5.1 微机的输入输出方式

格式：ppt
大小：2.32 MB
文档页数：9

下载文档原格式

微机原理与接口技术

返回
5.2 I/O端口及其编址方式
5.1.2 接口电路中的信息
❖数据信息 ❖状态信息 ❖控制信息
习惯上把分别传送这三种信息的端口称为数据口、状态口、控制口
1．数据信息
❖ （1）数字量：
通常以8位或16位的二进制数以及ASCII码的形式传输，主要指由键盘、磁盘、光盘等输入的信息或主机送给打印机、显示器、绘图仪等的信息。
❖ （2）模拟量：
第5章输入输出接口
❖5.1 微机接口及接口技术 ❖5.2 I/O端口及其编址方式 ❖5.3 端口地址译码 ❖5.4 CPU与外设之间的数据传送方式
5.1 微机接口及接口技术
• 5.1.1 为什么要设置接口电路 • 5.1.2 接口电路中的信息 • 5.1.3 接口的基本功能 • 5.1.4 接口的基本结构
2．端口选择功能
❖微机系统中常有多个外设，而CPU在任一时刻只能与一个端口交换信息，因此需要通过接口的地址译码电路对端口进行寻址。
3. 信号转换功能
❖外设所提供的数据、状态和控制信号可能与微机的总线信号不兼容，所以接口电路应进行相应的信号转换。
4．接收和执行CPU命令的功能
❖CPU对外设的控制命令一般以代码形式输出到接口电路的控制端口，接口电路对命令代码进行识别、分析，分解成若干控制信号，传送到I/O设备，并产生相应的具体操作。
模拟的电压、电流或者非电量。对模拟量输入而言，需先经过传感器转换成电信号，再经A/D转换器变成数字量；如果需要输出模拟控制量的话，就要进行上述过程的逆转换。
❖ （3）开关量：
用“0”和“1”来表示两种状态，如开关的通/断、电机的转/停、阀门的开/关等。
2．状态信息
CPU在传送数据信息之前，经常需要先了解外设当前的状态。如输入设备的数据是否准备好、输出设备是否忙等。

智能仪器课件5.1 键盘处理技术

键按下键释放
前沿抖动
闭合稳定
后沿抖动释放稳定
16
软件抗抖动的方法
软件方法是指编制一段时间大于100ms的延时程
序，在第一次检测到有键按下时，执行这段延时
子程序使键的前沿抖动消失后再检测该键状态，
如果该键仍保持闭合状态电平，则确认为该键已稳定按下，否则无键按下，从而消除了抖动的影响。同理，在检测到按键释放后，也同样要延迟一段时间，以消除后沿抖动，然后转入对该按键
15
按键的抖动干扰
由于机械触点的弹性振动，按键在按下时不会马上稳定地接通而在弹起时也不能一下子完全地断开，因而在按键闭合和断开的瞬间均会出现一连串的抖动，这称为按键的抖动干扰，波形如下图所示。当按键按下时会产生前沿抖动，当按键弹起时会产生后沿抖动。这是所有机械触点式按键的共性问题。抖动的时间长短取决于按键的机械特性与操作状态，一般为10~100ms，此为键处理设计时要考虑的一个重要参数。
18
R1
(Di) Vo
Vi R2
S
V1
(Di) V2
由基本R-S触发器构成的反弹跳电路
4 .7 k a
4 .7 k &
1
b
&
2
按键未按下时，a=0，b=1，输出Q=1。按键按下时，因按键的机械弹性作用的影响，使按键产生抖动。当开关没有稳定到达b 端时，因与非门2输出为0反馈到与非门1 的输入端，封锁了与非门1，双稳态电路 VCC 的状态不会改变，输出保持为1，输出Q (＋5 V) 不会产生抖动的波形。当开关稳定到达b Q 端时，因a=1，b=0，使Q=0，双稳态电路状态发生翻转。当释放按键时，在开关未稳定到达a端时，因Q=0，封锁了与非门2，双稳态电路的状态不变，输出Q保持不变，消除了后沿的抖动波形。当开关稳定到达 a端时，因a=0，b=1，使Q=1，双稳ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电路状态发生翻转，输出Q重新返回原状态。由此可见，键盘输出经双稳态电路之后，输出已变为规范的矩形方波。

输入输出接口

六．8086输入/输出指令
1. 输入指令
IN AL, PORT
IN AX, PORT
IN AL, DX
IN AX, DX
2. 输出指令
OUT PORT, AL
OUT PORT, AX
OUT DX, AL
OUT DX, AX
计算机原理讲义
CPU与外设的连接
第5.2节 CPU与外设的连接
一．CPU与外设的一般接口电路
接口功能
D15～D0 A15～A0
A0 BHE IOR IOW
三．接口的功能
数据口状态口控制口
I/O装置
➢ 数据缓冲：外设数据输入到总线时需要缓冲。 ➢ 数据锁存：总线数据输出到外设时的锁存，解决CPU
与外设速度不匹配问题。 ➢ 传输控制命令和状态信息：计算机与外设有时需使用
硬件握手。例如：计算机利用查询输出到打印机。 ➢ 信息转换：串并转换、数模转换、电平格式转换
（START）、停止（STOP）或数据的选通（STB）等，具体由外设的要求而定。 ③ 状态口 ✓ CPU通过状态口了解外设状态。如：
输入外设是否准备好（READY）转换是否结束（EOC）输出装置是否忙（BUSY） ✓ 控制信息和状态信息一般也由数据总线传送。
计算机原理讲义
CPU与外设的数据传送方式
D15～D0
A15～A0 A0
BHE IOR IOW
（一）端口
数据口状态口控制口
I/O装置
① 数据口：用于完成数据的输入或输出。包括：
✓ 数字量如用ASCII码表示的数和字符 ✓ 模拟量如经DAC转换输出的电流 ✓ 开关量如以一位二进制表示的量
计算机原理讲义
CPU与外设的连接

微机原理与接口技术(第二版)课后习题答案

微机原理与接口技术(第二版)课后习题答案微机原理与接口技术（第二版）课后题答案第1章作业答案1.1 微处理器、微型计算机和微型计算机系统的区别是什么？微处理器是将CPU集成在一个芯片上，微型计算机是由微处理器、存储器和外部设备构成，而微型计算机系统则是微型计算机与管理、维护计算机硬件以及支持应用的软件相结合的系统。

1.2 CPU的内部结构由哪些部分组成？它应该具备哪些主要功能？CPU主要由算术逻辑单元、指令寄存器、指令译码器、可编程逻辑阵列和标志寄存器等寄存器组成。

它的主要功能是进行算术和逻辑运算以及控制计算机按照程序的规定自动运行。

1.3 采用总线结构的微型计算机有哪些优点？采用总线结构可以扩大数据传送的灵活性，减少连线。

此外，总线可以标准化，易于兼容和工业化生产。

1.4 数据总线和地址总线在结构上有什么不同？如果一个系统的数据和地址合用一套总线或者合用部分总线，那么要靠什么来区分地址和数据？数据总线是双向的，而地址总线是单向的。

如果一个系统的数据和地址合用一套总线或者部分总线，就要靠信号的时序来区分。

通常在读写数据时，总是先输出地址，过一段时间再读或写数据。

1.8 给定一个模型，如何用累加器实现15×15的程序？LD A。

15LD H。

15LOOP: ADD A。

15DEC HJP NZ。

LOOPHALT第2章作业答案2.1 IA-32结构微处理器直至Pentium 4，有哪几种？IA-32结构微处理器有、、Pentium、Pentium Pro、Pentium II、Pentium III和Pentium 4.2.6 IA-32结构微处理器有哪几种操作模式？IA-32结构支持保护模式、实地址模式和系统管理模式三种操作模式。

操作模式决定了哪些指令和结构特性可以访问。

2.8 IA-32结构微处理器的地址空间是如何形成的？由段寄存器确定的段基地址与各种寻址方式确定的有效地址相加形成了线性地址。

Ll300、Ll310系列微机线路保护监控装置说明书_041103要点

0HL-012-025说明书上海华建电力设备有限公司1. 概述LL-300、LL-310微机电动机保护监控装置适用于380V 低压系统，作为配出馈线终端的保护、监测和控制的新一代智能化综合装置。

除了保护、监控功能，LL-300、LL-310系列还提供了设备维护和运行的记录、跳闸记录以及额定参数等重要信息，为现代化的设备管理带来很大的便利。

2. 特点● 交流采样，测量A 、B 、C 三相电流，自动计算零序电流，不需要外加零序互感器 ● 保存三次故障跳闸记录● LL-300系列显示屏为中文液晶，LL-310系列为LED 数码管显示 ● 4个开关量输入，装置面板上有信号灯指示。

● 提供外部跳闸的开关量输入 ● 具有远方控制接点，可实现遥控功能● 对模拟量输入，开关量输入和输出模件，其内部具有完善的电气和安全隔离 ● 硬件和软件的连续自我检测，以取得最大的可靠性● 采用RS485通信总线，可广泛用于各种监控系统作为带有马达控制的智能化监控单元3. 主要功能保护功能：过电流、零序过电流测量功能：三相电流、零序电流的测量和显示辅助功能： ● 状态量监测 ● 外部跳闸● 事故发生时自动记录事故类型和数据，共保存三次事故记录采集标准CT 输入，可选额定输入1A 或5A自带精密互感器，可选额定电流为1A 、5A 、10A 、25A 、50A 、100A 、160ALL-300系列LL-310系列4.型号说明L L — 3 □□□—□额定电流LL-300系列：1A或5ALL-310系列：1A、5A、10A、25A、50A、100A、160A功能号见功能表功能号0：无遥控1：带遥控功能装置结构形式0：装置不带CT1：装置自带CT设计序号产品型号举例说明：LL-301D -1A表示LL-300系列，带状态量输入及遥控功能，具有通讯功能，额定电流输入1A5.技术数据5.1.输入/输出LL-300系列的模拟量输入回路额定电流In1A或5A额定频率Fn50Hz功率消耗：CT回路每相当In=1A时≤0.20VA当In=5A时≤0.75VA过载能力CT回路2In，连续工作10In ，10s30In ，1sLL-310系列的模拟量输入回路额定电流In1、5、10、25、50、100、160A可选额定频率Fn50HzCT回路功率消耗无CT回路连接方式馈电电缆直接穿过设备的3个预制孔过载能力CT回路随馈电电缆的过载能力而定辅助电源交直流通用电源80V-250V.AC或90V-250V.DC功耗正常工作时≤3W保护启动时≤5W辅助电源允许中断时间300ms继电器输出跳闸继电器R1 1常开常闭转换接点（报警输出）跳闸继电器R2 1常开接点（保护动作输出）合闸继电器R3 1常开接点（遥控合闸输出）输出容量AC250V 7ADC30V 7A开关量（二进制）输入开关量输入数目4个电压范围24VDC±20%波纹系数≤5%电流消耗约2.5mA串行接口连接通信端子规约企业规约网络连接RS485总线，屏蔽双绞线5.2.环境条件允许温度工作-10℃～＋55℃储存-25℃～＋70℃允许湿度相对湿度≤95% 无凝结5.3.电气试验绝缘电阻标准IEC255-5 100MΩ/500V绝缘试验标准 IEC255-5介质强度试验2kV(r.m.s.),50Hz，1min冲击电压试验5kV(峰)；1.2/50μS；0.5J；3正，3负，间隔时间5sEMC抗干扰标准 IEC255-22共模干扰 2.5kV(峰)，1MHz，400次/s持续时间2s差模干扰 1.0kV(峰)，100kHz，50次/s持续时间2s辐射电磁场干扰频率：27MHz～1000MHz；场强：10V/m 静电放电干扰8kV快速瞬变干扰2kV；5kHz；双极性；持续时间1min 6.保护特性与设定范围6.1.零序过流保护—自动计算零序电流，不需要外接零序互感器。

微机原理中的关于输入输出指令

I/O指令是专门面向输入输出端口进行读写的命令，共有两条：IN和OUT.输入指令IN用于从I/O端口读数据到累加器AL(或AX)中，而输出指令OUT用于把累加器AL(或AX)的内容写到I/O端口。

即从CPU方面看，只有累加器AL(或AX)才能与I/O端口进行数据传送，所以两条指令也称为累加器专用传送指令。

8086系统可以连接多个外设端口，可以像存储器一样用不同的地址来区分它们。

在I/O指令中，允许用两种形式来表示端口地址，或称为两种寻址方式：◆直接寻址：指令中的I/O端口地址为8位。

此时允许寻址256个端口，端口地址范围为：0~FFH.◆寄存器间接寻址：端口地址为16位，由DX寄存器指定，可寻址64K个端口地址，范围为：0~FFFFH。

1）输入指令IN指令格式：IN acc，port ;直接寻址，port为8位立即数表示的端口或：IN acc，DX ;间接寻址，16位端口地址由DX给出指令从端口输入一个字节到AL或输入一个字到AX中例1 MOV DX,03B0H ；将16位端口地址送DXIN AL ,DX ；从地址为3B0H的端口输入;一个字节到ALIN AX,3FH ；从地址为3FH的端口输入一个字到AL2）输出指令OUT指令格式：OUT port, acc ;直接寻址，port为8位立即数表示的端口地址，或：OUT DX,acc ;间接寻址，16位端口地址由DX给出指令将AL(或AX)的内容输出到指定的端口例2 OUT 43H ,AL ；将AL的内容输出到地址为43H的端口OUT 44H,AX ;将AX的内容输出到地址为44H的端口MOV DX,33FH ;端口地址33FH送DXOUT DX,AL ；将AL的内容输出到地址为33FH的端口请注意，采用间接寻址的IN/OUT指令只能用DX寄存器作为间接寄存器。

(完整版)微机自动化习题与答案(南京)

第一章一、填空：1.接口的基本功能是输入缓冲和输出锁存。

2.数据输入/输出的三种方式是程序控制、中断、DMA 。

3.在查询输入/输出方式下，外设必须至少有两个端口，一个是状态端口，另一个是数据端口。

4.如果某条数据线上传送的数字是1，则传送数字1时刻数据线上的电压为高电平。

5.如果某条数据线上传送的数字是0，则传送数字0时刻数据线上的电压为低电平。

6.DMA 方式的中文意义是直接存储器，它适用于存取批量高速数据传送。

7.在译码过程中，如果有一根地址线没用到，会有2个重叠地址。

8、接口是微机与外部设备间的缓冲电路。

二、选择题1.8086CPU 工作在总线请求方式时，会让出（ D ）。

A.地址总线B.数据总线C.地址和数据总线D.地址、数据和控制总线2.8086CPU 的I/O 地址空间为（ A ）字节。

A.64KBB.1MBC.256BD.1024B3.CPU 在执行OUT DX ，AL 指令时，（ B ）寄存器的内容送到地址总线上。

A.ALB.DXC.AXD.DL4.数据的输入输出指的是（ B ）进行数据交换。

A.CPU 与存储器B.CPU 与外设C.存储器与外设D.内存与外存5.在给接口编址的过程中，如果有5根地址线没有参加译码，则可能产生（ C ）个重叠地址。

A.52B.5C.25D.106.8086在执行IN AL ，DX 指令时，AL 寄存器的内容输出到（ B ）上。

A.地址总线B.数据总线C.存储器D.寄存器7.在中断输入/输出方式下，外设的（ B ）线可用于向CPU 发送中断请求信号。

A.地址B.状态 C .数据 D.其他8.CPU 在执行OUT DX ，AL 指令时，（ A ）寄存器的内容送到数据总线上。

A.ALB.DXC.AXD.DL9.查询输入/输出方式需要外设提供（ C ）信号，只有其有效时，才能进行数据的输入和输出。

A.控制B.地址C.状态D.数据10.当CPU 执行存储器读指令时，其（ A ）。

51单片机的功能单元(中断定时器等)

P30
1 1
D C Q Q
D0
1
端口锁存器应为“ 。端口锁存器应为“1”。 3、替代功能、
P3.0 TXD RXD INT0 INT1 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 T0 T1 WR RD P3.1 P3.2 P3.3
P3W P3R2
பைடு நூலகம்
变异输入图3、P3口内部结构
10
5.1.5 P0～P3端口功能总结 P0～P3端口功能总结使用中应注意的问题：使用中应注意的问题： P0 ～ P3 口都是并行 I/O 口，但 P0 口和 P2 口还可用来构建数口都是并行I/O I/O口口和P 电路中有一个MUX 据总线和地址总线，所以电路中有一个MUX，进行转换。据总线和地址总线，所以电路中有一个MUX，进行转换。而P1口和P3口无构建系统的数据总线和地址总线的功能，口和P 无构建系统的数据总线和地址总线的功能，因此，无需转接开关MUX MUX。因此，无需转接开关MUX。只有P 只有P0口是一个真正的双向口，P1～P3口都是准双向口。是一个真正的双向口双向口，都是准双向口准双向口。原因: 口作数据总线使用时，为保证数据正确传送，原因 :P0 口作数据总线使用时，为保证数据正确传送，需解决芯片内外的隔离问题，解决芯片内外的隔离问题，即只有在数据传送时芯片内外才接通；否则应处于隔离状态。为此，才接通；否则应处于隔离状态。为此， P0 口的输出缓冲器应为三态门。应为三态门。 P3 口具有第二功能。因此在 P3 口电路增加了第二功能控制口具有第二功能。因此在P 逻辑。这是P 口与其它各口的不同之处。逻辑。这是P3口与其它各口的不同之处。
18
5.1.6

微机原理ppt全

第5章输入输出基本方式
1．无条件方式
这种方式在传送信息时，已知外设是准备好的状态，所以输入输出时都不需要查询外设的状态。可直接用IN和OUT指令完成与接口之间的数据传送。但这种方式必须确保外设已经准备好时才可使用，否则就会出错，故很少使用。采用无条件传送方式的接口电路如图5-3所示。
图5-3 无条件传送方式接口电路
第5章输入输出基本方式
2．查询方式
当CPU与外设之间进行数据传递源自，很难保证CPU在执行输入操作时，外设一定是“准备好”的；而在执行输出操作时，外设一定是“空闲”的。为保证数据传送的正确进行，CPU必须在数据传送之前对外设的状态进行查询，确认外设已经满足了传送数据的条件后再与外设进行数据交换，否则一直处于查询等待状态，这就是查询方式。
第5章输入输出基本方式
使用查询方式工作的外设必须至少有两个部件，其中之一是状态部件。CPU每一次与外设进行数据交换之前，先从状态部件读取信息，判断外设是否处于“就绪”（Ready）状态。如果来自外设的状态信息反映出外设“没有准备好”或正 “忙”（Busy），说明还不能进行数据传递；反之，当CPU检测到外设已准备好（Ready）后，才可以与外设进行一次数据传递。（1）查询方式输入
第5章输入输出基本方式
5.1 输入输出方式 5.2 8086/8088的中断系统 5.3 8086/8088的中断控制与DMA控制 5.4 接口与总线
第5章输入输出基本方式
5.1 输入输出方式 5.2 8086/8088的中断系统 5.3 8086/8088的中断控制与DMA控制 5.4 接口与总线
第5章输入输出基本方式
“统一编址” 的特点是：内存和I/O端口共用一个地址空间；所有访问内存的指令都可用于I/O端口，包括内存的算术逻辑运算指令。

微机原理与接口技术输入输出接口技术

Annual Work Summary Report
2021
2023
本章重点
O1
I/O接口的基本概念
O2
输入输出IN/OUT指令
O3
程序查询输入输出方式
O4
中断输入输出方式
O5
DMA输入输出方式
O6
I/O端口地址分配
6.1 接口技术基本概念
计算机系统的I/O接口
为什么输入输出设备不能像存储器一样直接连在总线上？
4
无条件方式 CPU认为外设的输入数据始终有效，随时可以输入；或外设的状态始终就绪，随时可以输出。
程序查询方式
CPU 和 I/O 串行工作
踏步等待
从I/O接口中读一个字到CPU
从CPU向主存写入一个字
CPU向I/O发读指令
CPU读I/O状态
检查状态
Байду номын сангаас
完成否
未准备就绪
现行程序
问题的关键在于：输入时究竟什么时候输入设备数据成为就绪? 输出时什么时候输出设备的状态才成为就绪。很显然由于输入输出设备本身的速度差异很大，对于不同速度的外围设备，需要有不同的定时方式。
CPU与外围设备的定时有三种情况：
CPU和这类设备的数据交换不需要定时，CPU认为它们始终处于就绪状态，例如：机械开关，CPU认为输入设备的数据一定就绪，因为只要根据开关的闭/合就可以输入0/1信号；例如:显示二极管，CPU认为输出设备的状态一定就绪，因为只要CPU输出0/1信号，显示二级就可以灭/亮。
I/O接口的作用相当与一个转换器,它可以保证外围设备用计算机所要求的形式发送或接受信息。
I/O接口的功能
进行译码选址——在具有多台外设的系统中，外设接口必须能够进行地址译码，确定本设备是否被选中转换信息格式——接口电路完成串／并转换、并／串转换协调定时差异——为了缓解主机与外设之间的速度差异，对传输的数据或地址加以缓冲或锁存提供联络信号——接口电路向主机提供外部设备“就绪”、“忙”，数据缓冲器“满”、“空”等状态信号中断管理功能——接口电路有产生并管理中断请求和DMA请求的能力，以满足实时系统以及大批量数据传送的能力可编程——对一些通用的接口电路，应该具有通过软件编程控制外设工作方式的能力错误检测功能——对通信过程中的传输错误或者溢出错误能够进行实时检测

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

三、中断传送方式
CPU不主动查询外设，只执行自己的程序，当外设准备好需要传送数据时，提出申请，若CPU准于请求，放下正在执行的程序，去传送外设的数据。
四、DMA方式
DMA：Direct Memory Access CPU让出数据总线（悬浮状态），使外设和存储器之间直接传送（不通过CPU）数据的方式。适用于外设和存储器之间有大量的数据需要传送及外设工作速度很快的情况。
输入状态信息
优点：通用性好，可以用于各类外设和CPU间的数据传送。
准备好？
传送数据
缺点：CPU在完成一次数据传送后要等待很长时间才能进行下一次的传送。在等待过程中，CPU 不能进行其他操作，所以效率位<A 放水；水位>B停放。
输出：P1.0=1时，M放水； P1.0=0时，M关水。输入：水位<A， T1、T2截止 → P1.1=1，P1.2=1 水位>B， T1、T2导通 → P1.1=0，P1.2=0 A<水位<B， T1止，T2通 → P1.1=1，P1.2=0
5.1.2 CPU与外设间的接口信号
1. 数据（Data）：数字量、模拟量、开关量 2. 状态（Status）：表示外部设备工作情况或状态信息。输入时的“准备好”（Ready），输出的 “空”（Empty）、“忙”(Busy) 3. 控制（Control）：外设的启动、停止、读、写
5.1.3 输入输出数据传送的控制方式 ◇无条件传送方式 ◇查询方式 ◇中断方式 ◇直接存储器存取（DMA）
5. 1 微机的输入/输出方式
5.1.1 输入/输出概述输入/输出（I/O）是CPU与外部设备之间进行数据传送的操作，也称通信。 I/O设备种类繁多，有机械的、有机电的、有电磁的等。与CPU交换信息时，具有以下特点： ◇速度不匹配: 电子与机械，速度相差悬殊。 ◇时序不匹配: 无法与CPU的时序取得统一。 ◇信息格式不匹配: 如串行和并行；二进制格式、 ACSII和BCD等。 ◇信息类型不匹配: 有数字信号，有模拟信号，有正逻辑和负逻辑。
一、无条件传送方式
CPU总是认为外设都处于“准备好”的状态。这种传送方式不需要交换状态信息，只需在程序中加入访问外设的指令，数据传送便可以实现。实际中要考虑CPU的“延时”问题，从而降低了系统的效率。
例：驱动指示灯、继电器、启动电机等
二、查询传送方式
通过查询外设的状态信息，确信外设已处于“准备好”，计算机才发出访问外设的指令，实现数据的传送。
CPU与I/O设备间通信时必须要一个起协调作用的电路，即接口电路。接口电路的任务： ◇对数据提供缓冲（时间和电器性能上），设置数据的寄存、缓冲逻辑； ◇信息格式相容性变换，如串并行的转换；电平转换、数／模或模／数转换等； ◇协调时序差异，提供“准备好”“空”“满”等状态信号； ◇提供地址译码或设备选择信号； ◇提供中断和DMA控制逻辑及管理。