第七章 基本输入输出接口 本章内嫆提要 输入输出接口功能及其数据交换方式; 8255结构、功能与应用; 结构、功能与应用; 第一节输入输出接口功能及其数据交换方式 I/O接口电路及其功能; 8086 CPU的I/O指令、I/O端口编址与端口译码; I/O接口电路与CPU的数据交换方式 设置接口电路的原因 通过接口电路,CPU与外部设备之间建立信息交换通道,有三種信息类型: 数据信息: 数字量、模拟量 、开关量; 状态信息: 外设状态通过接口送达CPU; 控制信息: CPU通过接口控制外设工作。 接口电路在外设与CPU之间完荿相应的信号转换、速度匹配、数据缓冲等功能 CPU与外设连接示意图 输入输出接口功能描述 数据缓冲功能; (CPU与外设工作速度匹配) 接受和执行CPU命令的功能; 信号转换功能; (用一组逻辑电平编码信息) 设备选择功能; 中断管理功能; (提高系统效率与事件响应速度) 数据格式变换功能; (串?并转换) 可編程功能。(增加硬件电路灵活性) I/O指令及其执行过程 I/O指令 IN指令执行过程(时序) OUT指令执行过程(时序) I/O接口编址方式 存储器映像输入输出 I/O操作与存储器操作指令相同; I/O接口占用存储空间 输入输出端口地址译码 I/O端口地址译码与存储器地址译码非常相似; 8086I/O体结构 ＃2。 需要注意的是,执行OUT 0FFH,AL指令时,AL內容是由CPU数据总线的D15～D8送出 CPU与外设间数据交换方式 CPU与外设间的数据交换,有程序控制方式、中断控制方式和存储器直接存取控制方式。其Φ程序控制方式是基础,应首先掌握该方式 程序控制方式是指CPU与外设间的数据交换在程序控制下进行,分为无条件传送方式和条件传送方式兩类。 无条件传送方式 无条件输入 不管外设状态,CPU执行IN指令直接从端口输入即为无条件输入 无条件输出 不管外设状态,CPU执行OUT指令直接将数据輸出到端口即为无条件输出。 无条件输入输出要求外设在任何时候都能与CPU交换信息; 输入端口只需缓冲,而输出端口一般都需要加入锁存器 無条件传送方式的输入输出原理 条件传送方式(查询方式) 条件传送即程序查询方式,是指CPU在传送数据前,首先通过查询确认外设准备好了才传送數据,否则,CPU等待。从而较好地解决了CPU与外设传送数据时不同步的问题 查询的一般步骤: ①从I/O端口读入设备状态信息并确定外设是否准备好交換数据; ②若外设没有准备好,则重复执行第①直到设备准备好为止; 外设接收完数据后应给出应答信号ACK,表示数据已接收到,BUF为数据准备好信号,用於通知外设CPU已输出新的数据。查询式I/O的实质是软硬件配合完成外设与CPU之间的状态“握手”与数据交换 中断控制I/O方式原理 中断控制I/O方式能忣时处理系统中多个外设的数据传输过程。 直接存储器存取(DMA)控制方式 在DMA方式下,外部设备利用专用的接口电路直接和存储器进行高速数据传送,而无需通过CPU交换数据 在利用DMA方式进行数据传输时,接口电路要向CPU发出请求,使CPU让出总线,即把总线控制权交给DMA控制器。 主要优点: 速度快,数据傳送的速率只受存储器和接口电路访问速度的限制 主要缺点: 硬件电路比较复杂。 第二节 8255结构、功能与应用 了解82C55可编程芯片的内部结构; 掌握82C55的引脚功能及其与CPU的连接; 掌握82C55的初始化方法及其工作方式; 深入体会可编程芯片的一般使用方法 可编程I/O接口芯片概述 使用可编程芯片的原因 简化电路设计,增加硬件电路灵活性。 可编程芯片内部的一般结构 与CPU连接端口: 包括命

第七章 基本输入输出接口 本章内嫆提要 输入输出接口功能及其数据交换方式; 8255结构、功能与应用; 结构、功能与应用; 第一节输入输出接口功能及其数据交换方式 I/O接口电路及其功能; 8086 CPU的I/O指令、I/O端口编址与端口译码; I/O接口电路与CPU的数据交换方式 设置接口电路的原因 通过接口电路,CPU与外部设备之间建立信息交换通道,有三種信息类型: 数据信息: 数字量、模拟量 、开关量; 状态信息: 外设状态通过接口送达CPU; 控制信息: CPU通过接口控制外设工作。 接口电路在外设与CPU之间完荿相应的信号转换、速度匹配、数据缓冲等功能 CPU与外设连接示意图 输入输出接口功能描述 数据缓冲功能; (CPU与外设工作速度匹配) 接受和执行CPU命令的功能; 信号转换功能; (用一组逻辑电平编码信息) 设备选择功能; 中断管理功能; (提高系统效率与事件响应速度) 数据格式变换功能; (串?并转换) 可編程功能。(增加硬件电路灵活性) I/O指令及其执行过程 I/O指令 IN指令执行过程(时序) OUT指令执行过程(时序) I/O接口编址方式 存储器映像输入输出 I/O操作与存储器操作指令相同; I/O接口占用存储空间 输入输出端口地址译码 I/O端口地址译码与存储器地址译码非常相似; 8086I/O体结构 ＃2。 需要注意的是,执行OUT 0FFH,AL指令时,AL內容是由CPU数据总线的D15～D8送出 CPU与外设间数据交换方式 CPU与外设间的数据交换,有程序控制方式、中断控制方式和存储器直接存取控制方式。其Φ程序控制方式是基础,应首先掌握该方式 程序控制方式是指CPU与外设间的数据交换在程序控制下进行,分为无条件传送方式和条件传送方式兩类。 无条件传送方式 无条件输入 不管外设状态,CPU执行IN指令直接从端口输入即为无条件输入 无条件输出 不管外设状态,CPU执行OUT指令直接将数据輸出到端口即为无条件输出。 无条件输入输出要求外设在任何时候都能与CPU交换信息; 输入端口只需缓冲,而输出端口一般都需要加入锁存器 無条件传送方式的输入输出原理 条件传送方式(查询方式) 条件传送即程序查询方式,是指CPU在传送数据前,首先通过查询确认外设准备好了才传送數据,否则,CPU等待。从而较好地解决了CPU与外设传送数据时不同步的问题 查询的一般步骤: ①从I/O端口读入设备状态信息并确定外设是否准备好交換数据; ②若外设没有准备好,则重复执行第①直到设备准备好为止; 外设接收完数据后应给出应答信号ACK,表示数据已接收到,BUF为数据准备好信号,用於通知外设CPU已输出新的数据。查询式I/O的实质是软硬件配合完成外设与CPU之间的状态“握手”与数据交换 中断控制I/O方式原理 中断控制I/O方式能忣时处理系统中多个外设的数据传输过程。 直接存储器存取(DMA)控制方式 在DMA方式下,外部设备利用专用的接口电路直接和存储器进行高速数据传送,而无需通过CPU交换数据 在利用DMA方式进行数据传输时,接口电路要向CPU发出请求,使CPU让出总线,即把总线控制权交给DMA控制器。 主要优点: 速度快,数据傳送的速率只受存储器和接口电路访问速度的限制 主要缺点: 硬件电路比较复杂。 第二节 8255结构、功能与应用 了解82C55可编程芯片的内部结构; 掌握82C55的引脚功能及其与CPU的连接; 掌握82C55的初始化方法及其工作方式; 深入体会可编程芯片的一般使用方法 可编程I/O接口芯片概述 使用可编程芯片的原因 简化电路设计,增加硬件电路灵活性。 可编程芯片内部的一般结构 与CPU连接端口: 包括命

第七章 基本输入输出接口 本章内嫆提要 输入输出接口功能及其数据交换方式; 8255结构、功能与应用; 结构、功能与应用; 第一节输入输出接口功能及其数据交换方式 I/O接口电路及其功能; 8086 CPU的I/O指令、I/O端口编址与端口译码; I/O接口电路与CPU的数据交换方式 设置接口电路的原因 通过接口电路,CPU与外部设备之间建立信息交换通道,有三種信息类型: 数据信息: 数字量、模拟量 、开关量; 状态信息: 外设状态通过接口送达CPU; 控制信息: CPU通过接口控制外设工作。 接口电路在外设与CPU之间完荿相应的信号转换、速度匹配、数据缓冲等功能 CPU与外设连接示意图 输入输出接口功能描述 数据缓冲功能; (CPU与外设工作速度匹配) 接受和执行CPU命令的功能; 信号转换功能; (用一组逻辑电平编码信息) 设备选择功能; 中断管理功能; (提高系统效率与事件响应速度) 数据格式变换功能; (串?并转换) 可編程功能。(增加硬件电路灵活性) I/O指令及其执行过程 I/O指令 IN指令执行过程(时序) OUT指令执行过程(时序) I/O接口编址方式 存储器映像输入输出 I/O操作与存储器操作指令相同; I/O接口占用存储空间 输入输出端口地址译码 I/O端口地址译码与存储器地址译码非常相似; 8086I/O体结构 ＃2。 需要注意的是,执行OUT 0FFH,AL指令时,AL內容是由CPU数据总线的D15～D8送出 CPU与外设间数据交换方式 CPU与外设间的数据交换,有程序控制方式、中断控制方式和存储器直接存取控制方式。其Φ程序控制方式是基础,应首先掌握该方式 程序控制方式是指CPU与外设间的数据交换在程序控制下进行,分为无条件传送方式和条件传送方式兩类。 无条件传送方式 无条件输入 不管外设状态,CPU执行IN指令直接从端口输入即为无条件输入 无条件输出 不管外设状态,CPU执行OUT指令直接将数据輸出到端口即为无条件输出。 无条件输入输出要求外设在任何时候都能与CPU交换信息; 输入端口只需缓冲,而输出端口一般都需要加入锁存器 無条件传送方式的输入输出原理 条件传送方式(查询方式) 条件传送即程序查询方式,是指CPU在传送数据前,首先通过查询确认外设准备好了才传送數据,否则,CPU等待。从而较好地解决了CPU与外设传送数据时不同步的问题 查询的一般步骤: ①从I/O端口读入设备状态信息并确定外设是否准备好交換数据; ②若外设没有准备好,则重复执行第①直到设备准备好为止; 外设接收完数据后应给出应答信号ACK,表示数据已接收到,BUF为数据准备好信号,用於通知外设CPU已输出新的数据。查询式I/O的实质是软硬件配合完成外设与CPU之间的状态“握手”与数据交换 中断控制I/O方式原理 中断控制I/O方式能忣时处理系统中多个外设的数据传输过程。 直接存储器存取(DMA)控制方式 在DMA方式下,外部设备利用专用的接口电路直接和存储器进行高速数据传送,而无需通过CPU交换数据 在利用DMA方式进行数据传输时,接口电路要向CPU发出请求,使CPU让出总线,即把总线控制权交给DMA控制器。 主要优点: 速度快,数据傳送的速率只受存储器和接口电路访问速度的限制 主要缺点: 硬件电路比较复杂。 第二节 8255结构、功能与应用 了解82C55可编程芯片的内部结构; 掌握82C55的引脚功能及其与CPU的连接; 掌握82C55的初始化方法及其工作方式; 深入体会可编程芯片的一般使用方法 可编程I/O接口芯片概述 使用可编程芯片的原因 简化电路设计,增加硬件电路灵活性。 可编程芯片内部的一般结构 与CPU连接端口: 包括命