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《微機(jī)原理與接口技術(shù)(樓順天)-第7章1.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第7章常用芯片的接口技術(shù)本教案內(nèi)容第7章常用芯片的接口技術(shù)1.概述(I/O接口的基本概念) 2.外設(shè)接口的編址方式3.輸入/輸出的基本方式及基本模式4.常用芯片的接口技術(shù)⑴接口接口指CPU和外設(shè)之間通過(guò)系統(tǒng)總線進(jìn)行連接的電路部分，是CPU與外界進(jìn)行信息交換的中轉(zhuǎn)站。§7.1概述1.I/O接口的基本概念⑵接口技術(shù)接口技術(shù)是研究CPU如何與外部世界進(jìn)行最佳耦合與匹配，實(shí)現(xiàn)雙方高效、可靠地交換信息的一門技術(shù)，是軟件、硬件結(jié)合的體現(xiàn)，是微機(jī)應(yīng)用的關(guān)鍵?！?.1概述1.I/O接口的基本概念⑶為什么要用接口電路？外設(shè)是用來(lái)實(shí)現(xiàn)人機(jī)
2、交互的一些機(jī)電設(shè)備。外設(shè)處理信息的類型、速度、通信方式與CPU不匹配，不能直接掛在總線上，必須通過(guò)接口和系統(tǒng)相連?！?.1概述§7.1概述⑷輸入/輸出系統(tǒng)計(jì)算機(jī)中完成輸入/輸出（簡(jiǎn)稱I/O）操作部件稱為輸入/輸出系統(tǒng)，包括I/O軟件I/O硬件兩部分。而I/O硬件和軟件的綜合設(shè)計(jì)稱為I/O接口技術(shù)?！?.1概述⑸I/O軟件I/O軟件的作用是在I/O硬件的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)輸入/輸出操作。在不同結(jié)構(gòu)和性能的計(jì)算機(jī)中，所采用的I/O軟件技術(shù)差異很大，比如在微型計(jì)算機(jī)中，I/O軟件主要包括使用I/O指令編寫的輸入/輸出程序，以及操作系
3、統(tǒng)中有關(guān)管理模塊?！?.1概述⑹I/O硬件§7.1概述⑺I/O接口的主要功能地址選擇控制功能狀態(tài)指示速度匹配轉(zhuǎn)換信息格式電平轉(zhuǎn)換可編程性§7.1概述⑻I/O接口的分類按照與I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送方式可以分為并行接口和串行接口，它們與I/O設(shè)備之間分別以并行和串行方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送?！?.1概述⑻I/O接口的分類按照通用性可以分為通用接口和專用接口。通用接口可以適用于多種I/O設(shè)備，專用接口只適用于特定的I/O設(shè)備。按照可編程性可以分為可編程接口和不可編程接口?！?.1概述不同的接口可以支持不同的輸入/輸出控制方式（程序直接
4、控制的I/O方式、I/O中斷方式、DMA方式等）。為了方便起見(jiàn)，有些接口也能夠同時(shí)支持多種輸入/輸出控制方式，比如Intel8255A既能支持程序直接控制的I/O方式，也能支持I/O中斷方式。⑻I/O接口的分類§7.1概述⑼I/O接口的組成I/O接口的邏輯組成1.I/O端口I/O端口就是指I/O接口內(nèi)部可由CPU進(jìn)行讀寫操作的各種寄存器，根據(jù)存放信息的不同，這些寄存器分別稱為數(shù)據(jù)端口、控制端口和狀態(tài)端口。§7.2外設(shè)接口的編址方式2.I/O端口的編址方式通常情況下一個(gè)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)有多個(gè)I/O接口，每個(gè)I/O接口內(nèi)部
5、又有多個(gè)I/O端口，CPU在訪問(wèn)某個(gè)I/O端口時(shí)就需要對(duì)其進(jìn)行地址選擇。選擇的方式與訪問(wèn)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)單元的情況相似，系統(tǒng)為每個(gè)I/O端口分配了一個(gè)地址，這樣的地址稱為I/O端口地址，或者簡(jiǎn)稱I/O地址。§7.2外設(shè)接口的編址方式§7.2外設(shè)接口的編址方式對(duì)I/O端口安排地址的方式稱為I/O端口的編址方式。I/O端口的編址方式有以下兩種：端口與存儲(chǔ)器分別獨(dú)立編址端口與存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址(1)獨(dú)立編址方式獨(dú)立編址方式是指I/O端口與存儲(chǔ)器有相互獨(dú)立的地址空間（如8086CPU）。兩者之間所以有相互獨(dú)立的地址空間，是因?yàn)樵L問(wèn)I/
6、O端口和存儲(chǔ)器時(shí)采用了不同類型的讀寫信號(hào)。CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀或?qū)懞蛯?duì)I/O讀或?qū)懙闹噶钜膊幌嗤??！?.2外設(shè)接口的編址方式8086/8088系統(tǒng)是典型的獨(dú)立編址方式，這是因?yàn)殡m然它們只提供一種讀RD、寫WR信號(hào)，但是用存儲(chǔ)器和I/O選擇信號(hào)M/IO（8088是IO/M信號(hào)）可以區(qū)分是進(jìn)行存儲(chǔ)器讀寫操作還是I/O端口的讀寫操作，如下圖所示。§7.2外設(shè)接口的編址方式(1)獨(dú)立編址方式§7.2外設(shè)接口的編址方式8086/8088的獨(dú)立編址方式獨(dú)立編址方式優(yōu)點(diǎn)存儲(chǔ)器的容量可以達(dá)到與地址總線所決定的地址空間相同。訪問(wèn)I/O端口
7、時(shí)的地址位數(shù)可以較少，提高總線的利用率。獨(dú)立編址方式缺點(diǎn)必須設(shè)置專門的I/O指令，增加了指令系統(tǒng)和有關(guān)硬件的復(fù)雜性?！?.2外設(shè)接口的編址方式(2)統(tǒng)一編址方式(或稱為存儲(chǔ)器映射編址)I/O端口與存儲(chǔ)器共享同一個(gè)地址空間，所有的存儲(chǔ)單元只占用其中一部分地址，而I/O端口則占用另外一部分地址。訪問(wèn)I/O端口和存儲(chǔ)器可以使用相同的讀寫信號(hào)，在這種情況下，要求給各個(gè)存儲(chǔ)單元和各個(gè)I/O端口分配互不相同的地址，CPU通過(guò)不同地址來(lái)選擇某一個(gè)存儲(chǔ)單元或I/O端口進(jìn)行訪問(wèn)?！?.2外設(shè)接口的編址方式兩種編址方式中地址空間的關(guān)系:§
8、7.2外設(shè)接口的編址方式(a)獨(dú)立編址方式(b)統(tǒng)一編址方式§7.2外設(shè)接口的編址方式統(tǒng)一編址方式的優(yōu)點(diǎn)無(wú)需專門的I/O指令,編程較為靈活。統(tǒng)一編址方式的缺點(diǎn)I/O端口占用了存儲(chǔ)器的一部分地址空間因而影響到系統(tǒng)中存儲(chǔ)器的容量。訪問(wèn)存儲(chǔ)器和訪問(wèn)I/O端口必須使用相同位數(shù)的地址，使指令地址碼加長(zhǎng)，總線中傳送信息量增加。作業(yè)1，2，3，
