第06章 微型计算机的输入输出

6.1
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6.3
6.1 CPU与外设通信的特点
6.1.3 I/O端口的寻址方式
（2） I/O 端口单独寻址（I/O映象的I/O寻址，64K端口地址）
计算机单独给外设端口编址，将I/O端口地址与存储器单元地址 分别编址，使输入输出端口具有独立的地址空间。计算机要有控制信 号区分存储器空间和I/O口空间。
微机原理与接口技术——第6章 微型计算机的输入/输出
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6.3 CPU与外设通信的接口
6.3.3 中断方式
在异步查询传输方式时，CPU要用大量的时间执 行状态查询程序，使CPU的效率大大降低。 可以不让CPU主动去查询外设的状态，而是让外 设在数据准备好之后再通知CPU。这样， CPU在没接 到外设通知前只管做自己的事情，只有接到通知时才 去执行与外设的数据传输工作。这可大大提高CPU的 利用率。这种方式成为中断方式。 将在第9章详细介绍。
当状态满足条件时，CPU从数据端口与外设交换数据；
当状态不满足要求时，CPU则要不断地从状态端口检测
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状态，直至状态满足为止。
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例 2 CPU向外设输出数据（异步查询方式）
先查询状态BUSY BUSY = 0 外设忙, 不能输出数据; BUSY = 1, 才能输出数据。 8位三态缓冲器
把一个外设端口看成存储器的一个单元，进行统一编址，利用 对存储器的读写操作完成数据的输入和输出。
（a）优点：

不需要专门的输入输出指令； 可使用全部对存储器操作指令，指令多，方便； 端口数量多。

教材p238
P238图
27
四、锁存器接口
通常由D触发器构成； 特点：
具有对数据的锁存能力； 不具备对数据的控制能力
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常用锁存器芯片
74LS273
8D触发器，不具备数据的控制能力
P240图
74LS373
含三态的8D触发器，具有对数据的控制能力。 既可以做输入接口，也可以做输出接口。
速度匹配(Buffer) 信号的驱动能力(电平转换器、驱动器) 信号形式和电平的匹配(A/D、D/A) 信息格式(字节流、块、数据包、帧) 时序匹配(定时关系) 总线隔离(三态门)
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接口的功能
数据的缓冲与暂存 信号电平与类型的转换 增加信号的驱动能力 对外设进行监测、控制与管理，中断处理
内存：
1MB
端口：
64K个
编址方式：
与内存统一编址 独立编址
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端口与内存的统一编址
特点：
指令及控制信号统一； 内存地址资源减少
00000H
F0000H FFFFFH
内存 地址 960KB
I/O地址 64KB
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端口的独立编址
特点：
内存地址资源充分利用 能够应用于端口的指令
Rx8
a b c d e f g D+5V K0～K3 P
符号 ’0’ ’1’ ’2’ ’3’ ’4’ ’5’ ’6’ ’7’
形状
7段码 .gfedcba
00111111 00000110
01011011 01001111 01100110 01101101 01111101 00000111
符号 ’8’ ’9’ ’A’
6
二、I/O端口
数据端口 端口 状态端口

接口电路部分除了数据传送的端口外， 还必须有传送状态的端口。
25
1. 查询输入方式
数据 锁
输
存
>器
入
装 +5V
置 • oR
DQ
选通 › 信号
数据口
M / IO
•
oo
RD
o 地址译码
CS
o
缓 数据
数据端口冲 器去DB状态信息状态端口
缓 冲 器
o
状态口
Ready(D4)
地址 译码
o CS
M / IO
o o RD
采用查询方式,CPU要不断查询外设,当
有些外设速度较低(例键盘、打印机),CPU
要等待,效率低,采用中断方式可提高CPU效
率。
主程序
INTR
CPU
外设
中断服 务程序
35
当外设准备好(输入)或闲(输出),向 CPU发出申请,CPU响应后,暂停执行主程序, 转去执行中断服务程序。执行完中断服务 程序后，再返回主程序。
端口4 负责选通某一路模入,由D2,D1,D0 控制选8路中某一路,D4控制A/D启动和停止。 D4=1启动,D4=0停止。
端口2 负责查询A/D转换完成否?转换完 成信号READY经D0送数据总线。
端口3 为数据端口,把转换的数据送数据 总线。
32
程序段如下：
1111,1000
START: MOV DL,0F8H ；设置起始路数 LEA DI,DSTOR ；DI 数据缓冲区偏址
LEA BX,DSIOK ；偏址送BX
AGAIN: MOV AL,DH
OUT 20H,AL
；断开所有继电器
CALL DELAY1 ；继电器释放时间

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输入/输出指令
❖ IN输入指令
❖ 直接端口寻址方式
❖格式： IN AL（或AX），PORT ❖操作： （AL字节或AX字）（PORT）
例 取端口61H的内容. IN AL，61H ；取数据 MOV BL，AL ；放入BL中
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❖ 间接端口寻址方式
❖格式： IN AL（或AX），DX ❖操作： （AL字节或AX字）（（DX））
❖ I/O端口地址是绝对地址，并不分段。 ❖ I/O指令都不影响标志位。
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表6-5 PC/XT机系统板配置的端口地址
地址范围 000H~01FH 020H~03FH 040H~05FH 060H~07FH 0A0H~0BFH 080H~09FH
I/O接口名称 DMA控制器 中断控制器 定时器8253/8254 并行接口芯片8255 NMI屏蔽寄存器 DMA页面寄存器
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❖ 间接端口寻址方式
❖格式： OUT DX，AL（或AX） ❖操作： （（DX）） （AL字节或AX字）
例 将寄存器BL的数据放入异步串行接口（COM1） 的端口3F8H中. MOV DX，3F8H ；取地址 MOV AL，BL ；取数据 OUT DX，AL ；放入BL中
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I/O指令的使用规则
0D000H~ 0D0FFH
网络接口控制器（NIC）
计算机的端口地址
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AEN
A3 A4 A5 A6 A7 A9
A8
74LS04
74LS30
CS
O J10 O O J12 O
图 6-5 可选式译码电路
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J10通 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
1011111000