第六章輸入輸出接口-wenkub
2022-08-29 13:21:08 本頁(yè)面
【正文】 方便，有利于提高端口數(shù)據(jù)的處理能力。 ?有 尋址功能 ， 對(duì)存儲(chǔ)器及 I/O尋址并修改地址 ?具有 控制邏輯 ， 能發(fā)出讀 /寫(xiě)控制信號(hào) 。缺點(diǎn)是 CPU工作效率低， I/O響應(yīng)速度慢 ； ?外設(shè)要求： 狀態(tài)口和數(shù)據(jù)口 ?在有多個(gè)外設(shè)的系統(tǒng)中， CPU的查詢順序由 外設(shè)的優(yōu)先級(jí) 確定 ?一種 CPU主動(dòng)、外設(shè)被動(dòng) 的 I/O操作方式，很好地解決了 CPU與外設(shè)之間的 同步 問(wèn)題 查詢控制的程序流程 READY? 讀取狀態(tài)端口 讀 /寫(xiě)數(shù)據(jù)端口 Y N 狀態(tài)端口復(fù)位 程序查詢方式的 輸入 接口電路 數(shù)據(jù)緩沖器 (輸入端口 ) 狀態(tài)緩沖器 （輸入端口） 輸 入 設(shè) 備 數(shù)據(jù)端口讀選通 狀態(tài)端口讀選通 DB(數(shù)據(jù)、狀態(tài) ) 鎖 存 器 輸入數(shù)據(jù) 輸入選通 R Q D ＋ 5V ① ② READY D0 ③ ④ ⑤ 數(shù)據(jù)端口 (8位 ) 狀態(tài)端口 (1位 ) READY READY? 輸入狀態(tài)信息 輸入數(shù)據(jù)信息 Y N 狀態(tài)信息占用數(shù)據(jù)線的 D0位，查詢程序如下： QUERY:IN AL， S_PORT； 狀態(tài)口地址 SAR AL， 1 JNC QUERY IN AL， D_PORT； D_PORT是數(shù)據(jù)口地址 查詢 輸入 程序 查詢方式的 A/D采樣 WAIT： IN AL， 51H； 讀狀態(tài)端口的值 TEST AL， 10H； 判斷 D4是否為 1？ JZ WAIT； 不是 1， 等待 IN AL， 50H； 讀數(shù)據(jù)端口的值 MOV BUF， AL； 將數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)緩沖單元 數(shù)據(jù) 端口 狀態(tài) 端口 A/D 轉(zhuǎn) 換器 定時(shí) 器 模擬 信號(hào) 譯碼 電路 啟動(dòng)信號(hào) 狀態(tài)信號(hào) D 4 數(shù)據(jù)總線 地址總線 控制信號(hào) 50H 51H 程序查詢方式的 輸出 接口電路 輸出選通 數(shù)據(jù)鎖存器 （輸出端口） 狀態(tài)緩沖器 (輸入端口 ) 輸 出 設(shè) 備 R Q D ＋ 5V DB（ 數(shù)據(jù)、狀態(tài)） BUSY(1bit) ACK 狀態(tài)端口讀選通 數(shù)據(jù)端口寫(xiě)選通 ⑤ ① ② ④ ③ 數(shù)據(jù)端口 (8位 ) 狀態(tài)端口 (1位 ) BUSY 輸入狀態(tài)信息 BUSY? 輸出數(shù)據(jù)信息 N Y QUERY： IN AL， S_PORT； 狀態(tài)口地址 SAR AL， 1 JC QUERY OUT D_PORT ， AL； D_PORT數(shù)據(jù)口地址 查詢 輸出 程序 查詢方式的打印機(jī)接口 WAIT： IN 7AH， AL； 讀狀態(tài)端口 TEST AL， 04H ； 判斷 D2是否為 0？ JNZ WAIT； 不是 0， 等待 MOV AL， BUF ； 取數(shù)據(jù) OUT 78H， AL ； 將數(shù)據(jù)送到打印機(jī)接口 數(shù)據(jù) 端口 狀態(tài) 端口 數(shù)據(jù)緩 沖器 狀態(tài) 檢測(cè) 打印機(jī) 譯碼 電路 觸發(fā)信號(hào) 狀態(tài)信號(hào) D 2 數(shù)據(jù)總線 地址總線 控制總線 信號(hào) 78H 7AH 接口電路 多個(gè)外設(shè)的查詢 ? CPU周期性地依次查詢每個(gè)外設(shè)的狀態(tài) ? 優(yōu)先權(quán) 決定了查詢次序 ? 不具有實(shí)時(shí)性 查詢式 8路模擬數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) D0 D1 D2 3 2 4 A/D轉(zhuǎn)換器 DB 多路開(kāi)關(guān) 數(shù)據(jù)端口讀選通 1路模擬量 狀態(tài)端口讀選通 控制端口讀選通 READY START D0 C P U … 8路模擬量輸入 A0 A7 D3 D7 ~D0 D3 ~D0 DATA 中斷控制方式 ?接口特點(diǎn) ： 避免了 CPU 反復(fù)低效率的查詢，適用于 CPU任務(wù)繁忙、而數(shù)據(jù)傳送不太頻繁的系統(tǒng)中。 ? 數(shù)字量 ： 通常以 8位或 16位的二進(jìn)制數(shù)以及 ASCII碼的形式傳輸，主要指由鍵盤(pán)、磁帶機(jī)、磁盤(pán)等輸入的信息或主機(jī)送給打印機(jī)、顯示器、繪圖儀等的信息 ? 開(kāi)關(guān)量 ： 用“ 0”和“ 1”來(lái)表示兩種狀態(tài)，如開(kāi)關(guān)的通 /斷 ? 模擬量 ： 模擬的電壓、電流或者非電量。對(duì)模擬量輸入而言，需先經(jīng)過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字量；如果需要輸出模擬控制量的話，就要進(jìn)行上述過(guò)程的逆轉(zhuǎn)換 ? 數(shù)據(jù)傳輸方向 ： CPU←→ I/O接口 ←→ 外設(shè) 控制信息 ?控制信息 ：控制外設(shè)工作的命令，CPU通過(guò)接口發(fā)出，如 A/D轉(zhuǎn)換器的啟/停信號(hào) ?數(shù)據(jù)傳輸方向： CPU→I/O 接口 → 處設(shè) 狀態(tài)信息 ?狀態(tài)信息 ： 表征外設(shè)工作狀態(tài)的信息 ?對(duì) 輸入接口 , CPU是否準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)，“ READY” 準(zhǔn)備好嗎 ? ?對(duì) 輸出接口 , 外設(shè)是否準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)， “ BUSY” 外設(shè)忙嗎 ? ?數(shù)據(jù)傳輸方向： CPU←I/O 接口 ← 外設(shè) I/O端口 ?傳送這三種信息的 接口電路中的寄存器 稱(chēng)為 數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制端口 ?不同的寄存器有不同的端口地址 ， 即用 地址訪問(wèn) ?端口 由一個(gè)或多個(gè) 寄存器 組成 ?接口 由 若干個(gè)端口加上相應(yīng)的控制邏輯組成 接口的基本功能 ?數(shù)據(jù)緩沖功能 ?設(shè)備選擇功能 ?信號(hào)轉(zhuǎn)換功能 ?接收、解釋并執(zhí)行 CPU命令的功能 ?中斷管理功能 ?可編程功能 接口電路的結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù) 緩沖器 狀態(tài) 寄存器 控制 寄存器 接外設(shè)一側(cè) 主 機(jī) 外 設(shè) 總線驅(qū)動(dòng) 地址譯碼 控制邏輯 接 CPU一側(cè) DB AB CB 數(shù)據(jù)信息 控制信息 狀態(tài)信息 端口 接口 實(shí)現(xiàn)對(duì) CPU數(shù)據(jù)總線速度和驅(qū)動(dòng)能力的匹配 實(shí)現(xiàn)各寄存器端口尋址操作 實(shí)現(xiàn)接口電路中的各寄存器端口的讀 /寫(xiě)操作和時(shí)序控制 接口電路的分類(lèi) ? 數(shù)據(jù)傳送方式： ? 并行接口 ? 串行接口 ? 功能選擇的靈活性 ： ? 可編程接口 ? 不可編程接口 ? 數(shù)據(jù)傳送操作的同步方式 ： ? 同步接口 ? 異步接口 ? 通用性 ： ? 通用接口 ? 專(zhuān)用接口 傳輸控制方式 ?外設(shè)的速度與 CPU相比要慢好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，且不同外設(shè)之間的速度也相差很大，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕?C
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1