【正文】 第六章 微機(jī)接口技術(shù)概述 第一節(jié) 接口技術(shù)的基本概念 第二節(jié) I/O端口的編址和譯碼 第三節(jié) CPU與外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送方式 第四節(jié) 接口技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 第五節(jié) 接口的設(shè)計與分析 1. 假設(shè) (AL)= 73H, (DX)=21CH, (端口 21CH)= 95H 執(zhí)行 MOV DX, 21CH 作業(yè) : 63, 66, 610 IN AL, DX (1) 根據(jù) 8088CPU在最小模式下的 I/O、 存儲器讀 /寫時序， 描述執(zhí)行 IN指令時 8088CPU有關(guān)引腳的具體變化過程 。 (2) 根據(jù) IBM PC/XT總線的 I/O讀、寫周期時序， 描述執(zhí)行 IN指令時， IBM PC/XT總線上有關(guān)引腳的 具體過程 如果執(zhí)行的是 MOV DX, 21CH OUT DX, AL 有關(guān)引腳的具體變化過程 ? 2. 編寫程序，采用無條件傳送方式，從端口 256h 讀入 100h個字節(jié)數(shù)據(jù) 3. 某 I/O接口的狀態(tài)寄存器 D0位存放外設(shè)‘ BUSY’的 狀態(tài) , 其地址為 2A3h, D0=1表示外設(shè)忙 。 該接口的數(shù)據(jù)寄存器的地址為 2A1h。 編寫程序， 用查詢方式將 data為首地址的 100個內(nèi)存單元內(nèi)容 從該 I/O接口輸出。 復(fù)習(xí)： P212~P224, P236~P239（ 第二版） 預(yù)習(xí)： P223~P236, P239~P247 （ 第二版） 第一節(jié) 接口技術(shù)的基本概念 一、 接口的概念和功能 二、 接口電路的典型結(jié)構(gòu) 一、 接口的概念和功能 接口和接口技術(shù) 為什么要用接口電路？ 接口和接口技術(shù) 接口 指 CPU、 存儲器 、 外設(shè)之間通過總線進(jìn)行連接的電路部分 ， 是 CPU與外界進(jìn)行信息交換的中轉(zhuǎn)站 。 接口技術(shù) 是研究 CPU如何與外部世界進(jìn)行最佳耦合與匹配 ， 實(shí)現(xiàn)雙方高效 、 可靠地交換信息的一門技術(shù) ， 是軟件 、 硬件結(jié)合的體現(xiàn) ， 是微機(jī)應(yīng)用的關(guān)鍵 。 數(shù)據(jù)總線 DB 控制總線 CB 地址總線 AB 存 儲 器 I/O 接 口 輸 入 設(shè) 備 I/O 接 口 輸 出 設(shè) 備 CPU 微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖 外設(shè)是用來實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的一些機(jī)電設(shè)備 。 外設(shè)處理信息的類型 、 速度 、 通信方式與 CPU不匹配 , 不能直接掛在總線上 ， 必須通過接口和系統(tǒng)相連 C P U 接口作用外設(shè)模 / 數(shù)轉(zhuǎn)換 ( A / D )數(shù) / 模轉(zhuǎn)換 ( D / A )模擬量信息類型 數(shù)字量三態(tài)緩沖、鎖存 數(shù)字量工作速度 快 解決傳送方式 慢串 / 并轉(zhuǎn)換并 / 串轉(zhuǎn)換串行通信方式 并行三態(tài)緩沖、鎖存 并行為什么要用接口電路？ 二、接口電路的典型結(jié)構(gòu) ?從編程角度看 ， 接口內(nèi)部主要包括 一個或多個 CPU可以進(jìn)行讀 /寫操作的 寄存器 ， 又稱為 I/O端口 。 ?各 I/O端口由 端口地址區(qū)分 。 I/O端口 1 I/O端口 2 I/O端口 3 地址 譯碼 數(shù)據(jù) 緩沖 控制 電路 外 設(shè) AB DB CB C P U ?按存放信息的不同， I/O端口可分為三種類型 數(shù)據(jù)端口 ： 用于 存放 CPU與外設(shè)間傳送的 數(shù)據(jù)信息 狀態(tài)端口： 用于 暫存外設(shè)的狀態(tài)信息 控制端口 ： 用于 存放 CPU對外設(shè)或接口的控制信息 ， 控制外設(shè)或接口的工作方式 。 1001 0101 (狀態(tài) 端口 ) 0110 1010 (數(shù)據(jù)端口 ) 1100 0110 (控制端口 ) 地址 譯碼 數(shù)據(jù) 緩沖 控制 電路 外 設(shè) AB DB CB C P U ?CPU對外設(shè)輸入 /輸出的控制 ， 是通過 對接口電路中各 I/O端口的讀 /寫操作完成。 I/O端口 1 I/O端口 2 I/O端口 3 地址 譯碼 數(shù)據(jù) 緩沖 控制 電路 外 設(shè) AB DB CB C P U 第二節(jié) I/O端口的編址和譯碼 一 、 I/O端口的編址方式 二 、 8088的輸入 /輸出指令和時序 三 、 I/O端口的譯碼 一、 I/O端口的編址方式 端口與存儲器分別獨(dú)立編址 端口與存儲器統(tǒng)一編址 特點(diǎn)： ? 端口與存儲器分別獨(dú)立編址 端口不占用內(nèi)存空間 ? 設(shè)有專門的 I/O指令對端口進(jìn)行讀寫 ， 對內(nèi)存操作的指令不能用于 I/O端口 例 Intel的 80X86系列、 Z80系列 I/O 空 間 內(nèi) 存 空 間 端口與存儲器分別獨(dú)立編址 （ I/O映射方式） 例 MOV [ 10H ], AL 對內(nèi)存操作 IN 10H, AL 對端口操作 端口與存儲器統(tǒng)一編址 （存儲器映射方式） 特點(diǎn) : ? I/O端口相當(dāng)于內(nèi)存的一部分 , 使內(nèi)存容量減小 ? 對 I/O端口的讀 /寫與對存儲器的讀 /寫相同， 所有可對內(nèi)存操作的指令對 I/O端口均可使用， ? 指令系統(tǒng)中不專設(shè) I/O指令。 例 motorola的 M6800系列 日立 H8S單片機(jī)系列 內(nèi) 存 空 間 I/O 空 間 二 、 8088的輸入 /輸出指令和時序 1. 輸入指令 IN 2. 輸出指令 OUT 3. 輸入 /輸出指令時序 輸入 /輸出指令 實(shí)現(xiàn) I/O端口與 CPU之間的數(shù)據(jù)傳送 I/O端口 1 I/O端口 2 I/O端口 3 地址 譯碼 數(shù)據(jù) 緩沖 控制 電路 外 設(shè) AB DB CB C P U 可尋址 220= 1M個內(nèi)存單元 內(nèi)存范圍 00000 ~FFFFFh 內(nèi)存單元的地址有 5種尋址 可尋址 216= 64 K個 I/O端口 I/O端口范圍 0000 ~ FFFFH I/O端口的地址由 一個 8位二進(jìn)制數(shù)直接尋址 或 DX寄存器間接尋址 8088CPU采用 I/O端口與存儲器分別獨(dú)立編址 I/O 空 間 內(nèi) 存 空 間 1. 輸入指令 IN 格式 執(zhí)行操作IN AL, por t (AL ) ← (port 端口 )IN A X, por t(A L ) ← (po rt 端口 )(A H ) ← (po r t +1 端口 ) IN A L, DX (AL ) ← ((DX ) 端口 ) IN A X, DX(A L ) ← ((D X ) 端口 )(A H ) ← ( (D X ) +1 端口 )port 為數(shù)字形式的端口地址 , 大小為 0~255 或 0~FFH 例 (1) IN AL， 28H 若 (28H端口 ) = 1010 1111B 執(zhí)行后 (AL) = (28H端口 ) = 0AFH (2) IN AX， 28H 若 (28H端口 )= 1010 1111B (29H端口 )= 0101 0000B 執(zhí)行后 (AL) = (28H端口 ) = 0AFH (AH) = (29H端口 ) = 50H (3) MOV DX， 300H IN AL， DX 若 (300H端口 )= 69H 執(zhí)行后 (AL) = (300H端口 ) = 69H 2. 輸 出 指令 OUT port 為數(shù)字形式的端口地址 , 大小為 0~255 或 0~FFH 格式 執(zhí)行操作OUT port, AL (po rt 端口 ) ← ( AL )OUT port, AX (port 端口 ) ← (AL) (port +1 端口 ) ← (A H ) OU T DX, AL ((DX) 端口 ) ← ( AL ) OU T DX, AX ((DX ) 端口 ) ← (AL )((DX ) +1 端口 ) ← (A H )(1) OUT 21H, AL 若 (AL)= 1100 1100B 執(zhí)行后 （ 21H端口 ) = 0CCH (2) MOV DX ， 21BH OUT DX， AL 若 （ AL） = 1010 0110B 執(zhí)行后 (21BH端口 )= (AL) = 0A6H 例 (1) 累加器 AL、 AX的專用指令 對輸入指令 IN ， 目的操作數(shù)只能為 AL, 或 AX IN AL, 21H IN AX, DX IN BX, 21H 對輸出指令 OUT ， 源操作數(shù)只能為 AL, 或 AX OUT 20H, AL OUT DX, AX OUT DX, CX 輸入 /輸出指令（ IN、 OUT） 特點(diǎn)： （ 2） 端口地址可由直接方式或間接方式給出 例 OUT 219H, AL MOV DX, 219H OUT DX, AL 例 IN AL, 218H MOV DX, 218H IN AL, DX ? 當(dāng)端口號 FFH， 即 255時 , 需把端口號放在 DX寄存器中， DX是一個 16位寄存器，范圍在 0~FFFFh之間。 ?當(dāng)端口號在 0~FFH， 即 0~255時， 可在指令中 直接 指定端口號 例 IN AL, 21H OUT 20H, AL 當(dāng)端口號在 0~FFH， 即 0~255時， 可 在指令中 直接 指定端口號， 稱 長格式指令 當(dāng)端口號 FFH， 即 255時 , 需 把端口號放在 DX寄存器中，稱 短格式指令 原因是使用直接端口方式的指令機(jī)器碼相對長 例 指令 機(jī)器碼 IN AL, 21H E421 。兩個字節(jié) OUT 20H, AL E620 IN AL, DX EC 。一個字節(jié) OUT DX, AL EE (3) 可進(jìn)行字節(jié)或字傳送 由指令中 AL或 AX的類型決定 (4) 注意端口地址與端口內(nèi)容的區(qū)別 IN AL, 21H 不等于 (AL) ← 21H OUT DX, AL 不等于 (DX) ← (AL) IN AL, 20H 。字節(jié)傳送 IN AX, 20H 。字傳送 IN AL, DX 。字節(jié)傳送 IN AX, DX 。字傳送 OUT 20H, AL 。字節(jié)傳送 OUT 20H, AX 。字傳送 OUT DX, AL 。字節(jié)傳送 OUT DX, AX 。字傳送 3. 輸入 /輸出指令時序