微機(jī)原理基本IO接口

1、第五章第五章 輸入輸入/ /輸出接口輸出接口 本章主要知識(shí)點(diǎn)：本章主要知識(shí)點(diǎn)：1 1、輸入、輸入/ /輸出接口作用；輸出接口作用；2 2、I/OI/O接口的基本結(jié)構(gòu)；接口的基本結(jié)構(gòu)；3 3、I/OI/O端口的編址端口的編址4 4、輸入、輸入/ /輸出指令及其尋址方式輸出指令及其尋址方式5、CPU與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送方式與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送方式本章學(xué)習(xí)的重點(diǎn)：本章學(xué)習(xí)的重點(diǎn)：1 1、 I/OI/O端口的編址端口的編址2 2、 CPU與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送方式與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送方式5.1 輸入輸入/輸出接口概述輸出接口概述問題的提出問題的提出: : 輸入輸入/ /輸出接口在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中起什么作用輸出接口在

2、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中起什么作用? ?微處理器8086/8088存儲(chǔ)器RAM存儲(chǔ)器ROMI/O接口外圍設(shè)備地址總線AB控制總線CB數(shù)據(jù)總線DB圖圖5-1 微型計(jì)算機(jī)的基本組成原理結(jié)構(gòu)圖微型計(jì)算機(jī)的基本組成原理結(jié)構(gòu)圖輸入輸入/輸出接口輸出接口：CPU完成各種運(yùn)算的原始數(shù)據(jù)如果要求由外部設(shè)備提供，CPU是如何從外部設(shè)備取回?cái)?shù)據(jù)？如果CPU運(yùn)算的結(jié)果要傳送給外部設(shè)備，CPU 如何傳送？ 解決的方法就是在外部設(shè)備與CPU之間架設(shè)一個(gè)“橋”，這個(gè)“橋”的作用就是把外部設(shè)備的數(shù)據(jù)和運(yùn)算方式與命令傳遞給中央處理器，等中央處理器完成了給定的運(yùn)算后按給定的要求再把結(jié)果傳遞外部設(shè)備。計(jì)算機(jī)通過這個(gè)“橋”-輸入輸入/輸出接口

3、輸出接口與外部實(shí)現(xiàn)信息或數(shù)據(jù)的交換。 把介于主機(jī)和外設(shè)之間的電路稱為把介于主機(jī)和外設(shè)之間的電路稱為I/O接口電路，接口電路，簡稱簡稱I/O接口。接口。5.1.1 I/O5.1.1 I/O接口的作用接口的作用 主機(jī)與外界交換信息的中間電路稱為輸入/輸出(I/O)。主機(jī)與外界的信息交換是通過輸入/輸出設(shè)備進(jìn)行的。比如常規(guī)的外設(shè)有鍵盤、顯示器、打印機(jī)、掃描儀、磁盤機(jī)、鼠標(biāo)器等。 不同外設(shè)的信號(hào)形式、數(shù)據(jù)格式、運(yùn)行速度也各不相同。因此，外部設(shè)備不能與CPU直接相連，需要通過相應(yīng)的電路來完成它們之間的速度匹配、信號(hào)轉(zhuǎn)換，并完成某些控制功能。I/O接口與處理器和外部設(shè)備的連接如圖5.2所示。圖5.2 主機(jī)

4、與外設(shè)的連接數(shù)據(jù)端口狀態(tài)端口控制端口CPU外設(shè)DBABCBI/O接口數(shù)據(jù)信息狀態(tài)信息控制信息5.1.2 CPU5.1.2 CPU與外設(shè)交換的信息與外設(shè)交換的信息 主機(jī)與I/O設(shè)備之間交換的信息可分為數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息三類。1 1數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)信息 數(shù)據(jù)信息又分為數(shù)字量、模擬量和開關(guān)量三種形式。 1) 1) 數(shù)字量數(shù)字量 數(shù)字量是計(jì)算機(jī)可以直接發(fā)送、接收和處理的數(shù)據(jù)。例如，由鍵盤、顯示器、打印機(jī)及磁盤等I/O外設(shè)與 CPU交換的信息，它們是以二進(jìn)制形式表示的數(shù)或以ASCII碼表示的數(shù)符。 2) 2) 模擬量模擬量 當(dāng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用于控制系統(tǒng)中時(shí)，輸入的信息一般為來自現(xiàn)場的連續(xù)變化的物理量，如

5、溫度、壓力、流量、位移、濕度等，這些物理量通過傳感器并經(jīng)放大處理得到模擬電壓或電流，這些模擬量必須先經(jīng)過模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換)后才能輸入計(jì)算機(jī)。反過來，計(jì)算機(jī)輸出的控制信號(hào)都是數(shù)字量，也必須先經(jīng)過數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換(D/A轉(zhuǎn)換)，把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量才能去控制現(xiàn)場。 3) 3) 開關(guān)量開關(guān)量 開關(guān)量可表示兩個(gè)狀態(tài)，如開關(guān)的斷開和閉合，機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)與停止，閥門的打開與關(guān)閉等。這些開關(guān)量通常要經(jīng)過相應(yīng)的電平轉(zhuǎn)換才能與計(jì)算機(jī)連接。開關(guān)量只用一位二進(jìn)制數(shù)即可表示,也是數(shù)字量的一種形式。 2. 2. 狀態(tài)信息狀態(tài)信息 狀態(tài)信息作為CPU與外設(shè)之間交換數(shù)據(jù)時(shí)的聯(lián)絡(luò)信息，反映了當(dāng)前外設(shè)所處的工作

6、狀態(tài)，是外設(shè)通過接口送往CPU的。CPU通過對(duì)外設(shè)狀態(tài)信號(hào)的讀取，可得知輸入設(shè)備的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)備好、輸出設(shè)備是否空閑等情況。因此，狀態(tài)信息能夠保障CPU與外設(shè)正確地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 3 3控制信息控制信息 控制信息由CPU通過接口傳送給外設(shè)，控制信息設(shè)置外設(shè)(包括接口)的工作模式、控制外設(shè)的工作。如外設(shè)的啟動(dòng)信號(hào)和停止信號(hào)就是常見的控制信息?？刂菩畔㈦S外設(shè)的具體工作原理不同而含義不同。 數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息含義各不相同，但在微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，CPUCPU通過接口和外設(shè)交換信息通過接口和外設(shè)交換信息時(shí)，只能用輸入指令時(shí)，只能用輸入指令(IN)(IN)和輸出指令和輸出指令 (OUT)(OUT)

7、傳送數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)，所以狀態(tài)信息、控制信息也是被作為數(shù)據(jù)信息來傳送所以狀態(tài)信息、控制信息也是被作為數(shù)據(jù)信息來傳送的，把狀態(tài)信息作為一種輸入數(shù)據(jù)，而把控制信息作的，把狀態(tài)信息作為一種輸入數(shù)據(jù)，而把控制信息作為一種輸出數(shù)據(jù)。為一種輸出數(shù)據(jù)。 5.1.3 I/O5.1.3 I/O接口的基本結(jié)構(gòu)接口的基本結(jié)構(gòu) I/O接口的基本結(jié)構(gòu)如圖5.3所示。每個(gè)接口電路中都包含一組寄存器，CPU與外設(shè)進(jìn)行信息交換時(shí)，各類信息在接口中存入不同的寄存器，一般稱這些寄存器為I/O端口，簡稱為口(Port)。CBABDBCPU數(shù)據(jù)端口狀態(tài)端口I/O設(shè)備譯碼控制端口圖5.3 一個(gè)典型的I/O接口 用來保存CPU和外設(shè)之間傳送

8、數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)寄存器稱為數(shù)據(jù)端口數(shù)據(jù)端口；用來存放外設(shè)或者接口部件本身狀態(tài)的狀態(tài)寄存器稱為狀態(tài)端口狀態(tài)端口；用來存放CPU發(fā)往外設(shè)的控制命令的控制寄存器稱為控制端口控制端口。 CBABDBCPU數(shù)據(jù)端口狀態(tài)端口I/O設(shè)備譯碼控制端口圖5.3 一個(gè)典型的I/O接口 5.1.4 I/O接口的種類接口的種類: 1、并行接口、并行接口 在計(jì)算機(jī)的I/O接口中滿足多位數(shù)據(jù)同時(shí)輸入或輸出的接口稱為并行接口。常見的并行接口有8位或16位?；窘Y(jié)構(gòu)如下圖。CPU并行接口電路數(shù)據(jù)線地址線控制線外部信號(hào)/輸出線典型的并行接口電路有8255、81552、串行接口、串行接口 計(jì)算機(jī)與外設(shè)的數(shù)據(jù)交換一位一位地順序傳送，只占

9、用一條傳輸線，它可由兩種方式來實(shí)現(xiàn)：一種是將8位通道中的一位依靠軟件來實(shí)現(xiàn)串行數(shù)據(jù)傳送(如圖中的D0-D7中的某一位,按一定的時(shí)間間隔來把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成序列脈沖的形式)；另一種是通過專用的通訊接口， 將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)。典型的串行接口電路有8251。D0D0D1D1D6D6D7D7RDYSTB8位數(shù)據(jù)線發(fā)送方接收方并行傳送方式1 1 001 0 1001010110發(fā)送方接收方圖5-4串行傳送方式3、脈沖/計(jì)數(shù)器（定時(shí)器）接口 實(shí)現(xiàn)對(duì)外部事件的計(jì)數(shù)或要求對(duì)時(shí)間進(jìn)行精確定時(shí)-計(jì)數(shù)/定時(shí)器。計(jì)數(shù)由外部脈沖信號(hào)提供,當(dāng)達(dá)到設(shè)定的計(jì)數(shù)值時(shí),輸出一個(gè)電平信號(hào),告知外部設(shè)備已經(jīng)計(jì)滿。 定時(shí)可由計(jì)算機(jī)內(nèi)部

10、或外部提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的定時(shí)時(shí)間后,輸出一個(gè)電平信號(hào),告知外部設(shè)備已經(jīng)到時(shí)。 典型的串行接口電路有8251。4、A/D（模（模/數(shù)）、數(shù)）、D/A （ 數(shù)數(shù)/模）轉(zhuǎn)換器模）轉(zhuǎn)換器 在工業(yè)過程控制中，經(jīng)常要對(duì)溫度、壓力、流量、濃度及位移等物理量進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制。通常，先用傳感器測量這些物理量，得到與之相應(yīng)的模擬電流或模擬電壓，再通過A/D轉(zhuǎn)換器(ADC)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，送入數(shù)字計(jì)算機(jī)處理。計(jì)算機(jī)處理后的結(jié)果是數(shù)字量，若用它去控制外部模擬量執(zhí)行機(jī)構(gòu)，則需通過D/A轉(zhuǎn)換器(DAC)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬信號(hào)，去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。5、專用接口：、專用接口：不可編程，專用于一個(gè)目的的接口

11、電路；6、 通用接口：通用接口：可編程，通過編程可以實(shí)現(xiàn)多種功能和目的的接口電路；5.1.5 5.1.5 微機(jī)外設(shè)對(duì)接口的要求：微機(jī)外設(shè)對(duì)接口的要求：1、速度2、數(shù)據(jù)位數(shù)3、是否可編程，通用還是專用5.1.6 5.1.6 接口需滿足的功能：接口需滿足的功能：1、選址功能:實(shí)現(xiàn)地址唯一性的要求；2、數(shù)據(jù)傳輸功能:實(shí)現(xiàn)CPU與接口之間的數(shù)據(jù)交換；3、傳送命令的功能:實(shí)現(xiàn)CPU與向接口發(fā)出命令和接口工作狀態(tài)傳送到CPU；5.2 I/O5.2 I/O端口的編址端口的編址( (重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容) ) I/OI/O端口編址方式有兩種：端口編址方式有兩種：I/OI/O端口與內(nèi)存單元統(tǒng)一端口與內(nèi)存單元統(tǒng)一編址

12、和編址和 I/OI/O端口與內(nèi)存單元獨(dú)立編址。端口與內(nèi)存單元獨(dú)立編址。5.2.1 I/O5.2.1 I/O端口與內(nèi)存單元統(tǒng)一編址端口與內(nèi)存單元統(tǒng)一編址 I/OI/O端口按照存儲(chǔ)單元的編址方法統(tǒng)一編排地址號(hào)，端口按照存儲(chǔ)單元的編址方法統(tǒng)一編排地址號(hào)，I/OI/O端口地址和存儲(chǔ)單元地址共同構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的地址端口地址和存儲(chǔ)單元地址共同構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的地址空間。例如，對(duì)于一個(gè)有空間。例如，對(duì)于一個(gè)有1616根地址線的微機(jī)系統(tǒng)，若采根地址線的微機(jī)系統(tǒng)，若采用統(tǒng)一編址方式，其地址空間的結(jié)構(gòu)如圖用統(tǒng)一編址方式，其地址空間的結(jié)構(gòu)如圖5.55.5所示。所示。 圖5.5 I/O端口與內(nèi)存單元統(tǒng)一編址整個(gè)地址空間存儲(chǔ)

13、器I/O 0000HXXXXHFFFFH(XXXX+1)HI/O端口 采用統(tǒng)一編址方式下，CPUCPU對(duì)對(duì)I/OI/O端口的輸入端口的輸入/ /輸出輸出操作如同對(duì)存儲(chǔ)單元的讀操作如同對(duì)存儲(chǔ)單元的讀/ /寫操作一樣，所有訪問內(nèi)存寫操作一樣，所有訪問內(nèi)存的指令同樣都可用于訪問的指令同樣都可用于訪問I/OI/O端口，因此無需專門的端口，因此無需專門的I/OI/O指令，從而簡化了指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；指令，從而簡化了指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；同時(shí)，對(duì)存儲(chǔ)器的各種尋址方式也同樣適用于對(duì)I/O端口的訪問，給使用者提供了很大的方便。但由于I/O端口占用了一部分存儲(chǔ)器地址空間，因而相對(duì)減少了內(nèi)存的地址可用范圍。 在這種編址方

14、式中，建立了兩個(gè)地址空間，在這種編址方式中，建立了兩個(gè)地址空間，一個(gè)一個(gè)為內(nèi)存地址空間，一個(gè)為為內(nèi)存地址空間，一個(gè)為I/OI/O地址空間。內(nèi)存地址空間地址空間。內(nèi)存地址空間和和I/OI/O地址空間是相互獨(dú)立的，通過控制線地址空間是相互獨(dú)立的，通過控制線M/M/IOIO來確來確定定CPUCPU到底要訪問內(nèi)存還是到底要訪問內(nèi)存還是I/OI/O端口。端口。5.2.2 I/O5.2.2 I/O端口與內(nèi)存單元獨(dú)立編址端口與內(nèi)存單元獨(dú)立編址( (重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容) ) 這種編址要求這種編址要求CPUCPU與與I/OI/O端口之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，端口之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，使用專用的輸入指令使用專用的輸入指令I(lǐng)

15、N AIN A，PORTPORT和輸出指令和輸出指令OUT OUT PORTPORT，A A。 在8086/8088系統(tǒng)中，共有20根地址線對(duì)內(nèi)存尋址，內(nèi)存的地址范圍是00000HFFFFFH；用地址總線用地址總線的的低低1616位位對(duì)對(duì)I/OI/O端口尋址，所以端口尋址，所以I/OI/O端口的地址范圍是端口的地址范圍是0000H0000HFFFFHFFFFH，如圖5.6所示。00000HFFFFFH存儲(chǔ)器I/OFFFFH0000H80868086微機(jī)系統(tǒng)采用獨(dú)立編址方式微機(jī)系統(tǒng)采用獨(dú)立編址方式圖5.6I/O端口與內(nèi)存單元獨(dú)立編址 00000HFFFFFH存儲(chǔ)器I/OFFFFH0000H采用獨(dú)

16、立編址方式下，采用獨(dú)立編址方式下，存儲(chǔ)器地址與存儲(chǔ)器地址與I/OI/O可以重疊可以重疊, ,由由M/M/IOIO信號(hào)區(qū)別是訪問的那個(gè)地址。信號(hào)區(qū)別是訪問的那個(gè)地址。CPUCPU在訪問內(nèi)存和外設(shè)時(shí)，在訪問內(nèi)存和外設(shè)時(shí)，M/M/IOIO信號(hào)為信號(hào)為1 1時(shí)，表示地址時(shí)，表示地址總線上的地址是一個(gè)內(nèi)存地址；為總線上的地址是一個(gè)內(nèi)存地址；為0 0時(shí)，則表示地址總時(shí)，則表示地址總線上的地址是一個(gè)線上的地址是一個(gè)I/OI/O端口地址。端口地址。 I/O地址與內(nèi)存地址的區(qū)分方法（地址與內(nèi)存地址的區(qū)分方法（重要概念）重要概念） 微機(jī)系統(tǒng)微機(jī)系統(tǒng)常用的常用的I/OI/O接口電路都被設(shè)計(jì)成通用的接口電路都被設(shè)計(jì)成

17、通用的I/OI/O接口芯片接口芯片，都有一個(gè)，都有一個(gè)片選信號(hào)線，片選信號(hào)線，如果片內(nèi)有若干可尋如果片內(nèi)有若干可尋址的端口，則還需有地址線址的端口，則還需有地址線用于片內(nèi)端口尋址的地址線。用于片內(nèi)端口尋址的地址線。5.2.3 I/O5.2.3 I/O端口的地址譯端口的地址譯碼碼 I/OI/O端口地址譯碼的常見設(shè)計(jì)方法是用端口地址譯碼的常見設(shè)計(jì)方法是用74LS13874LS138譯碼譯碼器實(shí)現(xiàn)地址譯碼，器實(shí)現(xiàn)地址譯碼，將地址總線低位直接連到將地址總線低位直接連到I/OI/O接口芯接口芯片的相應(yīng)地址引腳，實(shí)現(xiàn)片內(nèi)尋址，即選中片內(nèi)的端口片的相應(yīng)地址引腳，實(shí)現(xiàn)片內(nèi)尋址，即選中片內(nèi)的端口，這樣可以使片內(nèi)

18、端口地址號(hào)連續(xù)；這樣可以使片內(nèi)端口地址號(hào)連續(xù)；而將地址總線高位接而將地址總線高位接譯碼器的控制端譯碼器的控制端，實(shí)現(xiàn)地址的唯一性要求。，實(shí)現(xiàn)地址的唯一性要求。 5.3 CPU5.3 CPU與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送方式與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送方式1. 1. 無條件傳送無條件傳送 無條件傳送是一種最簡單的輸入/輸出控制方法，用于控制CPU與低速I/O接口之間的信息交換，例如，開關(guān)、繼電器和速度、溫度、壓力、流量等變送器(即A/D轉(zhuǎn)換器)。由于這些信號(hào)變化很緩慢，當(dāng)需要由于這些信號(hào)變化很緩慢，當(dāng)需要采集這些數(shù)據(jù)時(shí)，外部設(shè)備已經(jīng)把數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒，采集這些數(shù)據(jù)時(shí)，外部設(shè)備已經(jīng)把數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒，無需檢查端口的狀態(tài)，就可以

19、立即采集數(shù)據(jù)。無需檢查端口的狀態(tài)，就可以立即采集數(shù)據(jù)。5.3.1 5.3.1 程序控制方式程序控制方式無條件傳送：輸入輸出接口編程無條件傳送：輸入輸出接口編程N(yùn)EXT:NEXT:MOV DX,MOV DX,8000H8000H；DXDX指向數(shù)據(jù)端口指向數(shù)據(jù)端口IN AL,DXIN AL,DX；從輸入端口讀開關(guān)狀態(tài)；從輸入端口讀開關(guān)狀態(tài)NOT ALNOT AL；反相；反相OUT DX,ALOUT DX,AL ；送輸出端口顯示；送輸出端口顯示CALL DEALYCALL DEALY；調(diào)子程序延時(shí)；調(diào)子程序延時(shí)JMP NEXTJMP NEXT；重復(fù)；重復(fù)有條件傳送方式又稱為程序查詢方式。這種傳送方式

20、有條件傳送方式又稱為程序查詢方式。這種傳送方式在接口電路中，除具有數(shù)據(jù)緩沖器或數(shù)據(jù)鎖存器外，在接口電路中，除具有數(shù)據(jù)緩沖器或數(shù)據(jù)鎖存器外，還應(yīng)還應(yīng)具有外設(shè)狀態(tài)標(biāo)志位，用來反映外部設(shè)備數(shù)據(jù)的具有外設(shè)狀態(tài)標(biāo)志位，用來反映外部設(shè)備數(shù)據(jù)的情況情況。比如，在輸出時(shí)，若數(shù)據(jù)已準(zhǔn)備好，則將該標(biāo)。比如，在輸出時(shí)，若數(shù)據(jù)已準(zhǔn)備好，則將該標(biāo)志位置位；輸入時(shí)，若數(shù)據(jù)已空志位置位；輸入時(shí)，若數(shù)據(jù)已空( (數(shù)據(jù)已被取走數(shù)據(jù)已被取走) )，則，則將標(biāo)志位置位。將標(biāo)志位置位。在接口電路中，狀態(tài)寄存器也占用端在接口電路中，狀態(tài)寄存器也占用端口地址號(hào)。口地址號(hào)。2. 2. 有條件（查詢）傳送有條件（查詢）傳送有條件傳送的優(yōu)點(diǎn)是

21、：有條件傳送的優(yōu)點(diǎn)是：能較好地協(xié)調(diào)外設(shè)與能較好地協(xié)調(diào)外設(shè)與CPUCPU之間的之間的定時(shí)關(guān)系；缺點(diǎn)是：定時(shí)關(guān)系；缺點(diǎn)是：CPUCPU需要不斷查詢標(biāo)志位的狀態(tài)，需要不斷查詢標(biāo)志位的狀態(tài)，這將占用這將占用CPUCPU較多的時(shí)間。為克服這一缺點(diǎn)，較多的時(shí)間。為克服這一缺點(diǎn)，可以采用可以采用中斷控制方式。中斷控制方式。有條件有條件(查詢查詢)傳送的兩個(gè)環(huán)節(jié)傳送的兩個(gè)環(huán)節(jié) 查詢環(huán)節(jié)查詢環(huán)節(jié)尋址狀態(tài)口尋址狀態(tài)口讀取狀態(tài)寄存器的標(biāo)志位讀取狀態(tài)寄存器的標(biāo)志位若不就緒就繼續(xù)查詢，直至就緒若不就緒就繼續(xù)查詢，直至就緒 傳送環(huán)節(jié)傳送環(huán)節(jié)尋址數(shù)據(jù)口尋址數(shù)據(jù)口是輸入，通過輸入指令從數(shù)據(jù)端是輸入，通過輸入指令從數(shù)據(jù)端口讀入

22、數(shù)據(jù)口讀入數(shù)據(jù)是輸出，通過輸出指令向數(shù)據(jù)端是輸出，通過輸出指令向數(shù)據(jù)端口輸出數(shù)據(jù)口輸出數(shù)據(jù)輸入狀態(tài)輸入狀態(tài)就緒？就緒？數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)交換YN查詢輸入接口例程查詢輸入接口例程 MOV DXMOV DX，S_PORT S_PORT ；DXDX指向狀態(tài)端口指向狀態(tài)端口STA: IN ALSTA: IN AL，DX DX ；讀狀態(tài)端口；讀狀態(tài)端口 TEST ALTEST AL，80H80H ；測試標(biāo)志位；測試標(biāo)志位D7D7 JZ STA JZ STA ；D7D70,0,未就緒未就緒, ,繼續(xù)查詢繼續(xù)查詢 MOV DXMOV DX，D_PORT D_PORT ；D7D71,1,就緒就緒,DX,DX指向數(shù)據(jù)

23、端口指向數(shù)據(jù)端口 IN ALIN AL，DX DX ；從數(shù)據(jù)端口輸入數(shù)據(jù)；從數(shù)據(jù)端口輸入數(shù)據(jù)查詢輸出接口例程查詢輸出接口例程 MOV DX MOV DX，S_PORT S_PORT ；DXDX指向狀態(tài)端口指向狀態(tài)端口STA: IN ALSTA: IN AL，DXDX ；讀取狀態(tài)端口的狀態(tài)數(shù)據(jù)；讀取狀態(tài)端口的狀態(tài)數(shù)據(jù) TEST ALTEST AL，80H80H ；測試標(biāo)志位；測試標(biāo)志位D7D7 JNZ STA JNZ STA ；D7D71,1,未就緒未就緒, ,繼續(xù)查詢繼續(xù)查詢 MOV DXMOV DX，D_PORT D_PORT ；D7D70,0,就緒就緒,DX,DX指向數(shù)據(jù)端口指向數(shù)據(jù)端口

24、MOV ALMOV AL，BUF BUF ；變量；變量bufbuf送送ALAL OUT DXOUT DX，ALAL ；將數(shù)據(jù)輸出給數(shù)據(jù)端口；將數(shù)據(jù)輸出給數(shù)據(jù)端口 有條件和無條件傳送都難以滿足實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)對(duì)有條件和無條件傳送都難以滿足實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)對(duì)I/OI/O工作的要求。因?yàn)樵诓樵兎绞街?，工作的要求。因?yàn)樵诓樵兎绞街?，CPUCPU處于主動(dòng)地處于主動(dòng)地位，外設(shè)接口處于消極被查詢的被動(dòng)地位位，外設(shè)接口處于消極被查詢的被動(dòng)地位。3 3 、中斷控制方式、中斷控制方式( (重點(diǎn)內(nèi)容重點(diǎn)內(nèi)容) ) 而在一般實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，外設(shè)要求而在一般實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中，外設(shè)要求CPUCPU為它服務(wù)為它服務(wù)是隨機(jī)的，而且外設(shè)

25、可有幾個(gè)甚至幾十個(gè)，若采用查是隨機(jī)的，而且外設(shè)可有幾個(gè)甚至幾十個(gè)，若采用查詢方式工作，很難實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中每一個(gè)外設(shè)都工作在最詢方式工作，很難實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中每一個(gè)外設(shè)都工作在最佳工作狀態(tài)。佳工作狀態(tài)。中斷是指：中斷是指：如果外部如果外部某一個(gè)接口或設(shè)備有某一個(gè)接口或設(shè)備有緊急的事務(wù)要求緊急的事務(wù)要求CPUCPU暫暫時(shí)中止處理當(dāng)前的事時(shí)中止處理當(dāng)前的事務(wù)，它就可以立刻向務(wù)，它就可以立刻向CPUCPU發(fā)出中斷請求，發(fā)出中斷請求，CPUCPU而轉(zhuǎn)去執(zhí)行優(yōu)先的而轉(zhuǎn)去執(zhí)行優(yōu)先的中斷服務(wù)程序，等處中斷服務(wù)程序，等處理完這個(gè)緊急事務(wù)后理完這個(gè)緊急事務(wù)后CPUCPU再回到剛才被打斷再回到剛才被打斷的位置繼續(xù)順序執(zhí)行。的

26、位置繼續(xù)順序執(zhí)行。斷點(diǎn)斷點(diǎn)主程序主程序中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序中斷請求中斷請求對(duì)中斷對(duì)中斷進(jìn)行處理進(jìn)行處理繼續(xù)執(zhí)行繼續(xù)執(zhí)行返回?cái)帱c(diǎn)返回?cái)帱c(diǎn)中斷的特點(diǎn)：中斷的特點(diǎn)：1 1）中斷傳送是一種效率更高的程序傳送方式）中斷傳送是一種效率更高的程序傳送方式2 2）進(jìn)行傳送的中斷服務(wù)程序是預(yù)先設(shè)計(jì)好的）進(jìn)行傳送的中斷服務(wù)程序是預(yù)先設(shè)計(jì)好的3 3）中斷請求是外設(shè)隨機(jī)向）中斷請求是外設(shè)隨機(jī)向CPUCPU提出的提出的4 4）CPUCPU對(duì)請求的檢測是有規(guī)律的：一般是在每條指對(duì)請求的檢測是有規(guī)律的：一般是在每條指令的最后一個(gè)時(shí)鐘周期采樣中斷請求輸入引腳令的最后一個(gè)時(shí)鐘周期采樣中斷請求輸入引腳5）在一個(gè)具有多個(gè)外設(shè)的系統(tǒng)中，在同一時(shí)刻就）在一個(gè)具有多個(gè)外設(shè)的系統(tǒng)中，在同一時(shí)刻就往往不止一個(gè)外設(shè)提出中斷請求時(shí)，有往往不止一個(gè)外設(shè)提出中斷請求時(shí)，有中斷優(yōu)先權(quán)中斷優(yōu)先權(quán)管理和中斷嵌套等問題。管理和中斷嵌套等問題。本課主要論述中斷在輸入和輸出方面的應(yīng)用本課主要論述中斷在輸入和輸出方面的應(yīng)用5.3.2 5.3.2 直接存儲(chǔ)器存取直接存儲(chǔ)器存取(DMA)(DMA)控制