數(shù)字量輸入輸出控制方式

1、數(shù)字量的輸入輸出控制方式數(shù)字量的輸入輸出控制方式一、典型的數(shù)字量輸入/輸出接口電路二、CPU對數(shù)字量輸入/輸出的控制方式 外部設(shè)備與CPU交換信息必須通過輸入/輸出接口電路。為了區(qū)別不同類型的信息需設(shè)置不同的端口。 因此一個典型的數(shù)字量輸入/輸出接口電路必須包括數(shù)據(jù)端口、狀態(tài)端口和控制端口,如圖2-27所示。一、典型的數(shù)字量輸入/輸出接口電路數(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I/O接口的作用實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)電平的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)CPU和不同外設(shè)的速度匹配一、典型的數(shù)字量輸入/輸出接口電路數(shù)據(jù)信息狀態(tài)信息控制信息一、典型的數(shù)字量輸入/輸出接口電路輸入輸出信息傳

2、送方式串行傳送方式并行傳送方式一、典型的數(shù)字量輸入/輸出接口電路所謂并行傳送方式，是以字節(jié)或字為單位同時進行傳送。所謂串行傳送方式，是將要傳送的數(shù)據(jù)的字節(jié)拆開，然后以位為單位，一位一位地進行傳送。二、CPU對數(shù)字量輸入/輸出的控制方式同步傳遞方式控制方式查詢傳遞方式中斷控制方式DMA傳送方式1、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CPU與比較簡單而且其數(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：7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。CPU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(zhǔn)備好的，執(zhí)行輸出操作時，外設(shè)一定是空的。

3、二、CPU對數(shù)字量輸入/輸出的控制方式地址譯碼器三態(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來自CPUWDport2 地址總線數(shù)據(jù)總線 數(shù)據(jù)到外設(shè)CE鎖存器 地址譯碼器同步傳遞輸入方式同步傳遞輸出方式二、CPU對數(shù)字量輸入/輸出的控制方式2、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)，如果傳送數(shù)據(jù)時，CPU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式。查詢傳送方式能使CPU能與各種速度的外設(shè)配合工作。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(zhǔn)確，控制程序容易編制。缺點：CPU需要不斷的查詢外設(shè)的狀態(tài)，占用了CPU 的工作空間。

4、適用于CPU與單個或較少外設(shè)交換信息二、CPU對數(shù)字量輸入/輸出的控制方式三態(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 輸入狀態(tài)信息準(zhǔn)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(zhǔn)備好 ATEST查詢式輸入接口電路查詢式輸入程序流圖二、CPU對數(shù)字量輸入/輸出的控制方式3、中斷控制方式 能提高CPU工作效率和及時處理外設(shè)的請求，可與多個外設(shè)同時工作。 中斷：指CPU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)備或事件的服務(wù)、程序，待處理完畢后再返回原來

5、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斷的情況）稱中斷。二、CPU對數(shù)字量輸入/輸出的控制方式 當(dāng)CPU需要與外設(shè)交換信息時，若外設(shè)要輸入CPU的數(shù)據(jù)已準(zhǔn)備好，存放于寄存器中，或在輸出時，若外設(shè)已把數(shù)據(jù)取走，即輸出寄存器已空，則由外設(shè)向CPU發(fā)出中斷請求，CPU接到外設(shè)的申請后，若沒有更重要的處理，CPU就暫停當(dāng)前執(zhí)行的程序（即實現(xiàn)中斷），轉(zhuǎn)去執(zhí)行輸入或輸出操作（稱中斷服務(wù)），待輸入或輸出操作完成后即返回，CPU再繼續(xù)執(zhí)行原來的程序。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二、CPU對數(shù)字量輸入/輸出的控制方式4、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)之間進行數(shù)據(jù)傳送時，要經(jīng)過CPU中轉(zhuǎn)，這對高速外設(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，這不僅影響速度而且耗費大量CPU的時間，故采用直接存儲器訪問方式。由DMA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CPU的負擔(dān)。二、CPU對數(shù)字量輸入/輸出的控制方式 上述的四種控制方式在一