微型計(jì)算機(jī)和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸

第6章微型計(jì)算機(jī)和外設(shè)之間的

第6章微型計(jì)算機(jī)和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)

傳輸

■6.1接口及接

口技術(shù)

■6.2I/O端口

的編址方式

■6.3微處理器

與I/O設(shè)備

數(shù)據(jù)傳送的幾

種方式

教學(xué)目的和教學(xué)要求

通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握接口

電路的基本概念、接口電路的主要功能、

兩種I/O端口的編址方式、32位微處理

器采用I/O編址的譯碼、微處理器與I/O

設(shè)備數(shù)據(jù)傳送的查詢式輸入輸出方式以及

中斷方式輸入輸出。

熟悉32位微處理器保護(hù)模式下的1/

0空間，直接存儲(chǔ)器存?。―MA）方式以

-rZT/rx，1口口>L.I、一

本章重點(diǎn)、難點(diǎn)

■1/o端口的編址方式

■CPU與I/O設(shè)備數(shù)據(jù)傳送的查詢式輸

入輸出方式以及中斷方式輸入輸出

難點(diǎn)：

■微處理器與I/O設(shè)備數(shù)據(jù)傳送的幾種

方式

接口及接口技術(shù)

一6.1

6.1.1接口電路的概述

所謂接口就是微處理器與外圍設(shè)備之間的連

接電路，它是兩者之間進(jìn)行信息交換時(shí)的必要

通路，不同的外設(shè)有不同的輸入/輸出接口電

路。例如，鍵盤(pán)輸入有鍵盤(pán)接口電路，CRT顯

示器有顯示器輸出接口電路，打印機(jī)也有打印

輸出接口電路等等。

微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各類接口如圖6-1所示：

圖6?工微型計(jì)算機(jī)各種接口框圖

CPU內(nèi)存電加

智能儀幫

輸入接□

冠盤(pán)、光亳顯示器終端磁盤(pán)機(jī)A/D轉(zhuǎn)搔各種數(shù)字化

化儀

數(shù)

.字打印機(jī)調(diào)制斛磁帶機(jī)D/A轉(zhuǎn)拉

人

聲

“

暮

羹給圖收TTY電傳機(jī)光存儲(chǔ)翳開(kāi)關(guān)至粉人

人

困開(kāi)關(guān)證輸出

圖6-1微型計(jì)篁機(jī)各種接口框圖

■L件么是i/o接口（電路）?

■I/O接口是位于系統(tǒng)與外設(shè)間、用來(lái)

協(xié)助完成數(shù)據(jù)傳送和控制任務(wù)的邏輯

電路

■PC機(jī)系統(tǒng)板的可編程接口芯片、I/O

總線槽的電路板（適配器）都是接口

電路

I/O

CPU.設(shè)備

為什么需要I/O接口（電路）？

■微機(jī)的外部設(shè)備多種多樣

■工作原理、驅(qū)動(dòng)方式、信息格式、以

及工作速度方面彼此差別很大

■它們不能與CPU直接相連

■必須經(jīng)過(guò)中間電路再與系統(tǒng)相連

■這部分電路被稱為I/O接口電路

什么是微機(jī)接口技術(shù)?

■處理微機(jī)系統(tǒng)與外設(shè)間聯(lián)系的技術(shù)

■注意其軟硬結(jié)合的特點(diǎn)

■根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的需要，使用和構(gòu)造相

應(yīng)的接口電路，編制配套的接口程序

,支持和連接有關(guān)的設(shè)備

6.1.2接口電路的主要功能

設(shè)備選擇功能

數(shù)據(jù)緩沖功能

接收和執(zhí)行CPU命令的功能

寄存外設(shè)狀態(tài)的功能

信號(hào)的轉(zhuǎn)換功能

數(shù)據(jù)寬度變換的功能

可編程功能

y6,L3接口技術(shù)的發(fā)展及分類

微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展，基本上是與微

處理器的發(fā)展同步進(jìn)行的。按照接口技術(shù)與接口

隨著微處理器的發(fā)展，可將接口電路分為四類：

■固定式接口電路

■可編程接口電路

■智能接口與通用外圍接口

■功能接口板

定式接口電路

早期的微處理器多采用PMOS工藝，集成

度低，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)均比較簡(jiǎn)單，受

半導(dǎo)體工藝的限制，接口芯片的集成度也不

高，大都采用TTL與MSI工藝，計(jì)算機(jī)接

口由小規(guī)模或中規(guī)模集成電路組合而成，要

改變其功能與工作方式必須改變硬件連線才

能實(shí)現(xiàn)，將這種簡(jiǎn)單接口電路稱之為固定式

接口電路。

L二、可編程接口電路

16位微處理器(例如8086CPU)的出現(xiàn)，

使微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展進(jìn)入了第二代，第二代

微處理器采用了NMOS工藝，集成度明顯提高

,Intel公司推出的與此相適應(yīng)的接口芯片

有中斷控制器8259A,并行I/O接口芯片

8255A,定時(shí)/計(jì)數(shù)器8253/8254,DMA

控制器8237A以及由行通信接口芯片8250等

,這些芯片都是采用NMOS工藝的大規(guī)模集成

(LSI)芯片，而且都是可編程的接口芯片

,用戶可以通過(guò)對(duì)接口芯片的在線編程，方

便靈活地改變接口的工作方式。

三、智能接口與通用外圍接口

Intel公司于1985年首次推出第三代微處理器

80386,1989年又推出X86系列的第四代微處理

器80486,這時(shí)代的芯片大都是采用了NMOS或

CMOS工藝的超大規(guī)模集成（VLSI）芯片。與此相

應(yīng)，也開(kāi)發(fā)出了大批集成度更高的接口器件。這一

時(shí)期接口芯片的顯著特點(diǎn)是應(yīng)用了單片機(jī)作通用接

口，使接口電路智能化。

智能化接口集單片機(jī)技術(shù)與接口技術(shù)于一體，

可直接與外圍設(shè)備相連，它是一種結(jié)構(gòu)與功能接近

于CPU的專用控制器，有獨(dú)立的指令系統(tǒng)，通過(guò)

編寫(xiě)完整的I/O管理程序和預(yù)處理程序，來(lái)實(shí)現(xiàn)

對(duì)許多外設(shè)頻繁的I/O進(jìn)行管理，從而減輕了CPU

管理I/O設(shè)備的負(fù)擔(dān)，大大提高了微機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)

，一、JU-

、功能接口板

由于微型計(jì)算機(jī)使用了各種統(tǒng)一的總線標(biāo)

準(zhǔn)，例如：ISA、PCI.SCSI.USB等各

種總線,因而從電氣特性、機(jī)械特性及通信

協(xié)議等方面都已標(biāo)準(zhǔn)化，開(kāi)發(fā)商已為各種總

線開(kāi)發(fā)出了不同功能的專用接口板，可供用

戶選購(gòu)，例如：PCI總線的ADC和DAC功

能板，PCI的網(wǎng)卡，基于PCI的RS-232串

行通行卡等。

6.2I/O端口的編址方式

端口是接口電路中能被CPU直接訪問(wèn)的寄存

器的地址。由于有的寄存器寄存的二進(jìn)制信息專門(mén)

用來(lái)被CPU讀取，有的寄存器用于專門(mén)接收CPU

發(fā)出來(lái)的數(shù)據(jù)，因此，被CPU訪問(wèn)的寄存器的地

址分為輸入端口和輸出端口，故稱為I/O端口。

微機(jī)給接口電路中的每個(gè)寄存器分配一個(gè)端口

,即給每個(gè)寄存器分配一個(gè)地址，當(dāng)CPU訪問(wèn)這

些寄存器時(shí)，通過(guò)執(zhí)行I/O指令，由I/O指令中

給出的地址就從地址總線上發(fā)出去，經(jīng)接口電路中

的地址舉碼器譯碼后，便可以選中I/O指令中所

指定的寄存器進(jìn)行R/W訪問(wèn)。

6.2.1兩種I/O端口的編址方式

一、統(tǒng)一編址

從內(nèi)存空間劃出一部分地址空間留給1/

0設(shè)備編址，CPU把I/O端口所指的寄存器

當(dāng)作存儲(chǔ)單元進(jìn)行訪問(wèn)，直接用訪問(wèn)內(nèi)存的

指令訪問(wèn)I/O寄存器，這種I/O端口的編址

方式被稱之為統(tǒng)一編址，或稱為存儲(chǔ)器映像

的I/O編址方式。

統(tǒng)一編址優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：不需要設(shè)立專門(mén)的I/O指令，用訪

問(wèn)內(nèi)存的指令就可以訪問(wèn)外設(shè)，指令類型

多，功能齊全，還可以對(duì)端口進(jìn)行算術(shù)運(yùn)

算，邏輯運(yùn)算以及移位操作等。I/O端口

空間不受限制。

缺點(diǎn)：是I/O端口占用了內(nèi)存空間，減少

了內(nèi)存容量。

>專門(mén)的I/O編址方式

接口電路中所有的I/O端口統(tǒng)一編址，

而所有I/O端口建立的地址空間與內(nèi)存地

址空間是兩個(gè)獨(dú)立的地址空間,也常稱這

種方式為獨(dú)立編址方式。

專用1/0編址的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：不占用內(nèi)存空間，使用專門(mén)I/O指

令訪問(wèn)I/O端口，I/O速度快。

缺點(diǎn)：CPU的引腳上必須具有能區(qū)分出訪

問(wèn)內(nèi)存還是訪問(wèn)I/O端口的信號(hào)，作為1/

0接口電路中端口譯碼電路以及存儲(chǔ)器片

選譯碼電路的輸入信號(hào)。

6.2.2保護(hù)模式下的I/O空間

在實(shí)地址模式下，80486CPU采用存

儲(chǔ)器映像I/O編址方式訪問(wèn)I/O端口時(shí)

,I/O端口占有物理地址從。地址開(kāi)始

的1MB存儲(chǔ)空間中的任意地址，在實(shí)模

式下，采用專門(mén)I/O編址方式時(shí)，占用

0地址開(kāi)始的64KBI/0地址空間中任意

地址。

當(dāng)80486CPU運(yùn)行在保護(hù)模式下，用

存儲(chǔ)器映像的I/O編址方式尋址，1/

0端口可以被映像到物理地址從0地址

開(kāi)始的4GB存儲(chǔ)空間中任意地址

(00000000H~FFFFFFFFH),而

采用專門(mén)I/O編址方式，I/O尋址的

地址空間是從0地址開(kāi)始的

64KB(00000000H~0000

口口口口口、T/八麻％L%間出在夸M與L

?32位機(jī)在保護(hù)模式下，CPU對(duì)以上兩種1/

0尋址方式提供不同的保護(hù)機(jī)制。

?對(duì)于存儲(chǔ)器映像I/O的保護(hù)由存儲(chǔ)器分

段與分頁(yè)保護(hù)機(jī)制完成，同時(shí)還要避免使用

系統(tǒng)數(shù)據(jù)緩沖地址空間被映像來(lái)作為I/O操

作地址。

?對(duì)于專用的I/O編址方式，只有當(dāng)前的

特權(quán)級(jí)(CPL)大于或等于I/O特權(quán)級(jí)

(IOPL)時(shí)，即此時(shí)的CPL值必須小于或等

于IOPL的數(shù)值，I/O指令才能被執(zhí)行，反之

,則I/O指令將不被執(zhí)行，相應(yīng)還要產(chǎn)生一

$在保護(hù)模式下，32位機(jī)任務(wù)狀態(tài)段（TSS）

中的I/O允許位，提供了另一種保護(hù)機(jī)制。I/O

允許位中的每一位分別與一個(gè)8位的I/O端口

相對(duì)應(yīng)。當(dāng)執(zhí)行I/O操作時(shí)，雖然當(dāng)前的特權(quán)

級(jí)（CPL）大于或等于I/O特權(quán)級(jí)（IOPL）,

但CPU要檢查I/O允許位中與該I/O端口對(duì)應(yīng)

的那一位，若該位為1,則禁止當(dāng)前I/O操作

的形成，若為0,則允許形成當(dāng)前的I/O操作

$在虛擬8086模式下，所有的I/O操作均要

9

XD,

D7

8位數(shù)據(jù)端口與32位數(shù)據(jù)線的連

接

74LS138

端

口

DrD。

o

A9

端

A8

口

A5

10

端

口

2D7~D0

端

&口D廣D。

3

圖6-38位數(shù)據(jù)端口與32位數(shù)據(jù)線的連接

例如:

MOVDX,3E0H

INAL,DX；BE0*有效，只讀端

口0

INAX,DX；BE/、BE。*有效

9

；讀端口工與讀端口0

INEAX,DXBE3*?BE。*均有

效,

6.3CPU與I/O設(shè)備數(shù)據(jù)傳送的幾

種方式

6.3.1I/O接口電路的基本結(jié)

構(gòu)

I/O接口電隨

圖6-4I/O接口電踣的送模及其基本茹構(gòu)

二、I/O接口電路中的基本寄存器

I/O接口電路中一般具有三種類型的基

本寄存器，它們是用于存取數(shù)據(jù)的寄存器

,存取命令信息的寄存器以及存取外設(shè)所

處狀態(tài)的寄存器，習(xí)慣上把這些寄存器稱

為端口。

1、數(shù)據(jù)端口

2、命令端口

3、狀態(tài)端口

F*.l.數(shù)--據(jù)-端口

■用于中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)信息。一種情況是CPU通過(guò)數(shù)

據(jù)總線，將待傳送給外設(shè)的數(shù)據(jù)先傳送到數(shù)

據(jù)端口，然后由I/O設(shè)備通過(guò)與I/O接口電

路相連接的數(shù)據(jù)線取得該數(shù)據(jù)。

■另一種情況是I/O設(shè)備首先將輸入數(shù)據(jù)鎖存

于數(shù)據(jù)端口，然后，CPU通過(guò)數(shù)據(jù)端口將該

數(shù)據(jù)讀入CPU中。數(shù)據(jù)端口一般既有輸出寄

存器（或稱輸出鎖存器），又有輸入寄存器

（或稱榆入鎖存器）。

2、命令端口

用于傳送對(duì)I/O設(shè)備的命令信息。CPU

將命令信息通過(guò)數(shù)據(jù)總線寫(xiě)入I/O接口電

路的命令寄存器中，然后傳送到I/O設(shè)備

,以便控制外設(shè)的操作。它由輸出寄存器

組成，命令端口是一個(gè)輸出端口。

3、狀態(tài)端口

用于傳送外設(shè)所處的狀態(tài)信息。狀態(tài)端口是輸

入端口，CPU通過(guò)讀取狀態(tài)端口的數(shù)據(jù)，以此了

解外設(shè)當(dāng)前所處的工作狀態(tài)，比如，如果是輸入

設(shè)備，則可以通過(guò)狀態(tài)信息了解輸入設(shè)備是否有

了等待輸入的新數(shù)據(jù)，如果是輸出設(shè)備，CPU通

過(guò)讀入的狀態(tài)信息，可以了解輸出設(shè)備是否作好

了接受CPU傳送新數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備。顯然，Ibit的

狀態(tài)信息可以反應(yīng)1個(gè)外設(shè)的兩種狀態(tài)，1個(gè)8

位的狀態(tài)端口則可以反應(yīng)外設(shè)的8個(gè)狀態(tài)信息。

總之，I/O接口電路中一般有數(shù)據(jù)端

口、命令端口以及狀態(tài)端口，每個(gè)端口地

址是不相同的，CPU均通過(guò)數(shù)據(jù)總線來(lái)傳

送三種端口的數(shù)據(jù)。有些I/O接口中，還

有中斷控制邏輯電路，以便外設(shè)與CPU之

間以中斷方式進(jìn)行輸入或輸出，其優(yōu)點(diǎn)是

可以提高CPU的工作效率。

6.3.2CPU與I/O設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的

幾種方式

CPU以及I/O設(shè)備的種類繁多，CPU與

I/O設(shè)備所構(gòu)成的系統(tǒng)不可能完全相

同，CPU與I/O設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的方式

也不完全相同，接口電路的結(jié)構(gòu)與功能也

不同，驅(qū)動(dòng)程序也不相同。

一般可以劃分為五種傳輸數(shù)據(jù)的方式：

無(wú)條件I/O傳送方式、查詢式輸入榆出方

式、中斷控制方式、DMA方式以及I/O處

理翳控制方式.

口一、無(wú)條件輸入輸出方式

完條件輸入輸出方式是一種最簡(jiǎn)單的輸入

/輸出控制方式，其I/O接口電路及軟件比

較簡(jiǎn)單，所有的操作均由執(zhí)行程序來(lái)完成。

特點(diǎn)：輸入接口電路總是準(zhǔn)備好了等待輸入

給CPU的數(shù)據(jù)，輸出接口電路總是準(zhǔn)備好了

接受來(lái)自CPU的數(shù)據(jù)。CPU無(wú)須查詢I/O設(shè)

備是否準(zhǔn)備就緒，直接用匯編語(yǔ)言或高級(jí)語(yǔ)

言編程，實(shí)現(xiàn)輸入或輸出操作。

此種方式的接口電路是查詢式輸入輸出方

式接口電路的基礎(chǔ)。

IOR*與IOW*的產(chǎn)生

M

TTI0R

而

IOR與IOW的產(chǎn)生

無(wú)條件輸入接口電路及輸入時(shí)序

(B)輸入接口電路(B)輸入時(shí)序

圖"6無(wú)咨件軸入接口電路及輸入時(shí)用

無(wú)條件輸出接口電路及輸出時(shí)序

(a)輸出接口電路(b)輸出時(shí)序

圖6-7無(wú)條件輸出接口電路及輸出時(shí)序

二、查詢式輸入輸出方式

1.查詢式輸入方式

當(dāng)CPU采用查詢

方式從外設(shè)讀取數(shù)

據(jù)時(shí)，CPU必須首

先從狀態(tài)端口查詢

外設(shè)的數(shù)據(jù)是否已

經(jīng)準(zhǔn)備好，確認(rèn)已

準(zhǔn)備好后，才能執(zhí)

行一次數(shù)據(jù)輸入操

作。圖6-8查詢式輸入程用的流程圖

例：假設(shè)狀態(tài)端口與數(shù)據(jù)端口的地址分別為300H

和301H,狀態(tài)信息從數(shù)據(jù)總線上的D。位讀入CPU

中，查詢式輸入程序段如下：

MOVDX,300H;狀態(tài)口地址傳送給DX

ABC:INDX；讀入狀態(tài)信息

TEST01H;ALA01H,影響ZF

;如果狀態(tài)信息為0轉(zhuǎn)

MOVDX,301H;數(shù)據(jù)端口地址傳送給

2.查詢式輸出方式

當(dāng)CPU采用查詢方

式向外設(shè)輸出數(shù)據(jù)時(shí)

,CPU必須首先從狀

態(tài)端口查詢外設(shè)是否

已經(jīng)作好了接受CPU

數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，若沒(méi)有

準(zhǔn)備好，則要繼續(xù)查

詢，若準(zhǔn)備好

了，CPU便執(zhí)行一次圖查詢式輸出程序的流程圖

數(shù)據(jù)輸出操作。

例：假設(shè)狀態(tài)端口與數(shù)據(jù)端口的地址分別為

3F0H和3F1H,狀態(tài)信息從數(shù)據(jù)線上D7位讀入

CPU中，查詢式輸出程序段如下：

MOVDX,3F0H;狀態(tài)口地址傳送給DX

CBA：INAL,DX；讀入狀態(tài)信息

TESTAL,80H;ALA80H,影響ZF標(biāo)

志

JZCBA；如果狀態(tài)信息為0則轉(zhuǎn)

CBA

MOVDX,3F1H;數(shù)據(jù)端口地址傳送給DX

6.3.2CPU與I/O設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的

幾種方式

例[6-1]一個(gè)查詢式A/D轉(zhuǎn)換的基本結(jié)構(gòu)。

在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，常采用查詢式輸入方式來(lái)

實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。運(yùn)用這種A/D轉(zhuǎn)換方式，也能

滿足大多監(jiān)測(cè)與控制的實(shí)際需要。查詢式A/D

轉(zhuǎn)換的基本結(jié)構(gòu)圖如圖6-10：

查詢式A/D轉(zhuǎn)換的基本結(jié)構(gòu)圖

圖6-1U查詢式A2轉(zhuǎn)換的基本結(jié)構(gòu)圖

FA/D轉(zhuǎn)換為8位，而且假設(shè)、及的地址分別

是302H、301H以及300H,如果要順序采集

CH0與CH】?jī)傻滥M信號(hào)，各采集100次，并將

所采集的數(shù)據(jù)分別存入內(nèi)存數(shù)據(jù)段內(nèi)起始位置

為0000H和1000H的內(nèi)存空間，編寫(xiě)如下程序

段：

MOVSI,0000H；存放采集CH。數(shù)據(jù)的起始地址傳

送給SI

MOVDI,1000H；存放采集CH〔數(shù)據(jù)的起始地址傳

送給DI

MOVCX,0064H

BGN:MOVDX,300H；y0*通道地址給DX

MOVAL,00000000B

OUTDX,AL；啟動(dòng)信號(hào)=0,選CH。

MOVAL,00001000B

OUTDX,AL；啟動(dòng)信號(hào)=1,仍選通CH°

MOVAL,00000000B

OUTDX,AL；啟動(dòng)信號(hào)=0,仍選通CH°

MOVDX,301H；狀態(tài)口地址給DX

ABC：INAL,DX

TESTAL,80H

JZABC如果EOC=0繼續(xù)查詢

MOVDX,302H數(shù)據(jù)口地址給DX

INAL,DX讀入轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量

MOV[SI],ALCH。通道數(shù)字量存入內(nèi)存

INCSI

MOVDX,300H選通道地址給DX

MOVAL,00000001B

OUTDX,AL啟動(dòng)信號(hào)=0,選CH]

MOVAL,00001001B

OUTDX,AL啟動(dòng)信號(hào)=1,仍選通CHX

MOVAL,00000001B

.OUTDX,AL;啟動(dòng)信號(hào)=0,仍選通CH】

MOVDX,301H；狀態(tài)口地址給DX

CBA：INAL,DX

TESTAL,80H；讀入EOC值

JZCBA；如果EOC=0,轉(zhuǎn)CBA

MOVDX,302H；數(shù)據(jù)口地址給DX

INAL,DX；讀入CH工通道轉(zhuǎn)換后數(shù)字量

MOV[DI],AL；CH］通道數(shù)字量存入內(nèi)存

INCDI

LOOPBGN

3.查詢式輸入輸出方式存在的問(wèn)題

圖0-11多個(gè)外設(shè)處于查詢式J/O方式的程序流程圖

從圖6-11可以看出，當(dāng)CPU與I/O設(shè)備之間

采用查詢式輸入輸出方式交換數(shù)據(jù)時(shí)，CPU必須

順序查詢每一個(gè)外設(shè)，當(dāng)某一個(gè)外設(shè)不需要服務(wù)

時(shí)，CPU也得按順序查詢一次。外設(shè)總是處于被

動(dòng)狀態(tài)，CPU無(wú)法快速響應(yīng)外設(shè)要求及時(shí)服務(wù)的

請(qǐng)求。CPU為了服務(wù)外設(shè)，其它程序會(huì)停止執(zhí)行

，所以，查詢式I/O方式不可能是微型計(jì)算機(jī)外

設(shè)工作的最佳選擇，不適用于實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。

三、中斷方式輸入輸出

中斷是外設(shè)或者其他中斷源中止CPU當(dāng)

前正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)向?yàn)樯暾?qǐng)中斷的外

設(shè)（或中斷源）執(zhí)行服務(wù)程序，一旦服務(wù)

程序執(zhí)行結(jié)束，必須返回到被中斷程序的

斷點(diǎn)處，接著執(zhí)行原來(lái)的程序。

運(yùn)用中斷控制方式實(shí)現(xiàn)外設(shè)數(shù)據(jù)的榆

入榆出，完全可以解決查詢式輸入輸

出存在的問(wèn)題。在中斷控制方式下，

所有的I/O設(shè)備都可以工作在主動(dòng)請(qǐng)

求CPU為該外設(shè)服務(wù)的狀態(tài)下，一旦

一個(gè)或多個(gè)外設(shè)申請(qǐng)中斷服務(wù)，則CPU

根據(jù)各I/O設(shè)備預(yù)先被設(shè)置的中斷優(yōu)

先級(jí)別，逐個(gè)予以響應(yīng)，并進(jìn)行中斷

處理、中斷返回，實(shí)現(xiàn)中斷處理的全

6-122個(gè)中斷源中斷過(guò)程的示意圖

主星序

笫［條指令

，第1一條指令A(yù)外設(shè)中斷

廢者程序

第條指令

第1，j“條指令B外設(shè)中斷

服音程序

主程序

圖6T2商力中斷源中斷端示意圖

中斷控制方式的輸入輸出是微機(jī)中常

用的一門(mén)技術(shù)，采用中斷技術(shù)后，CPU

能與所有的外設(shè)并行工作，能及時(shí)服務(wù)

外設(shè)，并處理系統(tǒng)異常情況，從而可以

提高微機(jī)的整體性能,提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)

行速度。有關(guān)中斷技術(shù)的詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)看

第7章。

Ui1、直接存儲(chǔ)器存取(DMA)方

么是DMA?

DMA(DirectMemoryAccess)即直接

存儲(chǔ)器存取方式，是指在專門(mén)的DMA控制器的

控制下實(shí)現(xiàn)外圍設(shè)備與內(nèi)存儲(chǔ)器直接交換數(shù)據(jù)

的一門(mén)接口技術(shù)。在這種方式下，數(shù)據(jù)傳輸不

經(jīng)過(guò)CPU,傳送的速度就只取決于存儲(chǔ)器

和外設(shè)的工作速度。在這種方式下，數(shù)據(jù)傳輸

不經(jīng)過(guò)CPU,傳送的速度就只取決于存儲(chǔ)器和

外設(shè)的工作速度。

2.DMA系統(tǒng)的基本組成

微型計(jì)算機(jī)在一般情況下，由CPU管理

數(shù)據(jù)總線、地址總線以及控制總線，當(dāng)系

統(tǒng)有DMA請(qǐng)求時(shí)，CPU便讓出三種總線的

控制權(quán)，或讓出有關(guān)這三種總線的全局總

線，轉(zhuǎn)由DMAC控制三種總線實(shí)現(xiàn)高速外

存與內(nèi)存之間數(shù)據(jù)的交換。DMAC控制

數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后，DMA向CPU撤除DMA請(qǐng)

求，交還三總線控制權(quán)給CPU,于是結(jié)束

一次DMA傳輸?shù)倪^(guò)程。

地址線

④

數(shù)據(jù)線

1

控制線

CPU②HOLDTow

及總線總線請(qǐng)求

控制邏輯地址寄存器

1OR

⑦總線撤