微機原理課件-第6章(編輯修改稿)
2025-02-16 05:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 A15 ≥1 ＆ ≥1 IOR +5V 10KΩ K 24 二、程序查詢方式 也叫條件傳送控制方式，分為查詢輸入和查詢輸出。數(shù)據(jù)傳送的過程如下： 開始 取外設(shè)狀態(tài) 外設(shè)準備 就緒否？ 傳送數(shù)據(jù) 傳送完否 ？ N Y Y N 結(jié)束 25 查詢輸入方式 狀態(tài)端口 :STATUSPORT 數(shù)據(jù)端口 :DATAPORT 查詢輸入程序如下： LOOPIN: IN AL,STATUSPORT 。讀狀態(tài) TEST AL,80H 。查詢 RDY JZ LOOPIN 。RDY=0則等待 IN AL,DATAPORT 。讀入數(shù)據(jù) 讀入狀態(tài)信息 RDY=1？ 讀入數(shù)據(jù) Y N D7 26 查詢輸出方式 狀態(tài)端口： STATUSPORT 數(shù)據(jù)端口： DATAPORT 查詢輸出程序如下： LOOPOUT: IN AL,STATUSPORT 。讀狀態(tài) TEST AL,01H 。查詢 BUSY=1? JNZ LOOPOUT 。BUSY=1則忙 MOV AL,BUFFER 。取數(shù)據(jù) OUT DATAPORT， AL 。輸出數(shù)據(jù) 讀入狀態(tài)信息 BUSY=1？ 輸出數(shù)據(jù) N D0 Y 27 1號外設(shè) 準備就緒 ？ 2號外設(shè) 準備就緒 ？ 3號外設(shè) 準備就緒 ？ 對 1號外設(shè)服務(wù) 對 2號外設(shè)服務(wù) 對 3號外設(shè)服務(wù) n號外設(shè) 準備就緒 ？ 對 n號外設(shè)服務(wù) Y Y Y Y N N N N 在整個查詢過程中 CPU不能再做別的事，這降低了 CPU的工作效率；數(shù)據(jù)交換的實時性較差；所以查詢方式多用于簡單、慢速的外部設(shè)備。 28 例：用查詢方式進行輸出 ?外設(shè)狀態(tài)端口地址為 3FBH，第 5位 (bit5)為狀態(tài)標志（ =1忙， =0準備好） ?外設(shè)數(shù)據(jù)端口地址為 3F8H，寫入數(shù)據(jù)會使狀態(tài)標志置 1 ；外設(shè)把數(shù)據(jù)讀走后又把它置 0。 試畫出其電路圖。（電路圖見下頁） 29 D5 D7D0 A9 | A3 ≥1 amp。 A15 | A10 ≥1 IOW D7D0 3F8H 外設(shè) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 BUSY CP Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 狀態(tài)端口 G G2A G2B C B A A2 A1 A0 74LS138 Y0 ≥1 IOR Y3 OE 74LS374 CP Q Q D S STROBE 3FBH 程序段？ 30 三、中斷傳送控制方式 中斷控制方式使 CPU與外設(shè)能夠并行工作，它改變了 CPU主動的工作方式。當外設(shè)準備就緒，就向 CPU發(fā)出中斷請求， CPU響應(yīng)中斷，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序，對外設(shè)服務(wù)； 利用中斷方式進行數(shù)據(jù)傳送，不僅大大提高CPU的工作效率，還能夠?qū)ν庠O(shè)作出實時響應(yīng)。 以上三種方式被稱為 PIO方式， programmed input and output 31 前面三種 I/O方式都需要 CPU作為中介： 外設(shè) CPU 內(nèi)存 兩個含義： 1）軟件：外設(shè)與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳送是通過 CPU執(zhí)行程序來完成的（ PIO方式）； 2）硬件： I/O接口和存儲器的讀寫控制信號、地址信號都是由 CPU發(fā)出的（總線由 CPU控制）。 缺點：程序的執(zhí)行速度限定了傳送的最大速度（約為幾十 KB/秒） — 解決： DMA傳輸 四、直接存儲器存取控制方式 32 DMA傳輸 : 外設(shè) 內(nèi)存 外設(shè)直接與存儲器進行數(shù)據(jù)交換 ， CPU不再擔當數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹薪檎撸? 總線由 DMA控制器（ DMAC）進行控制（ CPU要放棄總線控制權(quán)），內(nèi)存 /外設(shè)的地址和讀寫控制信號均由 DMAC提供。 優(yōu)點：數(shù)據(jù)傳輸 由 DMA硬件來控制，數(shù)據(jù) 直接在內(nèi)存和外設(shè)之間交換，可以達到很高的傳輸速率（可達幾 MB/秒） 33 DMA傳送原理示意 圖 ① 系統(tǒng)總線 CPU DMAC 存儲器 外設(shè)接口 AEN IOW MEMW MEMR IOR MEMW MEMR IOW IOR AEN HOLD HLDA DRQ DACK ② ③ ④ ⑤ AEN IOW IOR MEMW MEMR ① 外設(shè)發(fā)出 DMA請求 ② DMAC向 CPU申請總線 ③ CPU完成當前總線周期后 響應(yīng)，并釋放總線控制權(quán) ④ DMAC得到總線控制權(quán)，并發(fā)出 DMA響應(yīng)信號 ⑤ 由 DMAC發(fā)出各種控制信號，控制外設(shè)與存儲器之 間的數(shù)據(jù)傳送 ⑥ 數(shù)據(jù)傳送完后， DMAC撤銷 HOLD信號 ⑦ CPU釋放 HLDA信號，并重新控制總線 ⑥ ⑦ 視頻演示 34 DMA控制器的工作過程 1. 外設(shè)向 DMA控制器發(fā)出 DMA傳送請求信號 DRQ； 2. DMA向 CPU發(fā)出總線請求信號 HOLD。 3. CPU完成當前總線周期后立即對 HOLD信號進行響應(yīng)：一方面將總線至于高阻狀態(tài)，放棄對總線的控制權(quán)；另一方面 CPU向 DMA控制器發(fā)出總線響應(yīng)信號 HLDA。 DMAC 外設(shè)接口 CPU 存儲器 DRQ HOLD HLDA DACK 35 4. DMA收到 HLDA信號后開始控制總線，并向外設(shè)發(fā)出 DMA響應(yīng)信號 DACK； 5. DMA控制器發(fā)出地址信號和相應(yīng)的控制信號，外設(shè)與內(nèi)存之間數(shù)據(jù)傳送開始； 6. DMA控制器自動修改地址和字節(jié)計數(shù)器。數(shù)據(jù)傳送完成 DMA撤銷 HOLD信號 。接下來 CPU撤銷HLDA信號，恢復(fù)對總
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