【正文】 數(shù)， 故最多可直接尋址 256個 I/O端口。 關于 80486I/O編址方式的兩點說明： 80486的 I/O端口編址方式 ? 10根 I/O地址線并非專設的，而是借用存儲器尋址的低 10 位地址線 A9～ A0。 任意兩個相鄰的 8位端口可構成一個 16位端口； 4個 相鄰的 8位端口可構成一個 32位端口。 對這 1K字節(jié)的 I/O地址空間大都按 AT系統(tǒng)的技術 標準作了分配。 實際中一般使用隔離編址的 I/O空間，而將存儲器映象編址的 I/O空間作為補充。 2)專用 I/O指令只能在規(guī)定的內(nèi)部寄存器和 I/O端口間 交換信息，處理能力和靈活性不及存儲器映象式強； 1)專用 I/O指令類型少，遠不如存儲器訪問指令豐 富，使程序設計的靈活性較差； 3. 缺點： 3)使用專用 I/O指令和存儲器訪問指令有明顯區(qū) 別，可使編制的程序清晰易懂，便于檢查。 在隔離編址方式中， MPU對 I/O端口和存儲單元的不同尋址是通過不同的讀寫控制信號 IOR/IOW和 MEMR/MEMW來實現(xiàn)的。故也叫專用 I/O方式。 存儲器映象方式 20 隔離 I/O方式 ： 將 I/O端口和存儲器分開編址，互相 “隔離 ”。 ： 2)I/O端口數(shù)目幾乎不受限（只受存儲器容量限制）； ： 1） I/O操作與存儲器操作完全相同，無需使用專用I/O指令。 讀 /寫 16 AB 64K 存 儲 空 間 存儲器 I/O 端口 控制 控制 邏輯 MPU 8 DB RD WR 19 2)為識別一個端口，必須對全部地址線譯碼，增加 了地址譯碼電路的復雜性，并使外設尋址時間增長。所以也叫統(tǒng)一編址方式。 7)對外聯(lián)絡控制邏輯 用于產(chǎn)生 /接收接口同 MPU和外設之間交換數(shù)據(jù)的 外部同步信號。 4)數(shù)據(jù)總線緩沖器 用于實現(xiàn)接口芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)總線和外部處理器數(shù)據(jù)總線的連接。通常所說的接口，大都指這些寄存器，它們即為前面所說的 I/O端口。 當 CPU以程序查詢方式同外設交換數(shù)據(jù)時，狀態(tài)寄存器必不可少。 控制寄存器是寫寄存器，其內(nèi)容一般只能由處理器寫入，而不能讀出。 數(shù)據(jù)緩存器在高速工作的 MPU與慢速工作的 外設之間起協(xié)調(diào)、緩沖作用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送 的同步。 輸入緩存器 將外設送來的數(shù)據(jù)暫時存放，以便處理器 將它取走。 10 I/O接口示意圖： 注意：通常所謂的 I/O操作，是指 I/O端口操作，而不是指 I/O 設備操作，即 CPU訪問的是與外設相連的 I/O端口，而不 是籠統(tǒng)的 I/O設備。 接口分類 back 9 接口的基本功能與基本結構 總之，就是完成三大總線的轉換和連接任務。 接口分類 back 8 (CI) 這類接口是微機控制系統(tǒng)所必用的，有時 也叫模擬輸出接口。 接口分類 back 7 (SI) 這類接口是微型計算機檢測和控制系統(tǒng)中必 用的接口，有時也稱模擬輸入接口。 接口分類 back 6 (OOI) 這類接口是使微處理器能發(fā)揮最基本的處理 和控制功能所必需的接口電路。 這類接口是任何應用系統(tǒng)不可缺少的。1 第五章 I/O接口與總線 I/O接口概述 I/O端口的編址方式 I/O同步控制方式 有關總線的基本概念 總線操作控制 80486的基本總線操作時序 80X86系列微機系統(tǒng)的標準總線 I/O接口概述 ?I/O設備與 I/O接口 ?接口分類 ?接口的基本功能與基本結構 3 I/O設備與 I/O接口 ——通過硬件、軟件結合，把 I/O設備與 CPU連接起來，以實現(xiàn)兩者間正確通信的技術。 （為什么？） （為什么？） ◆ I/O設備是微機系統(tǒng)必不可少的組成部分 ◆ I/O接口技術 ◆ 任何 I/O設備都必須通過 I/O接口與 CPU相連 4 接口分類 按微機系統(tǒng)中接口所連外設的形式和功能 的不同，通?？煞譃樗姆N ： 微處理器 MPU 只讀存儲器 ROM AB DB CB 電源 隨機存儲器 RAM 傳感器 軟磁盤驅(qū)動器 控制臺及 顯示終端 蒸汽調(diào)節(jié)閥 打印機 用戶交互接口 內(nèi)務操作接口 OOI 控制接口 CI 傳感接口 SI 下節(jié) 5 (UII) 這類接口是指微機接收來自用戶的信息 (數(shù) 據(jù)或命令 )或向用戶發(fā)送信息所需要的接口電路。 其主要任務是完成信息表示方法的轉換和 數(shù)據(jù)傳輸速率的轉換。 主要包括三大總線的驅(qū)動器、接收器或收發(fā) 器，以及時鐘電路、內(nèi)存儲器的接口等。 其主要任務是監(jiān)視、感受外界被檢測或控制 對象的變化，將這種變化轉換成電壓或電流的形 式，再進一步轉換成微機所能接受的數(shù)字量。 其主要任務是解決信號的功率放大和數(shù)模 轉換兩個問題。 ① 作為微型機與外設傳遞數(shù)據(jù)的緩沖站； ② 正確尋址與微機交換數(shù)據(jù)的外設； ③ 提供微型機與外設間交換數(shù)據(jù)所需的控 制邏輯和狀態(tài)信號。 M P U AB DB CB 接 I/O端口 1 I /O端口 2 口 I/O端口 3 數(shù)據(jù) 狀態(tài) 控制 I/O 設 備 接口的基本功能與基本結構 11 2. 接口的基本結構 外 設 內(nèi)部控 制 邏輯 系統(tǒng)數(shù) 據(jù)總線 數(shù)據(jù)總線 緩沖器 系統(tǒng)地 址總線 M P U 地址總線 緩沖與譯碼 中斷請求 控制 寄存器 輸出緩沖 寄存器 狀態(tài) 寄存器 輸入緩沖 寄存器 聯(lián)絡 控制 邏輯 I/O數(shù)據(jù) 總線 準備好 選通 聯(lián)絡線 控制 總線 接口的基本功能與基本結構 下節(jié) 12 1)數(shù)據(jù)緩沖寄存器 注意：輸入緩存器的輸出接在數(shù)據(jù)總線上，因此它 必須有三態(tài)輸出功能。 輸出緩存器 用來暫時存放處理器送往外設的數(shù)據(jù)。 又分為兩種： 接口的基本功能與基本結構 back 13 2)控制寄存器 用于存放處理器發(fā)來的控制命令和其它信息，以確定接口電路的工作方式和功能。 接口的基本功能與基本結構 back 14 用于保存外設現(xiàn)行各種狀態(tài)信息，其內(nèi)容可被處理器讀出。 3)狀態(tài)寄存器 數(shù)據(jù)緩沖寄存器、控制寄存器、狀態(tài)寄存器是接口電路中的核心部分。 接口的基本功能與基本結構 back 15 5)地址總線緩沖與譯碼 用于地址總線緩沖和正確選擇接口電路內(nèi)部各端口寄存器的地址。 接口的基本功能與基本結構 back 16 6)內(nèi)部控制邏輯 用于產(chǎn)生一些接口電路內(nèi)部的控制信號，實現(xiàn)系統(tǒng)控制總線與內(nèi)部控制信號之間的變換。 接口的基本功能與基本結構 back I/O端口的編址方式 ?存儲器映象方式 ?隔離 I/O方式 ?80486的 I/O端口編址方式 18 存儲器映象方式 ： 將 I/O端口與存儲器單元同等看待，一起編址。 實現(xiàn)方法： 在存儲器地址空 間中，預先指定一部分作 為 I/O地址空間，然后給每 個 I/O端口分配一個地址。 1)占用了部分存儲空間，使可用內(nèi)