。

在学习完本章内容之后，需要掌握如下内容。

•微型计算机的发展阶段和特点。

•微型计算机属于第四代计算机，为冯〃诺伊曼结构。

•微型计算机系统由硬件和软件组成。

硬件由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器等5部分组成。

•微型计算机中的软硬件概念、分类、联系以及区别。

•微型计算机的主要性能指标有字长、存储器容量、运算速度、外部设备配置、系统软件配置、性价比等。

• 1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB 第二章计算机中的信息表示本章知识要点：•进位计数制及其相互转换。

•二进制数的运算规则。

•计算机中带符号数与小数点的表示方法。

•计算机中的常用码制。

本章小结：本章着重介绍了计算机中数据的表示方法，重点讲述了二、八、十、十六进制数的相关概念及各类进制数之间相互转换的方法，无符号数和带符号数的机器内部表示以及字符编码和汉字编码等内容。

在学习完本章内容之后，需要掌握如下内容。

•掌握计算机内部的信息处理方法和特点。

•熟悉原码、反码、补码等各类数制之间的相互转换。

•理解无符号数和带符号数的表示方法。

•掌握各种BCD码的特点及其之间的相互转换。

•了解循环码和余3码的表示方法。

1/7 •掌握在计算机中如何运用字符的ASCII码表示非数字信息的。

•了解汉字编码以及在计算机中对汉字的表示方法。

第三章微处理器本章知识要点：• CPU的发展过程。

• 80486的内部基本结构。

• 80486的外部基本引脚。

• CPU的内部寄存器。

微机原理第六章参考答案

微机原理第六章参考答案

一、I/O接口的作用是使微机处理器与外设之间能够有条不紊地协调工作，打到信息交换的目的。

I/O接口的功能有：数据缓冲、设备选择、信号转换、接收、解释并执行CPU命令、中断管理、可编程等功能。

二、I/O端口是接口信息流传送的地址通道。

一般接口电路中有数据端口、命令端口、状态端口等。

三、CPU对I/O端口的编址方式有哪几种？各有什么特点？80X86对I/O端口的编址方式属于哪一种？CPU对I/O端口的编址方式有：统一编址和独立编址。

统一编址的微机系统中，存储器、I/O接口和CPU通常挂接在同一总线上，CPU对I/O端口的访问非常灵活、方便，有利于提高端口数据的处理速度；但是减少了有效的存储空间。

独立编址的微机系统中，I/O地址空间和存储器地址空间可以重叠，CPU需要通过不同的命令来区分端口的存储器。

80X86采用独立编址方式。

四、某微机系统有8个I/O接口芯片，每个接口芯片占用8个端口地址。

若起始地址为9000H，8个接口芯片的地址连续分布，用74LS138作译码器，请画出端口译码电路图，并说明每个芯片的端口地址范围。

74LS138分析下表所列的地址分配情况，可知系统地址信号的译码情况为（图略）：●字选：A2～A0直接与接口芯片上的地址信号线连接以寻址每个接口芯片内部的8个端口；●片选：⏹A5～A3接3-8译码器输入端，译码器输出端分别作为8个接口芯片的片选信号；五、由于CPU与外设之间的速度不匹配，所以输入需要缓冲，输出需要锁存。

输入缓冲器就是输入时在外设和CPU之间接一数据缓冲器，当读该缓冲器的控制信号有效时，才将缓冲器的三态门打开，使外设的数据进入系统的数据总线，而其他时间，三态门处于高阻状态，不影响总线上的其他操作。

输出锁存就是在CPU和外设之间接一锁存器，使得有输出指令并且选中该I/O端口时，才使总线上的数据进入锁存器，此后不管总线上的数据如何变化，只要没有再次使锁存器的信号有效，锁存器的输出端就一直保持原来的锁存信息。

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所有可对内存操作的指令对I/O端口均可使用，
指令系统中不专设I/O指令。
二 、8088的输入/输出指令和时序
1. 输入指令IN 2. 输出指令OUT 3. 输入/输出指令时序
输入/输出指令实现I/O端口与CPU之间的数据传送
AB
地址
C
译码
P
DB 数据 缓冲
U
CB 控制
电路
I/O端口1
外
I/O端口2
I/O端口3
设
8088CPU采用I/O端口与存储器分别独立编址
可寻址220= 1M个内存单元
内存范围00000 ~FFFFFh
内
内存单元的地址有5种寻址
存 空
间
可寻址216= 64 K个I/O端口
I/O端个8位二进制数直接寻址
或DX寄存器间接寻址
I/O 空
CPU
存 I/O 输 储 接入 器 口设
备
地址总线 AB
输
I/O 接 口
出 设 备
数据总线 DB 控制总线 CB
微型计算机的结构示意图
2、为什么要用接口电路？
外设是用来实现人机交互的一些机电设备。 外设处理信息的类型、速度、通信方式与CPU不匹配, 不能直接挂在总线上，必须通过接口和系统相连
CPU 信息类型 数字量
间
1. 输入指令IN
格式
执行操作
IN AL, port IN AX, port IN AL, DX IN AX, DX
(AL) ← (port 端口)
(AL) ← (port 端口) (AH) ← (port+1 端口)
(AL) ← ((DX)端口)
(AL) ← ((DX)端口) (AH) ← ((DX)+1 端口)
3. 某I/O接口的状态寄存器D0位存放外设‘BUSY’的 状态, 其地址为2A3h, D0=1表示外设忙; 该接口的数据寄存器的地址为 2A1h。编写程序，
用查询方式将data为首地址的100个内存单元内容
从该I/O接口输出。
复习： P212~P224, P236~P239（第二版）
预习： P223~P236, P239~P247 （第二版）
控制外设或接口的工作方式。
AB
地址
C
译码
P
DB 数据 缓冲
U
CB 控制
电路
I/O端口1
外
I/O端口2
I/O端口3
设
CPU对外设输入/输出的控制， 是通过对接口电路中各I/O端口的读/写操作完成。
第二节 I/O端口的编址和译码
一、 I/O端口的编址方式 二、8088的输入/输出指令和时序 三、I/O端口的译码
第六章 微机接口技术概述
第一节 接口技术的基本概念 第二节 I/O端口的编址和译码 第三节 CPU与外设间的数据传送方式 第四节 接口技术的现状与发展趋势 第五节 接口的设计与分析
作业: 6-3, 6-6, 6-10
1. 假设 (AL)= 73H, (DX)=21CH, (端口21CH)= 95H 执行 MOV DX, 21CH IN AL, DX (1) 根据8088CPU在最小模式下的I/O、存储器读/写时序，
工作速度 快 通信方式 并行
接口作用 模/数转换(A/D)
数/模转换(D/A) 三态缓冲、锁存 解决传送方式
串/并转换
并/串转换 三态缓冲、锁存
外设 模拟量 数字量
慢 串行 并行
二、接口电路的典型结构
AB
地址
C
译码
P
DB 数据 缓冲
U
CB 控制
电路
I/O端口1
外
I/O端口2
I/O端口3
设
从编程角度看，接口内部主要包括一个或多个 CPU可以进行读/写操作的寄存器，又称为I/O端口。
一、I/O端口的编址方式
1、端口与存储器分别独立编址 2、端口与存储器统一编址
1、端口与存储器分别独立编址 （I/O映射方式）
例 Intel的80X86系列、Z80系列
内
特点：
存 空
端口与存储器分别独立编址
间
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，
对内存操作的指令不能用于I/O端口
描述执行IN指令时8088CPU有关引脚的具体变化过程。 (2) 根据IBM PC/XT总线的I/O读、写周期时序，
描述执行 IN指令时， IBM PC/XT总线上有关引脚的具体过程 如果执行的是 MOV DX, 21CH
OUT DX, AL 有关引脚的具体变化过程?
2. 编写程序，采用无条件传送方式，从端口256h 读入100h个字节数据
port 为数字形式的端口地址, 大小为0~255 或0~FFH
例 (1) IN AL，28H
若 (28H端口) = 1010 1111B 执行后 (AL) = (28H端口) = 0AFH
(2) IN AX，28H 若 (28H端口)= 1010 1111B (29H端口)= 0101 0000B 执行后 (AL) = (28H端口) = 0AFH (AH) = (29H端口) = 50H
第一节 接口技术的基本概念
一、 接口的概念和功能 二、 接口电路的典型结构
一、 接口的概念和功能 1、接口和接口技术 2、为什么要用接口电路？
1、接口和接口技术
接口
指CPU、存储器、外设之间通过总线进行连接的电路部分， 是CPU与外界进行信息交换的中转站。
接口技术
是研究CPU如何与外部世界进行最佳耦合与匹配， 实现双方高效、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。
各I/O端口由端口地址区分。
AB
地址
C
译码
P
DB 数据 缓冲
U
CB 控制
电路
1001 0101
(状态端口)
外
0110 1010 (数据端口)
1100 0110
设
(控制端口)
按存放信息的不同，I/O端口可分为三种类型 数据端口：用于存放CPU与外设间传送的数据信息 状态端口：用于暂存外设的状态信息 控制端口：用于存放CPU对外设或接口的控制信息，
(3) MOV DX， 300H IN AL，DX 若 (300H端口)= 69H 执行后 (AL) = (300H端口) = 69H
2. 输出指令OUT
格式
执行操作
例 MOV [ 10H ], AL 对内存操作
I/O
IN
10H, AL 对端口操作
空
间
2、端口与存储器统一编址 （存储器映射方式）
例 motorola的M6800系列
日立H8S单片机系列
特点:
内
存 空
I/O 空
间
间
I/O端口相当于内存的一部分,
使内存容量减小
对I/O端口的读/写与对存储器的读/写相同，