數(shù)字量的輸入輸出控制方式

1、典型的數(shù)字量輸入典型的數(shù)字量輸入/輸出接口電路輸出接口電路CPU對數(shù)字量輸入對數(shù)字量輸入/輸出的控制方式輸出的控制方式一、典型的數(shù)字量輸入一、典型的數(shù)字量輸入/ /輸出接口輸出接口電路電路 外部設(shè)備與外部設(shè)備與CPUCPU交換信息必須通過輸入交換信息必須通過輸入/ /輸出接口電路。輸入輸出接口電路。輸入/ /輸出的信息有數(shù)據(jù)、輸出的信息有數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制三類不同的信息，為了區(qū)別不狀態(tài)和控制三類不同的信息，為了區(qū)別不同類型的信息需設(shè)置不同的端口。同類型的信息需設(shè)置不同的端口。 一個典型的數(shù)字量輸入一個典型的數(shù)字量輸入/ /輸出接口輸出接口電路必須包括數(shù)據(jù)端口、狀態(tài)端口和控電路必須包括數(shù)據(jù)端口、狀

2、態(tài)端口和控制端口。制端口。數(shù)據(jù)狀態(tài)控制DBABCB譯碼器CPU數(shù)據(jù)端口狀態(tài)端口控制端口輸入/輸出 設(shè)備典型的數(shù)字量輸入典型的數(shù)字量輸入/輸出接口電路輸出接口電路選擇某個外設(shè)選擇某個外設(shè)選通不同端口選通不同端口決定信息讀寫決定信息讀寫二、二、CPUCPU對數(shù)字量輸入對數(shù)字量輸入/ /輸出的控制方式輸出的控制方式 同步傳遞方式、查詢傳遞方式、中斷控制方式和同步傳遞方式、查詢傳遞方式、中斷控制方式和直接存儲器訪問方式直接存儲器訪問方式（1）同步傳遞方式（無條件程序控制方式）同步傳遞方式（無條件程序控制方式） 這種控制方式只適合于這種控制方式只適合于CPU與比較簡單而且其與比較簡單而且其數(shù)據(jù)狀態(tài)變化速

3、度緩慢或變化速度是固定的外設(shè)交換數(shù)據(jù)狀態(tài)變化速度緩慢或變化速度是固定的外設(shè)交換信息時采用。如：信息時采用。如：7段碼顯示、開關(guān)、隔離開關(guān)、斷段碼顯示、開關(guān)、隔離開關(guān)、斷路器、繼電器、發(fā)光二極管等。路器、繼電器、發(fā)光二極管等。 CPU CPU與外設(shè)傳送數(shù)據(jù)時必須保證同與外設(shè)傳送數(shù)據(jù)時必須保證同步，即執(zhí)行輸入命令時，外設(shè)一定是準步，即執(zhí)行輸入命令時，外設(shè)一定是準備好的，執(zhí)行輸出操作時，外設(shè)一定是備好的，執(zhí)行輸出操作時，外設(shè)一定是空的?？盏?。地址譯碼器三態(tài)緩沖器 數(shù)據(jù)來自外設(shè)數(shù)據(jù)總線地址總線port1 RDCPU0 00 00 0同步傳遞輸入方式同步傳遞輸入方式來自CPUWDport2 地址總線數(shù)據(jù)

4、總線 數(shù)據(jù)到外設(shè)CE鎖存器 地址譯碼器同步傳遞輸出方式同步傳遞輸出方式（2 2）查詢傳遞方式（條件傳遞方式）查詢傳遞方式（條件傳遞方式） 一些數(shù)據(jù)變化不規(guī)則的外設(shè)，如果一些數(shù)據(jù)變化不規(guī)則的外設(shè)，如果傳送數(shù)據(jù)時，傳送數(shù)據(jù)時，CPUCPU不與外設(shè)同步，則傳送不與外設(shè)同步，則傳送數(shù)據(jù)便要出錯，為此采用查詢傳送方數(shù)據(jù)便要出錯，為此采用查詢傳送方式。查詢傳送方式能使式。查詢傳送方式能使CPUCPU能與各種速度能與各種速度的外設(shè)配合工作。的外設(shè)配合工作。 查詢的優(yōu)點：在簡化硬件接口的情況查詢的優(yōu)點：在簡化硬件接口的情況下，傳送數(shù)據(jù)更加準確，控制程序容易下，傳送數(shù)據(jù)更加準確，控制程序容易編制。編制。 缺點：

5、缺點：CPUCPU需要不斷的查詢外設(shè)的狀需要不斷的查詢外設(shè)的狀態(tài)，占用了態(tài)，占用了CPU CPU 的工作空間。的工作空間。適用于適用于CPUCPU與單個或較少外設(shè)交換信息。與單個或較少外設(shè)交換信息。三態(tài)緩沖器1 輸入設(shè)備 三態(tài)緩沖器2 地址譯碼 RDRDport1 port2 CPU之?dāng)?shù)據(jù)總線DB DB0 地址總線 AB 查詢式輸入接口電路查詢式輸入接口電路輸入狀態(tài)信息準備好？輸入數(shù)據(jù)D0狀態(tài)端口port2 狀態(tài)端口port1 ready 8位數(shù)據(jù)ready=1，外設(shè)準備好 ATEST查詢式輸入程序流圖查詢式輸入程序流圖去地址總線DB0DB 輸出設(shè)備 鎖存器 數(shù)據(jù)總線WDoutport inp

6、ort RD譯碼器 地址總線 AB 三態(tài)緩沖器 數(shù)據(jù)busy 查詢式輸出接口電路查詢式輸出接口電路busy=1，外設(shè)忙 busy=0,外設(shè)已空輸出數(shù)據(jù)讀狀態(tài)端口busy D0D7 busy？ 準備輸出數(shù)據(jù)AWAIT PO 查詢式輸出程序流圖查詢式輸出程序流圖（3 3）中斷控制方式）中斷控制方式 能提高能提高CPUCPU工作效率和及時處理工作效率和及時處理外設(shè)的請求，可與多個外設(shè)同時工外設(shè)的請求，可與多個外設(shè)同時工作。作。 中斷：指中斷：指CPUCPU暫時中止其正在執(zhí)行的暫時中止其正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)至執(zhí)行請求中斷的某個外部設(shè)程序，轉(zhuǎn)至執(zhí)行請求中斷的某個外部設(shè)備或事件的服務(wù)、程序，待處理完畢后備或

7、事件的服務(wù)、程序，待處理完畢后再返回原來中止的程序順序進行（程序再返回原來中止的程序順序進行（程序在執(zhí)行過程中由于外界的原因而中間打在執(zhí)行過程中由于外界的原因而中間打斷的情況）稱中斷。斷的情況）稱中斷。現(xiàn)行程序現(xiàn)行程序中斷服務(wù)中斷服務(wù)程序程序繼續(xù)執(zhí)行繼續(xù)執(zhí)行中斷示意圖中斷示意圖 當(dāng)當(dāng)CPUCPU需要與外設(shè)交換信息時，需要與外設(shè)交換信息時，若外設(shè)要輸入若外設(shè)要輸入CPUCPU的數(shù)據(jù)已準備的數(shù)據(jù)已準備好，存放于寄存器中，或在輸出好，存放于寄存器中，或在輸出時，若外設(shè)已把數(shù)據(jù)取走，即輸時，若外設(shè)已把數(shù)據(jù)取走，即輸出寄存器已空，則由外設(shè)向出寄存器已空，則由外設(shè)向CPUCPU發(fā)出中斷請求，發(fā)出中斷請求，

8、CPUCPU接到外設(shè)的接到外設(shè)的申請后，若沒有更重要的處理，申請后，若沒有更重要的處理，CPUCPU就暫停當(dāng)前執(zhí)行的程序（即就暫停當(dāng)前執(zhí)行的程序（即實現(xiàn)中斷），轉(zhuǎn)去執(zhí)行輸入或輸實現(xiàn)中斷），轉(zhuǎn)去執(zhí)行輸入或輸出操作（稱中斷服務(wù)），待輸入出操作（稱中斷服務(wù)），待輸入或輸出操作完成后即返回，或輸出操作完成后即返回，CPUCPU再繼續(xù)執(zhí)行原來的程序。再繼續(xù)執(zhí)行原來的程序。（4 4）直接存儲器訪問方式）直接存儲器訪問方式 外設(shè)與內(nèi)存之間，外設(shè)與外設(shè)之間外設(shè)與內(nèi)存之間，外設(shè)與外設(shè)之間進行數(shù)據(jù)傳送時，要經(jīng)過進行數(shù)據(jù)傳送時，要經(jīng)過CPUCPU中轉(zhuǎn)，這對中轉(zhuǎn)，這對高速外設(shè)（如磁盤）在進行大批量數(shù)據(jù)高速外設(shè)（如磁盤）在進行大批量數(shù)據(jù)傳送時，會造成中斷次數(shù)過于頻繁，這傳送時，會造成中斷次數(shù)過于頻繁，這不僅影響速度而且耗費大量不僅影響速度而且耗費大量CPUCPU的時間，的時間，故采用直接存儲器訪問方式。故采用直接存儲器訪問方式。 由由DMADMA來實現(xiàn)內(nèi)存與外設(shè)，或外設(shè)與來實現(xiàn)內(nèi)存與外設(shè)，或外設(shè)與外設(shè)之間的直接快速傳送，減輕了外設(shè)之間的直接快速傳送，減輕了CPUCPU的的負擔(dān)。負擔(dān)。 上述的四種控制方式在一個微機系上述的四種控