微型計算機的輸入輸出

上傳人:san****019 文檔編號:22608589 上傳時間:2021-05-29 格式:PPT 頁數(shù):43 大?。?05.81KB
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1、第六章 微型計算機的輸入/輸出 CPU I/O接口 外設(shè)地址數(shù)據(jù)控制控制數(shù)據(jù)狀態(tài) 接口電路通常包含一組能夠與處理器交換信息的寄存器或緩沖器,稱為I/O端口 數(shù)據(jù)端口 存放數(shù)據(jù)信息 狀態(tài)端口 存放狀態(tài)信息,即反映外設(shè) 當前工作狀態(tài)的信息 控制端口 存放控制信息 一、 存儲器映像的I/O尋址 存儲單元和I/O端口的地址統(tǒng)一編址 I/O 端口存儲單元I/O 地址空間存儲器地址空間整個地址空間 74LS244 74LS273 n這種編址方式的優(yōu)點: 可以用訪向存儲器的指令來訪問I/O端口,而訪問存儲器的指令功能比較強,不僅有一般的傳送指令,還有算術(shù)、邏輯運算指令,以及各種移位、比較指令等,并且可以實現(xiàn)

2、直接對I/O端口內(nèi)的數(shù)據(jù)進行處理。n缺點是: 由于I/O端口占用了一部分存儲器地址空間,因而使用戶的存儲地址空間相對減小。另外不利于程序閱讀。 2、I/O映像的I/O尋址 I/O端口地址與存儲單元地址分開編址 存儲單元存儲地址空間I/O 端口I/O 地址空間 特點 n這種編址方式的優(yōu)點是: 第一,I/O端口不占用存儲器地址,故不會減少用戶的存儲器地址空間; 第二,采用單獨的I/O指令,使程序中I/O操作和其他操作層次清晰,便于理解。n這種編址方式的缺點是: 第一,單獨I/O指令的功能有限,只能對端口數(shù)據(jù)進行輸入/輸出操作,不能直接進行移位、比較等其他操作; 第二,由于采用了專用的I/O操作時序

3、及I/O控制信號線,因而增加了微處理器本身控制邏輯的復(fù)雜性。 一、程序控制傳送方式u (一)、同步傳送方式(無條件方式)CPU直接與外設(shè)傳送數(shù)據(jù)并不需要了解外設(shè)狀態(tài),認為外設(shè)已經(jīng)準備就緒,直接與外設(shè)傳送數(shù)據(jù) CPU譯碼數(shù)據(jù)線M/IOWR或門地址線 接口外設(shè)輸 出 CPU譯碼數(shù)據(jù)線M/IORD或門地址線 接口外設(shè)輸 入 u(二)、異步查詢方式 在執(zhí)行輸入輸出前,要先查詢接口中狀態(tài)寄存器的狀態(tài)。 輸入時,狀態(tài)寄存器的狀態(tài)指示要輸入的數(shù)據(jù)是否已經(jīng)準備就緒; 準備好?讀取狀態(tài)信息 輸入數(shù)據(jù)是否 1、STB有效,(1)、輸入設(shè)備數(shù)據(jù)進入鎖存器;(2)、IBF 有效2、CPU讀狀態(tài)端口3、CPU讀數(shù)據(jù)端口

4、,同時清IBF 輸出時,狀態(tài)寄存器的狀態(tài)指示輸出設(shè)備是否空閑。忙?讀取狀態(tài)信息輸出數(shù)據(jù)否是 /CS1/CS21、CPU讀狀態(tài)端口,查BUSY線2、CPU寫數(shù)據(jù),(1)、數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)鎖存器;(2)、BUSY 有效3、輸出設(shè)備工作完畢,busy無效 u(三)、中斷方式 當外設(shè)作好傳送準備后,主動向CPU請求中斷,CPU響應(yīng)中斷后在中斷處理程序中與外設(shè)交換數(shù)據(jù)。 在中斷未發(fā)生時,CPU可以執(zhí)行其他程序,這樣可以提高CPU的利用率。 主程序中斷服務(wù)子程序中斷信號 二、直接存儲器存取方式 在高速的外設(shè)或成塊交換數(shù)據(jù)的情況,采用程序控制方式進行數(shù)據(jù)的傳輸,是無法滿足要求的。在這種情況下,采用DMA方式。

5、DMA方式是在外設(shè)與內(nèi)存間建立起直接的通道,CPU不再直接參加外設(shè)和內(nèi)存間的數(shù)據(jù)傳輸。 當系統(tǒng)需要進行DMA傳輸時,將CPU對地址和數(shù)據(jù)及控制線的管理權(quán)交由DMA控制器進行控制,當完成了一次DMA數(shù)據(jù)傳輸后,再將這個控制權(quán)還給CPU,這些工作都是由硬件自動實現(xiàn)的,并不需要程序進行控制。 CPU外設(shè)存儲器總線:執(zhí)行程序指令的數(shù)據(jù)傳送路徑; :DMA方式的數(shù)據(jù)傳送路徑 內(nèi)存外設(shè)DMAC輸出輸入外設(shè)外設(shè)DMAC內(nèi)存內(nèi)存DMACDMA傳送的幾種形式 n (4) 能向存儲器和I/O接口發(fā)出相應(yīng)的讀/寫控制信號;n (5) 能控制數(shù)據(jù)傳送的字節(jié)數(shù),控制DMA傳送是否結(jié)束;n (6) 在DMA傳送結(jié)束后,能釋放總線給CPU,恢復(fù)CPU對總線的控制。 1、I/O 尋址64K

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