【正文】 與接口技術 CPU與外設間數(shù)據(jù)傳送的方式 程序控制傳送方式 中斷傳送方式 DMA（直接存儲器存取） 傳送方式 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 CPU與外設間數(shù)據(jù)傳送的方式 ■ 程序控制下的數(shù)據(jù)傳送 通過 CPU執(zhí)行程序中的 I/O指令來完成傳送，又分為： ▲ 無條件傳送 ▲ 查詢傳送 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 ■ 無條件傳送方式及其接口 ▲ 在 CPU與慢速變化的設備交換數(shù)據(jù)時，可以認為它們總是處于“就緒”狀態(tài)，隨時可以進行數(shù)據(jù)傳送，這就是無條件傳送，或稱 立即傳送、同步傳送 ▲ 適合于簡單設備，如 LED數(shù)碼管、按鍵或按紐等 ▲ 無條件傳送的接口和操作均十分簡單 ▲ 這種傳送有前提：外設必須隨時就緒 流程 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 ■ 無條件傳送：輸入示例 I O R三態(tài)緩沖器OEI / O裝置地址譯碼器CSD 7 ～D 0A 1 5 ～A 1A00 1 6 0 HMOV DX, 160H IN AL, DX 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 ■ 無條件傳送：輸入實例 MOV DX, 160H IN AL, DX 74LS244 +5V 10K x 8 G1 G2 數(shù)據(jù)總線 CS RD 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 ■ 無條件傳送：輸出示例 地址譯碼器數(shù)據(jù)鎖存器A15～A1IOWA0CS0 1 6 0 H輸出設備D7～D0MOV DX, 160H MOV AL, [BX] OUT DX, AL 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 ■ 無條件傳送：輸出實例 MOV DX, 160H MOV AL, [BX] OUT DX, AL +5V 74LS373 300 x 8 LE OE 數(shù)據(jù)總線 CS WR 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 ■ 無條件傳送：輸入輸出接口 K7 K1 K0 +5V D0～ D7 A0～ A15 CLK LS06 反相 驅動器 LS273 8D 鎖存器 LS244 三態(tài) 緩沖器 8000H 譯碼 +5V LED0 LED7 … … G IOW IOR next: mov dx,8000h 。DX指向數(shù)據(jù)端口 in al,dx 。從輸入端口讀開關狀態(tài) not al 。反相 out dx,al 。送輸出端口顯示 call delay 。調子程序延時 jmp next 。重復 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 ■ 查詢傳送方式及其接口 ▲ CPU需要先了解（查詢）外設的工作狀態(tài)，然后在外設可以交換信息的情況下（ 就緒 ）實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入或輸出； ▲ 對多個外設的情況，則 CPU按一定順序依次查詢（輪詢）。先查詢的外設將優(yōu)先進行數(shù)據(jù)交換。 ▲ 查詢傳送的特點是：工作可靠，適用面寬，但傳送效率低 就緒 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 ▲ 查詢傳送的兩個環(huán)節(jié) ⑴ 查詢環(huán)節(jié) ?尋址狀態(tài)口 ?讀取狀態(tài)寄存器的標志位 ?若不就緒就繼續(xù)查詢，直至就緒 ⑵ 傳送環(huán)節(jié) ?尋址數(shù)據(jù)口 ?是輸入，通過輸入指令從數(shù)據(jù)端口 讀入數(shù)據(jù) ?是輸出，通過輸出指令向數(shù)據(jù)端口 輸出數(shù)據(jù) 輸入狀態(tài) 就緒？ 數(shù)據(jù)交換 Y N 流程 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 ▲ 查詢輸入接口 IOR +5V 8D 鎖存器 8位 三態(tài) 緩沖器 譯碼 1位 三態(tài) 緩沖器 R Q A0～ A15 8000H 8001H D0～ D7 D0 D 輸入 設備 IOR STB mov dx,8000h 。DX指向狀態(tài)端口 status:in al,dx 。讀狀態(tài)端口 test al,01h 。測試標志位 D0 jz status 。D0＝ 0，未就緒，繼續(xù)查詢 inc dx 。D0＝ 1，就緒， DX指向數(shù)據(jù)端口 in al,dx 。從數(shù)據(jù)端口輸入數(shù)據(jù) 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 ▲ 查詢輸出接口 8D 鎖存器 譯碼 1位 三態(tài) 緩沖器 R Q A0～ A15 8000H 8001H D0～ D7 D7 D +5V 輸出 設備 ACK IOW IOR mov dx,8000h 。DX指向狀態(tài)端口 status:in al,dx 。讀取狀態(tài)端口的狀態(tài)數(shù)據(jù) test al,80h 。測試標志位 D7 jnz status 。D7＝ 1，未就緒，繼續(xù)查詢 inc dx 。D7＝ 0，就緒， DX指向數(shù)據(jù)端口 mov al,buf 。變量 buf送 AL out dx,al 。將數(shù)據(jù)輸出給數(shù)據(jù)端口 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 ▲ 查詢方式的 EEPROM編程 2817A A0～ A10 A0～ A10 8000H I/O0～ I/O7 D0~D7 D0 譯碼 A11～ A19 譯碼 A0～ A15 RDY/BUSY IOR WE RD MEMW MEMR CE next: mov al,55h 。寫入內容＝ 55H mov [bx],al 。寫入存儲單元 nop ?？詹僮髦噶?，起延時作用 nop next1:in al,dx 。查詢狀態(tài)口 test al,01h 。測試 D0 jz next1 。D0＝ 0，芯片還在寫入 inc bx 。D0＝ 1，寫畢，指針移動 loop next 。循環(huán)至全部字節(jié)寫完 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 CPU與外設間數(shù)據(jù)傳送的方式 ■ 中斷傳送方式 CPU暫停主程序的執(zhí)行而轉去執(zhí)行中斷服務程序 （詳見下節(jié)） 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 CPU與外設間數(shù)據(jù)傳送的方式 ■ 直接存儲器存?。?DMA） 傳送請求由外設向 DMA控制器（ DMAC）提出，后者向 CPU申請總線，最后 DMAC利用系統(tǒng)總線來完成外設和存儲器間的數(shù)據(jù)傳送） 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 ■ DMA傳送方式 —— 直接存儲器存取 ▲ 希望克服程序控制傳送的不足： 外設 → CPU→ 存儲器 外設 ← CPU← 存儲器 ▲ 直接存儲器存取 DMA： 外設 → 存儲器 外設 ← 存儲器 ▲ CPU釋放總線，由 DMA控制器管理 ▲ DMAC： DMA控制器 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 ▲ DMA操作的基本方法 ?周期挪用 —— 利用 CPU部訪問存儲器的周期來 實現(xiàn) DMA操作 ?周期擴散 —— 使用專門的時鐘發(fā)生器 /驅動器電 路，把供給 CPU時鐘的周期加寬 ，用來進行 DMA操作 ? CPU停機方式 —— CPU讓出對總線的控制權， 由 DMAC接管總線，進行數(shù) 據(jù)傳遞工作。 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 ▲ DMA的傳遞方式 ?單字節(jié)傳遞：每次 DMA傳遞只傳送一個字節(jié)的數(shù)據(jù)； ?成組傳遞：一次 DMA請求可以傳遞一組信息； ?請求傳遞：也稱為查詢傳遞，類似于成組傳遞，但每傳一個字節(jié)后， DMAC需檢測 DREQ（ DMA請求）。 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 ▲ DMA傳送的工作過程 ⑴ CPU對 DMA控制器進行初始化設置； ⑵ 外設、 DMAC和 CPU三者通過應答信號建 立聯(lián)系： CPU將總線交給 DMAC控制； ⑶ DMA傳送： ?DMA讀存儲器：存儲器 → 外設 ?DMA寫存儲器：存儲器 ← 外設 ⑷ 自動增減地址和計數(shù)，判斷傳送完成否。 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 ▲ DMA傳送流程 HLDA 發(fā)存儲器地址 傳送數(shù)據(jù) 傳送結束？ DMA結束 修改地址指針 流程 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 ■ DMA控制器 8237A ▲ 每個 8237A芯片有 4個 DMA通道，就是有 4個 DMA控制器 ▲ 每個 DMA通道具有不同的優(yōu)先權 ▲ 每個 DMA通道可以分別允許和禁止 ▲ 每個 DMA通道有 4種工作方式 ▲ 一次傳送的最大長度可達 64KB ▲ 多個 8237A芯片可以級連，擴展通道數(shù) 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 ▲ 8237A的內部結構和引腳 ?內部結構和外部引腳都相對比較復雜 ?內部主要由兩類寄存器組成： 通道寄存器 —— 每個通道都有 16位字節(jié)計數(shù)器、 16位地址寄存器和 8位方式寄存器 控制和狀態(tài)寄存器 —— 各通道公用 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 ▲ 8237A的每個通道都有 4種工作模式 ?單字節(jié)傳輸模式 ?塊傳輸模式 ?級連傳輸模式 ?請求傳輸模式 各通道的模式選擇通過對模式寄存器的設置實現(xiàn)。 青島職業(yè)技術學院 微機原理與接口技術 ▲ DMA