微機接口技術第3章IO端口地址譯碼技術課件

第3章IO端口地址譯碼技術

3.1I/O地址空間和存儲器地址空間一樣，IO地址空間也是一片連續(xù)的地址單元。地址單元可以被任何外設使用，但不可以地址沖突。和存儲單元一樣，都是以數據字節(jié)來組織的。內存內存接口CPU系統(tǒng)總線：地址總線XA19-0，數據總線XD7-0，控制總線/XIOR……智能儀器接口通信接口過程控制接口輸入接口輸出接口外存接口數字化存儲示

波器，數字化

萬用表終端

調制解調器

TTY電傳機A/D轉換器

開關量輸入

D/A轉換器

開關量輸出鍵盤數字化儀

光筆圖形輸入

聲音輸入

掃描儀點陣打印CRT顯示

激光打印液晶顯示

噴墨打印繪圖儀

X-Y記錄儀硬盤軟盤

光盤磁帶系統(tǒng)總線接口二。IO端口地址編碼方式1、統(tǒng)一編址方式端口地址與存儲器地址統(tǒng)一編址譯

碼

器CPUAB去存儲器芯片去I/O接口芯片Y０---iYi+1---j優(yōu)點：指令豐富，電路簡單。缺點：外設占用存儲器空間，內存容量減小。內存譯

碼

器8088CPU（最大模式）系統(tǒng)總線AB去存儲器去I/O接口/Y0-i/Y0-j接口譯

碼

器/XMENR/XMEMW/XIOR/XIOW注：最大模式下系統(tǒng)的控制總線來源于總線控制器8288和DMA總線仲裁邏輯2、獨立編址方式1.IO地址寬度

IO地址在00H－0FFH，稱為8位地址寬度；

IO地址在0100H－FFFFH，稱為16位地址寬度說明：不論IO地址寬度是8位，還是16位，都可以用DX間接尋址；只有IO地址是8位寬度才能直接尋址。2.IO數據寬度當一次傳輸1個端口數據，即8位數據時，用AL累加器當一次傳輸連續(xù)2個端口數據，即16位時，用AX累加器

3.3IO端口地址分配一。IO接口硬件分類系統(tǒng)板（主板）上的IO芯片（如定時器，并口等等）

IO擴展槽上的接口控制卡（聲卡、網卡、軟驅卡、顯卡）二。IO端口地址分配參看表3.1表3.2

三。IO端口地址選用的原則被系統(tǒng)配置已經占用的不可用計算機廠家聲明保留的地址不要使用一般IBM實驗卡用300H-31FH。3.4I/O端口地址譯碼一。IO地址譯碼電路工作原理及作用輸入信號：地址信號，控制信號輸出信號：“選中”信號。原理：譯碼器根據地址和控制信號，產生選中信號。不同的地址控制組合，最多只可能使一根“選中”信號有效，該有效的選中信號用于打開它所連接的IO接口芯片的數據線與系統(tǒng)線的通路總開關。地址譯碼器地址信號控制信號“選中”信號在這一段時間，3個控制信號沒有同時有效，譯碼器“選中”信號線輸出全部無效000000000000111111111111控制信號有效時，地址000時，僅/IOY0有效。其余選中線全無效

二。I/O端口地址譯碼方法：1.簡單接口芯片，只含有一個端口，內部不帶帶譯碼器，譯碼器設計原則：由“IO地址”信號和“IO讀/寫”控制信號的不同組合實現(xiàn)?？刂菩酒瑑燃拇嫫鞯娜肟诨虺隹陂_關。T1T2T3、TWT40026H號IO端口地址來自CPU內AL中的數據向IO端口寫數據時（OUT0026H，AL）系統(tǒng)總線時序（假設（AL）=22H）CLKXA15-0XREADYXD7-00026H22H外部譯

碼

器1個存儲單元（8bit）8個&&/XIOW/XIORD0-7XA0-15單個端口IO芯片（如373）內部讀寫控制原理圖8個同時控制8個3態(tài)門GOEXD0-7I寫I讀/Y控制線始終保持有效或不帶控制線

二。I/O端口地址譯碼方法：2.多端口芯片（內部帶譯碼器）由地址信號和控制信號的不同組合實現(xiàn)。其原則是：(2).低位地址線直接連接到I/O接口芯片，由內部譯碼器實現(xiàn)選中存儲單元或IO端口。例如：8255內部有四個端口寄存器，則至少要留出2低位地址線用于8255內部尋找寄存器(1).高位地址與CPU的控制信號組合，經外部譯碼電路產生I/O接口芯片的片選信號(/CS)，實現(xiàn)選中芯片（就是打開芯片內部譯碼器）。譯

碼

器1個存儲單元（8bit）8個&&/WR/RDD0-7A0~i存儲器或IO接口芯片內部讀寫控制原理圖(1)/CS接自外部譯碼器“選中”線8個同時控制8個3態(tài)門內部選中線，用于選中1個IO端口/Y0I寫I讀外部譯

碼

器XAi+1~9/YnXA0-i譯

碼

器1個存儲單元（8bit）8個&&WRRDD0-7A0-i/CS8個同時控制8個3態(tài)門內部選中線，用于選中1個IO端口外譯

碼

器/XIOW/XIORXA0-iXAi+1--9多端口芯片與系統(tǒng)總線連接圖XD0-7I寫I讀/Y0/Yn3.5IO端口地址譯碼電路設計1.固定式端口地址譯碼指一旦譯碼電路設計好，接口用到的IO地址不能更改例1某接口的IO端口地址為2F8H，在非DMA期間只讀，為該接口設計譯碼器。分析：輸入信號：XA0－XA9，XIOR，XAEN輸出信號：一根選中信號/Y（因為該譯碼器僅為這一個接口電路服務）輸入輸出邏輯關系：XA9XA8XA7XA6XA5XA4XA3XA2XA1XA0XAEN/XIOR+/Y當XA9-0＝2F8H，/XIOR＝0，XAEN＝0時，/Y=0;否則/Y=1寫出邏輯表達式：參看課本表2.574LS138的邏輯真值表，給出設計如下2.可選式端口地址譯碼例3。根據下圖的可選式地址譯碼電路，分析開關不同狀態(tài)時，輸出選中信號對應的IO地址總結:為單個端口設計譯碼,一般對所有地址線譯碼;為芯片設計外部譯碼器,一般對高位地址譯碼,低位地址讓芯片自己內部譯碼,選內部端口

S0

S1

S2

S3

A74LS138/Y0

B/Y1

C/Y2

/Y3

/Y4

/G2B/Y5

/G2A/Y6

G1/Y7

XA2

XA3

XA4

XA5

/XAEN

A074LS85

A1

A2

A3

B0

B1

B2

B3

Oa=b

Ia=b

Ia<b

Ia>b

Vcc

XA6

XA7

XA8

XA9

分析：假如S0S1合上，S3S2斷開。B3-0＝1100，只有當XA9－6＝1100時，74LS85Oa=b端才輸出1。必須要使74LS138工作，則必須/XAEN＝0，XA5＝0。所以：要/Y0=0,必須XA9-2為

要/Y1=0,必須XA9-2為11000001……方案一：先查PC機硬件說明書，看那些IO地址已經被占用。缺點是麻煩，且非PC機器廠家生產的設備（如擴展接口卡）地址，必須通過查該卡說明書才能了解它占用的IO地址。不可能?。∧阍趺粗滥愕目ū豢蛻粞b在哪臺機器上？客戶計算機上裝了哪些其它廠家的卡，你怎么能預先知道呢？客戶買了你的卡回家能不能用只有靠運氣了！方案二：先查PC機硬件說明書，看哪些IO地址已經被PC機廠家的標準設備占用。再設計一個可選式譯碼器，萬一和其它廠家的設備接口沖突，用跳線開關改變你的IO地址用以避免沖突缺點：麻煩，普通客戶買了你的設備，你要求他回家跳線，對他來說難度太大。在486以前的計算機開發(fā)接口就是這么辦的！！也要靠運氣哦，