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微机系统与接口：第六章 输入输出与中断

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《微机原理与接口技术》课件——第6章输入输出及中断系统

《微机原理与接口技术》课件——第6章输入输出及中断系统

பைடு நூலகம்
CB
AB
DB
CPU
数据端口
状态端口
I/O
设
备
译
码
控制端口
图7.3 I/O接口的基本结构
I/O接口
5、I/O端口的编址 微机系统中，I/O端口的编址方式分为统一编址和独立编址两大类。在Intel 80x86系列微机中，采用独立编址方式。 （1）. I/O端口的统一编址方式 统一编址又称存储器映象编址(Memory-mapping Address Coding)，就是将I/O端口看成是存储器空间的一个组成部分，按照存储器单元的编址方法统一编排地址号，每个I/O端口占用一个地址。这样，CPU对I/O端口的输入／输出操作如同对存储单元的读／写操作一样，对存储器的各种寻址方式也同样适用于I/O端口。
DB
输
出
设
备
&
数据
地址
译码器
数据端口
译码输出
地址总线
DB
状态端口
译码输出
状态
寄存器
BUSY
＋5 V
锁
存
器
Q
D
数据总线DB
来自CPU
选通信号
ACK
WR
IO
/
M
R
&
RD
IO
/
M
图7.9 查询式输出的接口电路
（2）程序中断的输入／输出方式 该方式借助于CPU响应外部中断请求的能力，实现输入输出的控制。简单地说，就是外设将准备就绪的信号转换成有效的中断请求信号通知给CPU，CPU响应中断后，在中断服务子程序中执行I/O指令，进行数据传送。 查询传送方式是由CPU来查询外设的状态，CPU处于主动地位，而外设处于被动地位。中断传送方式则是由外设主动向CPU发出请求，等候CPU处理，在没有发出请求时，CPU和外设都可以独立进行各自的工作。

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。

中断服务程序流程图

中断服务程序流程图

第一讲：第六章I/O接口原理-接口、端口、编址回顾：微机系统的层‎次结构，CPU、主机、接口电路及外‎部设备之间的‎结构关联，输入/输出的一般概‎念。

重点和纲要：微机系统主机‎与外部设备之‎间的数据传送‎，包括I/O端口的寻址‎方式，输入/输出的传送控‎制方式。

讲授内容：6. 1 输入/输出数据的传‎输控制方式一、输入/输出的一般概‎念1．引言输入/输出是微机系‎统与外部设备‎进行信息交换‎的过程。

输入/输出设备称为‎外部设备，与存储器相比‎，外部设备有其‎本身的特点，存储器较为标‎准，而外部设备则‎比较复杂，性能的离散性‎比较大，不同的外部设‎备，其结构方式不‎同，有机械式、电动式、电子式等；输入/输出的信号类‎型也不相同，有数字信号，也有模拟信号‎；有电信号，也有非电信号‎；输入/输出信息的速‎率也相差很大‎。

因此，CPU与外部‎设备之间的信‎息交换技术比‎较复杂。

CPU与外设‎之间的信息交‎换，是通过它们之‎间接口电路中‎的I/O端口来进行‎的，由于同一个外‎部设备与CP‎U之间所要传‎送的信息类型‎不同，方向不同，作用也不一样‎（例如数据信息‎、状态信息、控制信息、输入/输出等），所以接口电路‎中可以设置多‎个端口来分别‎处理这些不同‎的信息。

2．输入/输出端口的寻‎址方式微机系统采用‎总线结构形式‎，即通过一组总‎线来连接组成‎系统的各个功‎能部件（包括CPU、内存、I/O端口），CPU、内存、I/O端口之间的‎信息交换都是‎通过总线来进‎行的，如何区分不同‎的内存单元和‎I/O端口，是输入/输出寻址方式‎所要讨论解决‎的问题。

根据微机系统‎的不同，输入/输出的寻址方‎式通常有两种‎形式：(1)．存储器对应的‎输入、输出寻址方式‎这种方式又称‎为存储器统一‎编址寻址方式‎或存储器映象‎寻址方式。

方法：把外设的一个‎端口与存储器‎的一个单元作‎同等对待，每一个I/O端口都有一‎个确定的端口‎地址，CPU与I/O端口之间的‎信息交换，与存储单元的‎读写过程一样‎，内存单元与I‎/O端口的不同‎，只在于它们具‎有不同的的地‎址。

《微机原理及接口技术》第六章

《微机原理及接口技术》第六章

2、CPU对中断的响应
关中断：CPU响应中断后，发中断响应（INTA）信号的同时，内部自动实现关中断 保留断点：封锁IP+1，入栈保存CS：IP。 保护现场：由中断服务程序先将有关REG入栈保存。
给出中断入口、转相应的中断服务程序：中断服务程序起始地址，执行中断服务。
恢复现场：将中断服务程序入栈保存的REG内容弹出，恢复现场。 开中断与返回：中断服务的最后一条指令，出栈恢复CS：IP，恢复主程序运行，使IF自动恢
第十章
J X G
微型计算机开发应用
1/27
J X G
微机原理及接口技术 第六章、中断控制系统
本章要点：

J X G
中断的基本概念 中断处理过程 可编程中断控制器8259A的结构、功能 可编程中断控制器8259A的应用
2/27
J X G
微机原理及接口技术 6.1
一、中断的基本概念
中断系统
J X G
微机原理及接口技术
三、外部中断
8086芯片设置有两条中断请求信号输入引脚：NMI和INTR引脚，用于外部中断 源产生的中断请求，可分为以下两种： 1、可屏蔽中断 INTR （18脚） INTR线上的请求信号是电平触发的。当IF=0，CPU中断不响应，这种情况称为 可屏蔽中断。可屏蔽中断通过指令设置IF中断标志位，达到控制的目的。 STI CLI ；IF←1，开中断，CPU才能响应INTR线上的中断请求。 ；IF←0，关中断，CPU不响应INTR线上的中断请求。
对于系统专用中断，系统将自动提供0～4中断类型号，保证系统自动转到处理程序。
J X G
对于可屏蔽中断INTR，外接口电路产生中断类型号。目前8259A产生。

微机原理与接口技术_第6章 IO接口

微机原理与接口技术_第6章 IO接口

三、I/O端口编址 （续） 2.I/O独立编址(续)
缺点： 专用I/O指令增加指令系统复杂性，且I/O指 令类型少，程序设计灵活性较差； 要求处理器提供MEMR#/MEMW#和IOR#/IOW#两 组控制信号，增加了控制逻辑的复杂性。

三、I/O端口编址 （续）
PC系列微机I/O端口访问 1.I/O端口地址空间
程序控制方式
程序控制方式是指CPU与外设之间的数据传送由程序 控制完成。 程序控制方式又分为无条件传送和条件传送两种 1.无条件传送方式（同步传送） 特点：输入时假设外设已准备好，输出时假设外设 空闲。 要求：输入接口加缓冲器，输出接口加锁存器。 应用：对简单外设的操作。
1. 无条件传送方式（同步传送） 输入接口的设计要求:
寻 址 确定输入端口地址 AB、M/ IO、ALE、DT/R 等待数据输入 等待数据输入 输入缓冲器 读入数据 输入缓冲器 DB CPU
一、 I/O 接口的功能 （续）
3. I/O接口应具有的功能（解决的方案）
1） 设置数据缓冲器以解决两者速度差异所带来的 不协调问题； 输出时： CPU DB 锁存器 输出设备数据线
以上三类信息分别通过各自的寄存器和相应的控制逻辑 来完成信息的传送。通常将这类寄存器和相应的控制逻辑称 为I/O端口。CPU与一个外设之间通常有三个端口。数据端口 (输入/输出)；状态端口；控制端口。
二、I/O接口的一般结构 （续） I/O接口组成：接口由接口硬件和接口软件组成。 1.接口硬件
接口

这类接口面对总线，因此要使用三态输出器件； 对于输入信号有记忆功能的一般使用三态门； 对于输入信号无记忆功能的一般还要增加锁存功能；
1. 无条件传送方式（同步传送）

《微机原理与接口技术》教案

《微机原理与接口技术》教案

《微机原理与接口技术》教案第一章：微机系统概述1.1 教学目标1. 了解微机系统的概念和发展历程。

2. 掌握微机系统的组成和各部分功能。

3. 理解微机系统的工作原理。

1.2 教学内容1. 微机系统的概念和发展历程。

2. 微机系统的组成：微处理器、存储器、输入输出接口等。

3. 微机系统的工作原理：指令执行过程、数据传输等。

1.3 教学方法1. 采用讲授法，讲解微机系统的概念和发展历程。

2. 采用案例分析法，分析微机系统的组成和各部分功能。

3. 采用实验演示法，展示微机系统的工作原理。

1.4 教学评价1. 课堂问答：了解学生对微机系统概念的掌握情况。

2. 课后作业：巩固学生对微机系统组成的理解。

3. 实验报告：评估学生对微机系统工作原理的掌握程度。

第二章：微处理器2.1 教学目标1. 了解微处理器的概念和结构。

2. 掌握微处理器的性能指标。

3. 理解微处理器的工作原理。

2.2 教学内容1. 微处理器的概念和结构：CPU、寄存器、运算器等。

2. 微处理器的性能指标：主频、缓存、指令集等。

3. 微处理器的工作原理：指令执行过程、数据运算等。

2.3 教学方法1. 采用讲授法，讲解微处理器的概念和结构。

2. 采用案例分析法，分析微处理器的性能指标。

3. 采用实验演示法，展示微处理器的工作原理。

2.4 教学评价1. 课堂问答：了解学生对微处理器概念的掌握情况。

2. 课后作业：巩固学生对微处理器性能指标的理解。

3. 实验报告：评估学生对微处理器工作原理的掌握程度。

第三章：存储器3.1 教学目标1. 了解存储器的概念和分类。

2. 掌握存储器的性能指标。

3. 理解存储器的工作原理。

3.2 教学内容1. 存储器的概念和分类：随机存储器、只读存储器等。

2. 存储器的性能指标：容量、速度、功耗等。

3. 存储器的工作原理：数据读写过程、存储器组织结构等。

3.3 教学方法1. 采用讲授法，讲解存储器的概念和分类。

2. 采用案例分析法，分析存储器的性能指标。

微机原理习题集(含完整答案)

微机原理习题集(含完整答案)
5
72，8088/8086 CPU 系统中装在系统板上的接口称为 ，而装入扩展槽上 的接口称为 接口。 73，8088/8086 CPU 系统中，用于访问外设接口的输入指令助记符为 ，而输 出指令的操作助记符为 。 74，8088/8086 系统中，分配在系统板上的接口的端口地址 个，其端口 。 编址范围为 75，8088/8086 系统中，分配在扩展槽上接口有 个，其端口编址范围 为 。 76，计算机机中 CPU 与外设进行数据传递，广泛采用的控制方式有 ， 和 。 和 。 77， 8088/8086 系统中， CPU 对 I/0 端寻址方式有两种即 和 系统中。 78，程序查询 I/O 方式主要运用在 79，I/O 设备发出中断请求的先决条件是 。 80，在 PC 机系统中使用的中断控制器是 芯片，该中断控制器可接受 级硬件外中断。 81 ， PC 机系统中，中断 优先做级 别最高 的 为 中断， 而级 别最 低 的 为 中断。 82， 在中断执行期间， CPU 要做的工作， 即 、 、 。 83，8088/8086 CPU 提供的中断控制系统，它最多能处理 个不同类型的中 断。 计算得到。 84，在 8088/8086 系统中，中断向量地址由 、 、 。 85，8088/8086 CPU 允许接受三种类型的中断： 86，8088/8086 CPU 的外中断是指 ，而内中断是指 中断。 87，8088/8086 CPU 中用作中断屏蔽的标志为关中断时，该标志位是 。 信号后将 88，8259A 中断控制器中在发生 INTR 中断，接收到 CPU 发回______ 码放入数据总线。 89，8088/8086 CPU 中接受不可屏蔽的中断是由 得到的。 90，8088/8086 CPU 中接受可屏蔽的中断是由 得到的。 91， 8088/8086 指令系统中， 用来开中断的指令为 ， 关中断指令为 。 92，在中断服务子程序中首先要执行的操作是 。 93，在中断服务子程序最末一条指令是 。 94，要实现多中断嵌套，在中断服务子程序要执行 操作。 95，在中断服务子程序中，保护现场是指保护 。 96，在中断向量表中存放的是 。 97，中断服务子程序的入口地址是由 和 。 98，指令是控制计算机进行 的命令，中央处理器所能执行的各种指令的 总和称为 。 99，一台计算机能执行多少种指令，是在 时确定的，8086/8088 指令系统 共有 条指令。

第六章模拟量输入输出接口

第六章模拟量输入输出接口
工 艺 Bi-FET; 控 制 <LR 基 准 HOLD> 基 准 1— SAMPLE （ 跟 踪 ） ( 直 接 接 TTL ， CMOS ， PMOS 电 平；门坎电压1.4V)；
捕捉时间/保持下降率与Ch有关；Ch最好为聚苯/聚 四氟乙烯电容。
微机系统与接口
东南大学 36
生产过程微机控制系统结构
微机系统与接口
东南大学 30
采样／保持器（Sample/Holder)
作用:解决快变模拟信号的AD转换问题 使转换误差小于量化误差（书P395计算）
常用S/H芯片 LF1/2/398, AD582K 主要参数：
工作电压；捕捉时间；输入电阻；输出电阻; 功耗
微机系统与接口
东南大学 31
逐次比较模数转换器ADC
AD574转换时序
微机系统与接口
东南大学 19
读AD574转换结果时序
微机系统与接口
东南大学 20
AD574A应用——接口（也可参考书P400）
微机系统与接口
东南大学 21
AD574A应用——控制信号
控制信号——由地址译码电路产生
使R/C=0，启动A/D转换 ——地址译码输出DR0控制
（转换完）读入高4位 ——地址译码输出DR1控制
Is(off) 漏电流。 在开关断开时,仍有电流通过开关（0.2~2nA）
Iout(off) 开关断开时，输出端的电流。(1~10nA) ton(μs) 选通信号EN达到50％到开关接通的时间延 迟。(0.8μs） ts 选通信号EN达到50％到开关断开时的延迟。
微机系统与接口
东南大学 29
ＭＵＸ主要性能参数（续）
JNZ TEST ；未转换完，再测试

微型计算机原理与接口技术(何宏)章 (6)

微型计算机原理与接口技术(何宏)章 (6)

第6章 输入/输出接口技术
2．端口编址方式 既然端口可被微处理器访问，如同存储单元，那么每个端口 也存在着编址的方式问题。在当今流行的各类微机中，对I/O接口 的端口编址有两种办法，即端口统一编址和端口独立编址。用 Motorola公司的微处理器，如6800、68000系列构成的微型机采用 前一种方法；而用Zilog和Intel 公司的微处理器，如Z-80、Z800、8086/8088、80286、80386、80486、Pentium等系列构成的 微型机都采用后一种方法。
期(WR为低电平时)呈现在数据总线上，这样短的时间用于向低速 外围设备传送是不可能的，因此，要在接口电路中设置数据锁存 器，将CPU输出的信息先放在锁存器中锁存，再由外设进行处理， 以解决双方的速度匹配问题。
第6章 输入/输出接口技术
2．缓冲隔离功能 CPU与外设的信息交换是通过CPU的数据总线完成的，系统不 允许外设长期占用数据总线，而仅允许被选中的设备在读周期(或 写周期)占用数据总线。通过接口电路，就可以实现外围设备信息 在CPU允许期内传递到CPU数据总线上，其他时间对CPU总线呈高阻 状态，这样，设备之间可互不干扰。一般在接口电路中设置输入 三态缓冲器满足上述要求。 3．转换功能 通过接口电路，可以实现模拟量与数字量之间的转换。若外 设电平幅度不符合CPU要求，则通过接口电路进行电平匹配，也可 以实现串行数据与并行数据的转换。
息、状态信息和控制信息3种类型。 1．数据信息 CPU和外围设备交换的基本信息就是数据，数据通常为8位或
16位。数据信息大致分为以下3种类型。 (1) 数字量。数字量是指由键盘、磁盘、扫描仪等输入设备
读入的信息，或者主机发送给打印机、磁盘、显示器、绘图仪等 输出设备的信息，它们是二进制形式的数据或是以ASCII码表示的 数据及字符，通常为8位。

微机原理与接口技术-第6章-输入输出与中断技术(1)教材

微机原理与接口技术-第6章-输入输出与中断技术(1)教材
当设备处于空闲状态或者外设数据准备好时，接口向CPU发 出中断请求信号，CPU收到申请后及时响应接口的中断请求， 暂停执行主程序，转入执行I/O操作程序（中断服务子程序）， 完成数据传输之后再返回到主程序继续执行，这种数据传送 方式称为中断方式。
31
中断传送流程图
优点：
实时性好 处理迅速
缺点：
1A3
74LS244
1A4
2A1
2A2
≥1
1G 2A3 2G 2A4
+5V K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8
43
NEXT: GOON:
MOV DX, 0FFC1H IN AL, DX TEST AL, 0FFH JZ GOON … MOV AX, BX ADD AX, CX …
44
测试K3的状态，K3断开时转到Label处执行，程序段如 下： TEST AL, 4 JNZ Label ……
不适用于 大量数据 的高速传输
执行主程序 输入/输出指令
执行主程序 一条指令执行结束
有中断请求？ 否
执行主程序
是 中断响应
中断处理，执行数据输入/输出
中断返回
32
程序控制下的输入输出方式
无条件传送方式、程序查询传送方式和中断传送方式在数据 传送过程中，CPU从内存读出数据，再输出到外部设备，因 此，这三种方式被统称为程序控制下的输入输出方式 （Programmed input and output），简称PIO方式。
25
6.3.1 无条件传送方式
又称为同步方式，适合简单外设的数据输入输出。 常用外设：开关、继电器、步进电机、发光二极管等。 优点：控制程序简单，软、硬件开销都少。
26

微型计算机输入输出和中断课件

微型计算机输入输出和中断课件
微型计算机输入 输பைடு நூலகம்和中断课件
目录
• 引言 • 微型计算机的输入输出 • 中断的基本概念 • 中断控制器 • 中断服务例程 • 微型计算机的中断应用
01
引言
课程介绍
01
02
03
课程名称：微型计算机输入输 出和中断
课程性质：专业必修课
适用对象：计算机科学与技术 、软件工程、电子信息工程等
专业本科生
中断的定义和作用
定义
中断是计算机在执行程序过程中，由于出现某种特殊情况，使得计算机暂时停 止正在执行的程序，转去执行相应的处理程序，处理完毕后再返回原程序继续 执行。
作用
中断是计算机系统中实现多任务并发执行的重要机制，它使得CPU能够及时响 应外部事件，提高计算机的实时性和响应能力。
中断的分类
硬件中断
1. 保存被中断程序的现场信息（如寄存器值）
处理流程 2. 执行中断处理程序，完成相应的操作
3. 恢复被中断程序的现场信息
4. 返回到被中断程序继续执行
06
微型计算机的中断应用
中断在实时处理中的应用
实时任务调度
中断可以用于实时任务的调度，当某个实时任务的时间要求 到达时，产生中断，系统响应中断并执行相应的任务处理程 序，保证实时任务的及时完成。
由硬件设备产生的中断，如键盘、鼠标、串 口等。
自愿中断
由程序自愿产生的中断，如进程切换、系统 调用等。
软件中断
由操作系统或应用程序产生的中断，如系统 调用、异常等。
非自愿中断
由程序非自愿产生的中断，如硬件故障、电 源掉电等。
中断处理过程
中断请求
当某个外部事件发生时，相应的设备 会向CPU发出中断请求。

第六章_基本输入输出接口技术

第六章_基本输入输出接口技术

20
6.3 CPU与外设之间的数据传送方式
[例] 设状态端口地址为086H，数据端口地址为084H，外 设忙碌D7=1，请用查询方式写出CPU从存储器缓冲区 Buffer送出1KB的数据给外设的程序段。 LEA SI , Buffer ；取Buffer的有效地址送SI MOV CX , 1000 ；循环次数 W1: MOV DX, 086H ；状态端口地址送DX W2: IN AL , DX ；从状态端口读入状态信息 AND AL，80H ； BUSY=0? JNZ W2 ； BUSY=1，返回继续查询 MOV AL,[SI] ； BUSY=0，取数据 MOV DX, 084H ；数据端口地址送DX OUT DX,AL ；数据输出到数据端口 INC SI ；SI指向下一个字节数据 LOOP W1 ；CX-1送CX≠0，循环 HLT ；CX=0，传送结束
FFFFF
内存 空间 I/O 空间
10
§6-2 I/O端口的编址与访问
二、 I/O端口地址的译码方法：
I/O端口地址译码的一般原则是：把CPU用于I/O端口寻址 的地址线分为高位地址线和低位地址线两部分：
将低位地址线直接连到I/O接口芯片的相应地址引脚， 实现片内寻址，即选中片内的端口。 将高位地址线与CPU的控制信号组合，经地址译码电 路产生I/O接口芯片的片选信号。 常见的译码器： 2/4线译码器74LS139 3/8线译码器74LS138
返回断点

6.3 CPU与外设之间的数据传送方式
关于中断的几点说明：
采用中断的数据传送方式时，外设处于主动申请地 位，CPU配合进行数据传送；CPU不必反复去查询 外设的状态，而是可以与外设“并行工作”，因此 提高了CPU的工作效率，并且更具有实时性。

微型计算机原理与接口技术第六章课后答案pdf

微型计算机原理与接口技术第六章课后答案pdf

第六章1. CPU与外设交换数据时，为什么要通过I/O接口进行？I/O接口电路有哪些主要功能？答：CPU和外设之间的信息交换存在以下一些问题：速度不匹配；信号电平不匹配；信号格式不匹配；时序不匹配。

I/O接口电路是专门为解决CPU与外设之间的不匹配、不能协调工作而设置的，处于总线和外设之间，一般应具有以下基本功能：⑴设置数据缓冲以解决两者速度差异所带来的不协调问题；⑵设置信号电平转换电路，来实现电平转换。

⑶设置信息转换逻辑，如模拟量必须经 A/D变换成数字量后，才能送到计算机去处理，而计算机送出的数字信号也必须经D/A变成模拟信号后，才能驱动某些外设工作。

⑷设置时序控制电路；⑸提供地址译码电路。

2. 在微机系统中，缓冲器和锁存器各起什么作用？答：缓冲器多用在总线上，可提高总线驱动能力、隔离前后级起到缓冲作用，缓冲器多半有三态输出功能。

锁存器具有暂存数据的能力，能在数据传输过程中将数据锁住，然后在此后的任何时刻，在输出控制信号的作用下将数据传送出去。

3. 什么叫I/O端口？一般的接口电路中可以设置哪些端口？计算机对I/O端口编址时采用哪两种方法？在8086/8088CPU中一般采用哪些编址方法？答：在CPU与外设通信时，传送的信息主要包括数据信息、状态信息和控制信息。

在接口电路中，这些信息分别进入不同的寄存器，通常将这些寄存器和它们的控制逻辑统称为I/O 端口。

一般的接口电路中可以设置数据端口、状态端口和命令端口。

计算机对I/O端口编址时采用两种方法：存储器映像寻址方式、I/O单独编址方式。

在8086/8088CPU中一般采用I/O单独编址方式。

4. CPU与外设间传送数据主要有哪几种方式？答：CPU与外设间的数据传送方式主要有：程序控制方式、中断方式、DMA方式。

程序控制传送方式：CPU与外设之间的数据传送是在程序控制下完成的。

⑴无条件传送方式：也称为同步传送方式，主要用于对简单外设进行操作，或者外设的定时是固定的或已知的场合。

微机原理第六章 输入输出和中断技术 part 2 (2)

微机原理第六章 输入输出和中断技术 part 2 (2)
回复断点和硬件现场
中断处理的一般过程
6.4.3 8088/8086中断系统
8086/8088为每个中断源分配 一个中断类型码（中断向量码），其取值范围为 0~255，实际可处理56种中断。其中包括软件中断，系统占用的中断，已经开放 给用户使用的中断。所有中断又可分为两大类：内部中断和外部中断。
内部中断
6.4.2 中断处理的一般过程
1. 中断请求 2. 中断源识别及中断判优 3. 中断响应 4. 中断处理（服务） 5. 中断返回
1. 中断请求 ➢ INTR中断请求信号应保持到中断被处理为止 ➢ CPU响应中断后，中断请求信号应及时撤销
2. 中断源识别 ➢ 软件判优：由软件来安排中断源的优先级别。顺序查询中断请求，先查询的
➢ （4）能向存储器或外设发出读/写命令。 ➢ （5）能决定传送的字节数，并判断DMA传送是否结束。 ➢ （6）在DMA过程结束后，能向CPU发出DMA结束信号，将总线控制权交
还给CPU。
2. DMA控制器的工作过程 ➢ （1）当外设准备好，可以进行DMA传送时，外设向DMA控制器发出
“DMA传送请求”信号DRQ ➢ （2）DMA控制器收到请求后，向CPU发出“总线请求”信号HOLD ➢ （3）CPU在完成当前总线周期后会立即发出HLDA信号，对HOLD信号进
➢ （2）单步中断——1型中断，标志寄存器中有一位陷阱标志TF。 ➢ （3）断点中断——3型中断，专用于设置断点的指令INT 3，用于程序中设
置断点来调试程序。
➢ （4）溢出中断——4型中断，在算数指令的执行过程发出溢出 ➢ （5）用户自定义的软件中断——n型中断，执行中断指令INT n引起内部中
断。
需要时，CPU回到原来被中断的地方继续执行自己的程序。 优点： ➢ CPU效率高，实时性好 缺点 ➢ 程序编制相对较为复杂

微机原理第6章_3学分

微机原理第6章_3学分

第六章输入/输出方式与接口芯片第一节输入/输出方式第二节中断第三节可编程定时/计数器8254及其应用第四节可编程并行I/O接口芯片8255A及其应用第五节可编程中断控制器8259及其应用第一节输入/输出方式●教学目标介绍I/O 接口的基本概念介绍I/O端口的编址方式介绍CPU与外设间的数据传送关系●学习要求掌握I/O接口的基本功能，了解接口的一般结构熟悉I/O端口的编址方式，了解IN/OUT指令的执行过程掌握微机与外设的各种传送方式，了解DMA传送过程一、I/O接口1）I/O接口的基本概念I/O接口是连接CPU与外设的逻辑控制部件，它主要在CPU与外设间起着传输状态与命令信息，实现数据的缓冲、数据格式转换等作用。

它的主要功能有：选择外设对外设进行控制和监视进行数据寄存和缓冲进行数据格式转换进行信号电平转换I/O接口的分类并行I/O接口和串行I/O接口可编程接口和不可编程接口专用接口和通用接口2）I/O接口的基本结构主要包含有数据端口、状态端口和控制端口数据端口用于存放数据信息，包括数据输入寄存器和数据输出寄存器，主要作用是协调CPU和外设之间的数据传输速度。

控制端口用于存放控制信息，控制信息是CPU通过接口传送给外设的，其主要作用是控制外设工作，如控制输入输出装置的启/停等。

状态端口用于存放状态信息，即反映外设当前工作的状态信息，CPU可通过读取这些信息，了解外设当前的工作情况。

3）I/O端口的寻址方式在一个微机系统中既有存储单元地址又有I/O端口地址，根据两者地址的不同安排可分为以下两种寻址方式。

存储器统一编址在这种方式中，把I/O端口作为存储器的一个单元来对待，即每个端口占用一个存储单元地址。

此时，对I/O端口操作可以使用全部的存储器指令，而不必另设专门的I/O指令。

由于该方式是将I/O地址映射到了存储器地址空间，所以也称为存储器映像方式。

I/O端口独立编址在这种方式下，I/O端口与存储器各自独立编址，这样存储器地址和I/O端口地址可以重叠。

输入输出与中断课件

输入输出与中断课件
详细描述
输入输出接口是计算机与外部设备之间的连接器，它负责将外部设备的信号转换为计算机可以识别的格式，或将 计算机的信号传输给外部设备。常见的输入输出接口包括USB、HDMI、VGA等，它们支持多种设备的连接和数 据传输。
02
中断基础
中断定 义
中断：指在计算机执行程序的过程中，出现某些突发事件或 者异常情况，打断了原有的程序执行流程，转而去执行相应 的中断处理程序。
输入输出与中断的应用场景
在实时系统中，输入输出与中断 技术被广泛应用于数据采集、控
制和通信等方面。
在多媒体处理领域，输入输出与 中断技术用于音频、视频数据的
实时传输和处理。
在网络通信中，输入输出与中断 技术用于数据的发送和接收，保 证数据传输的实时性和可靠性。
输入输出与中断的发展趋势
随着云计算、物联网等技术的发展， 输入输出与中断技术将更加注重分布 式、异构环境下系统的实时性和可靠 性。
随着虚拟现实、增强现实等技术的发展，输入输 出与中断技术也将会在这些领域得到更广泛的应 用，为人们提供更加沉浸式的体验。
未来输入输出与中断技术的发展将呈现出多元化、 智能化、人性化、虚拟化等趋势，为计算机技术 的发展注入新的活力。
THANKS
感谢观看
中断处理程序是一种特殊的程序，它可以在任何时候被操作系统调用，以处理各种中断事件。
在中断编程中，我们需要了解中断的基本概念、中断处理程序的编写方法以及如何使用编程 语言提供的中断处理函数或库进行编程。
输入输出与中断的编程实例
• 下面是一个简单的C语言程序，它演示了如何使用 输入输出函数和中断处理函数来实现一个简单的 计算器程序
3
scanf("%d %c %d", &num1, &op, &num2);

微机原理与接口技术第6章_IO接口和总线

微机原理与接口技术第6章_IO接口和总线
在微型计算机系统中，CPU通过接口和外设交换数据时，只有输 入（IN）和输出（OUT）两种指令，所以只能把状态信息和命 令信息当作数据来传送，并且将状态信息作为输入数据，控制信 息作为输出数据，于是三种信息都可以通过数据总线来传送了。 这三种信息被送入三种不同端口的寄存器，因而能实施不同的功 能。
6.1、 I/O接口
查询式输入代码片段
6.1、 I/O接口
查询式输出
6.1、 I/O接口
查询式输出时，状态寄存器的状态指示输出设备是否空 闲。
外设
数据线
状态线
6.1、 I/O接口
查询式输出工作过程
当输出设备将数据输出后，会发出一个ACK信号，使D触 发器翻转为0。
CPU查询到这个状态信息后，便知道外设空闲，可以执行 输出指令，将新的输出数据发送到数据总线上，同时 把数据口地址发送到地址总线上。
由地址译码器产生的译码信号和WR相“与”后，发出选 通信号，将输出数据送至8位锁存器。同时，将D触发 器置为1，并通知外设进行数据输出操作。
6.1、 I/O接口 查询式输出流程图
6.1、 I/O接口
常用的状态线有empty，busy 功能： 1、输出设备空闲，BUSY无效； 2、CPU写数据端口，输出设备输出数据，
缓冲器74LS244和74LS245 锁存器74LS373
6.1、 I/O接口 二、简单的输入输出接口芯片 1. 缓冲器74LS244和74LS245
连接在总线上的缓冲器都具有三态输出能力。 在CPU或I/O接口电路需要输入输出数据时，在它 的使能控制端EN（或G）作用一个低电平脉冲，使它的 内部的各缓冲单元接通，即处在输出0或1的透明状态。 数据被送上总线。 当使能脉冲撤除后，它处于高阻态。这时，各缓冲单元 像一个断开的开关，等于将它所连接的电路从总线脱开。 74LS244和74LS245就是最常用的数据缓冲。除缓冲作用 外，它们还能提高总线的驱动能力。
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第六章 输入输出与中断
6.2 CPU与外设数据传送方式
❖ 程序
START： MOV DL，0F8H
；D4=1，启动
MOV AX，SEG DSTOR
MOV ES，AX
LEA DI，DSTOR
AGAIN： MOV AL，DL
AND AL，0EFH
状态端口 译码输出
第六章 输入输出与中断
6.2 CPU与外设数据传送方式
❖ 查询输入方式程序：
POOL：
IN AL，STATUS_PORT TEST AL，80H JE POOL
IN AL，DATA _PORT
；读状态口 ；设状态信息在D7位 ；READY=0，未准备好，
继续查询
；准备好，读数据
第六章 输入输出与中断
➢ （一）无条件传送（同步传送）
✓ 对象：简单的外设，如开关、继电器、7段显示器等。 ✓ 指令：IN ，OUT ✓ 数据量：少
至输出设备的数 据
锁存器 CE
AB
M/IO
端口地址 译码
&
WR
三态 缓冲器
CE
来自输入设备的数据
&
RD
第六章 输入输出与中断
6.2 CPU与外设数据传送方式
❖ 例：同步传送数据采集系统
6.2 CPU与外设数据传送方式
❖ 3、例：一个采用查询方式的数据采集系统
DB
CPU
8 bits
03 02
A/D
READY D4模拟信号8 bits04
D0,D1,D2
UA0
MUX
UA7
…..
采集要求： 1、初始化 2、停止A/D转换 3、启动转换，查READY状态 4、若READY=1，则从 03 口读数 5、设置下一通道和内存单元
CPU
AB
DB
MEM
CB
I/O电路
控制线
数据线
I/O设备
第六章 输入输出与中断
6.1 输入输出接口概述
❖ 二、接口电路的基本结构
➢ 三类信息：数据、状态、控制 ➢ 数据信息：
✓ 数字量 ✓ 模拟量 ✓ 开关量
➢ 状态信息：READY？ BUSY？ ➢ 控制信息：控制外设的启动和停止
第六章 输入输出与中断
第六章 输入输出与中断
第六章 输入输出与中断
❖ 6.1 输入输出接口概述
❖ 一、CPU与外设间的连接 ❖ 二、接口电路的基本结构
❖ 6.2 CPU与外设数据传送的方式
❖ 一、程序传送 ❖ 二、中断传送 ❖ 三、直接存储器存取（DMA）传送
❖ 6.3 中断技术
❖ 一、中断概述 ❖ 二、单个中断源的中断 ❖ 三、向量中断 ❖ 四、中断优先权
6.2 CPU与外设数据传送方式
❖ 2、程序查询输出
程序流程： 输入状态信息
NO
BUSY=1？
YES
输出数据
第六章 输入输出与中断
6.2 CPU与外设数据传送方式
❖ 查询输出方式接口电路
锁存器
外 设
BUSY
D触发器
&
DB form CPU
WR
地址译码 AB
&
RD
三态 缓冲器
BUSY
to CPU
第六章 输入输出与中断
6.2 CPU与外设数据传送方式
❖ 查询输出方式接口程序
POOL：
IN AL，STATUS_PORT
TEST AL，80H
JNE POOL
MOV AL，STORE
OUT DATA_PORT，AL
；读状态口 ；设状态信息在D7位 ；BUSY=1，未空闲， 继续查询 ；取数据 ；输出数据
第六章 输入输出与中断
OUT 20H，AL
；P0合，K0接通
CALL NEAR DELAY2 ；继电器建立时间
电压表转换时间
IN AX，10H
；10H、11H端口输入
MOV [BX]，AX
INC BX
INC BX
RCL DH，1
；DH左移1位，带进位循环
JNC AGAIN
；8个通道是否都采完？
……………………...
第六章 输入输出与中断
CPU
数据总线
8位
8位
10H 11H
8位
8位
4位数字电压表
8位
20H
缓冲器 功率放大器
k0 ………….. k7
P0 ………….. P7
采集过程： （1）段开所有继电器 （2）延迟---采集---延迟 （3）将电压表数据传入内存 （4）用循环和移位实现8个通道的轮流采集
第六章 输入输出与中断
6.2 CPU与外设数据传送方式
6.2 CPU与外设数据传送方式
❖ 一、程序传送（用IN 、OUT指令）
➢ （二）查询传送（条件传送——异步传送）
✓ 在执行IN 或OUT 时检查条件： – 输入时：外设数据就绪？ – 输出时：外设空闲？
1、程序查询输入 2、程序查询输出 3、查询方式的数据采集系统
第六章 输入输出与中断
6.2 CPU与外设数据传送方式
❖ 采集程序：
START： ABAIN：
MOV DX，0100H ；DH=01H，K0吸合
；DL=00H，继电器全断
LEA BX，DSTOR ；置数据缓冲 器地址
XOR AL，AL
；AL清零
MOV AL，DL
OUT 20H，AL
；断开所有继电器
CALL NEAR DELAY1 ；继电器建立时间
MOV AL，DH
第六章 输入输出与中断
6.2 CPU与外设数据传送方式
❖ 数据传送三种方式
➢ 程序传送
✓ （一）无条件传送（同步传送） ✓ （二）程序查询传送（异步传送 或 条件传送）
➢ 中断传送 ➢ 直接存储器存取（DMA）传送
第六章 输入输出与中断
6.2 CPU与外设数据传送方式
❖ 一、程序传送（用IN 、OUT指令）
❖ 6.4 8086/8088的中断系统和中断处理
❖ 一、8086/8088的中断系统 ❖ 二、8086/8088的中断处理过程 ❖ 三、中断向量表 ❖ 四、可屏蔽中断的过程 ❖ 五、中断响应时序 ❖ 六、中断服务子程序设计
第六章 输入输出与中断
6.1 输入输出接口概述
❖ 一、CPU与外设间的连接
❖ 1、程序查询输入
程序流程： 输入状态信息
NO
READY=1？
YES
输入数据
第六章 输入输出与中断
6.2 CPU与外设数据传送方式
❖ 查询输入方式接口电路
数据端口 译码输出
&
RD
锁
三态
外 设
存 器
缓冲器 DATA
DB to CPU
地址 译码
AB
D 触发器
三态 缓冲器
STATUS
READY
& RD
CPU
6.1 输入输出接口概述
AB DB M/IO RD WR INTR
接口
数据I/O缓冲器
DATA
状态寄存器
命令控制寄存器
STATUS CONTROL
I/O 设备
中断控制逻辑
接口电路特点
• 数据、状态、控制信息分别通过不同端口传送 • 外设状态和CPU的控制命令可以作为数据通过数据总线传送 • 端口地址由地址总线的低8为或低16位确定