微型計(jì)算機(jī)輸入輸出接口-wenkub
2023-01-21 03:50:30 本頁面
【正文】 存儲(chǔ)設(shè)備是典型的復(fù)合輸入／輸出設(shè)備 : ? 磁帶機(jī) （ Tape Driver） ? 軟磁盤驅(qū)動(dòng)器 （ Floppy Driver） ? 硬磁盤驅(qū)動(dòng)器 （ Hard Disk Driver） ? 光盤驅(qū)動(dòng)器 （ Compact Disk Driver） 許多光盤只能讀出信息，稱為 CD—ROM （ Compact Disk—Read Only Memory）， 只讀光盤只能用作輸入設(shè)備。 ? 開關(guān)量： 開關(guān)量是只有二種狀態(tài) （ 0， 1） 的量 ， 如開關(guān)的接通 （ ON） 與斷開 （ OFF） ， 電機(jī)的啟停等 ? 脈沖量： 計(jì)數(shù)脈沖 、 定時(shí)脈沖和控制脈沖 ? 對(duì)于輸入設(shè)備，數(shù)據(jù)信號(hào)從外設(shè)送往 CPU 對(duì)于輸出設(shè)備，數(shù)據(jù)信號(hào)從 CPU發(fā)往外部設(shè)備。 ? 狀態(tài)信號(hào)總是從外部設(shè)備發(fā)往 CPU。 4. 聯(lián)絡(luò)功能 ? 從系統(tǒng)總線或外設(shè)接收一個(gè)數(shù)據(jù)后 ， 發(fā)出“數(shù)據(jù)到”聯(lián)絡(luò)信號(hào)，通知外設(shè)或 CPU取走數(shù)據(jù) ? 數(shù)據(jù)傳輸完成，向?qū)Ψ桨l(fā)出信號(hào)，準(zhǔn)備進(jìn)行下次傳輸 5. 中斷管理功能 ? 向 CPU申請(qǐng)中斷； ? 向 CPU發(fā)中斷類型號(hào)； ? 中斷優(yōu)先權(quán)的管理； ? 在以 8086為 CPU的系統(tǒng)中 ， 這些功能大部份可以由專門的中斷控制器實(shí)現(xiàn) 。 ? 檢測(cè)傳輸錯(cuò)誤的常見方法是奇偶檢驗(yàn) 。 ? 外部設(shè)備地址 ：設(shè)備接口內(nèi)各端口的地址 ， 一臺(tái)外部設(shè)備可以擁有幾個(gè)通常是相鄰的端口地址 。 ? 一個(gè)接口上的幾個(gè)端口地址通常是連續(xù)排列的， 可以把 16位地址碼分解為二個(gè)部分： ? 高位地址碼用作對(duì)接口的選擇； ? 低位地址碼用來選擇接口內(nèi)不同的端口。 ? 8086工作于最大模式時(shí) ， 上面的 M/IO、 WR、 RD信號(hào)由 8288總線控制器發(fā)出的 IORC、 IOWC代替 。 3. 數(shù)據(jù)鎖存器與緩沖器 數(shù)據(jù) (狀態(tài) )輸入端口： ? 必須通過三態(tài)緩沖器與系統(tǒng)總線相連 ， 保證數(shù)據(jù)總線能夠正常地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送 。 ? 低電平（有效，端口被選中 ）：已鎖存的數(shù)據(jù)通過74LS244送往系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線，被 CPU所接收。 圖 55 簡單接口的組成 輸入輸出數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂品绞? 程序方式 中斷方式 直接存儲(chǔ)器存取 (DMA)方式 程序方式 ? 在程序控制下進(jìn)行信息傳送 ? 分為 無條件傳送 和 條件傳送 二種 1． 無條件傳送方式 ? 對(duì)于簡單的外部設(shè)備的 I／ O操作可以隨時(shí)進(jìn)行； ? 例如 ， 開關(guān) 、 發(fā)光二極管 ? 這些簡單設(shè)備的輸入信號(hào)一般不需要鎖存，可以通過三態(tài)緩沖器與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線直接相連。 一個(gè)數(shù)據(jù)的 “ 條件傳送 ” 過程 ： ? CPU從接口中讀取狀態(tài)字； ? CPU檢測(cè)狀態(tài)字的對(duì)應(yīng)位是否滿足 “ 就緒 ” 條件 ， 如果不滿足 ， 則回到前一步重新讀取狀態(tài)字； ? 如狀態(tài)字表明外設(shè)已處于 “ 就緒 ” 狀態(tài) ， 則傳送數(shù)據(jù) 。 測(cè)試“數(shù)據(jù)就緒”位 JZ AGAIN 。amp。 匯編語言程序 ： ONE: IN AL, STATUS_PORT 。 不忙，取來數(shù)據(jù) OUT DATA_PORT, AL 。 0x80 = = 0x80 )。 ? 如果設(shè)備出錯(cuò)，顯示錯(cuò)誤信息后停止。所以，在設(shè)備發(fā)生故障時(shí)先判是否完成可能導(dǎo)致程序死循環(huán)。 TREE： MOV FLAG， 0 INPUT： IN AL， STAT l TEST AL， 20H JZ DEV2 CALL PROC l DEV2: IN AL， STAT2 TEST AL， 20H JZ DEV3 CALL PROC2 DEV3； IN AL， STAT3 TEST AL， 20H JZ NOINPUT CALL PROC3 NOINPUT： CMP FLAG， 07H JNE INPUT …… 說明 ： ? PROCl、 PROC PROC3是三個(gè)設(shè)備輸入數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理的子程序 。 中斷方式 程序查詢方式的特點(diǎn) ： ? 程序查詢方式解決了 CPU與外設(shè)工作的協(xié)調(diào)問題 ， 但是卻大大 降低了 CPU的使用效率； ? 在程序查詢方式中 ， CPU處于主動(dòng)地位 ， 外設(shè)處于 消極等待 查詢的被動(dòng)地位； ? 設(shè)備較多時(shí) ， 查詢方式的數(shù)據(jù)傳送 很難使每一個(gè)外設(shè)都能工作在最佳狀態(tài) 。 ? 賦予外設(shè) “ 主動(dòng)權(quán) ” 之后 ， CPU可以不必反復(fù)查詢?cè)撛O(shè)備的狀態(tài) ， 而是正常地處理系統(tǒng)任務(wù)； ? CPU與外設(shè)處于某種 “ 并行工作 ” 的狀態(tài) ， 從而提高CPU的工作效率 。 ? 設(shè) CPU執(zhí)行一次中斷服務(wù)程序需要 100μs； ? 傳遞 100個(gè)字節(jié) CPU所使用的時(shí)間為 100μs 100=10ms； ? CPU處理中斷開銷為 1％， 99％的時(shí)間可執(zhí)行其他任務(wù)； ? 中斷方式的數(shù)據(jù)傳送仍在程序的控制下執(zhí)行，稱為 程序中斷方式； ? 適應(yīng)于中、慢速的外部設(shè)備數(shù)據(jù)傳送。 直接存儲(chǔ)器傳送 （ Direct Memory Access—DMA） ? 將外設(shè)的數(shù)據(jù)不經(jīng)過 CPU直接送入內(nèi)存儲(chǔ)器； ? 或者，從內(nèi)存儲(chǔ)器不經(jīng)過 CPU直接送往外部設(shè)備； ? 一次 DMA傳送只需要執(zhí)行一個(gè) DMA周期（相當(dāng)于一個(gè)總線讀／寫周期）； ? 能夠滿足高速外設(shè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰? ? 需要一個(gè)專門的器件來協(xié)調(diào)外設(shè)接口和內(nèi)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)傳輸，稱為 DMA控制器（ DMAC） 圖 510 DMA數(shù)據(jù)傳送示意圖 開關(guān)量輸入輸出接口 開關(guān)量輸入接口 開關(guān)量輸出接口 開關(guān)量輸入接口 1． 基本的開關(guān)量輸入接口 ? 開關(guān) 形態(tài) ：單刀單擲開關(guān) /單刀雙擲開關(guān) /按鈕 ? 開關(guān)量通過三態(tài)緩沖器與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線連接 ? 常用的三態(tài)緩沖器： 74LS244（ 輸入輸出同相） /74LS240（ 輸入輸出反相） ? 一條輸入指令可以同時(shí)讀入 8位或 16位開關(guān)量。 圖 512 鍵盤 (矩陣式開關(guān)量輸入 )接口 鍵盤掃描與編碼 ： ? 對(duì) 8根行線逐行掃描，識(shí)別按鍵的所在行、列，從而獲得該鍵的代碼 。上例中按鍵的一字節(jié)“掃描碼”為 32H： ? 高 4位 0011
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