微机原理第6下章

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微机原理与接口技术第6章PPT课件

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习题6
6.1 利用全地址译码将6264芯片接在8088的系统总线上, 其所占地址范围为BE000H~BFFFFH,试画连接图。
6.2 试利用6264芯片,在8088系统总线上实现 00000H~03FFFH的内存区域,试画连接电路图。
6.3 叙述EPROM的编程过程。说明EEPROM的编程过 程。
译码器74LS138的工作条件是G1=1,G2A=0,G2B=0,译码 输入端为C、B、A,故输出有八种状态,因规定CS低电平选中 存储器,故译码器输出也是低电平有效。
A1
B2
C3
G2A
4
G2B
5
G1
6
Y7
7
GND 8
16
VCC
15 Y0
14
Y1
13
Y2
12
Y3
11 10
Y4 Y5
9
Y6
G1 G2A G2B
1) 读方式 读方式是2764A通常使用的方式,此时两个电源 引脚VCC和VPP都接至+5 V。 PGM=1,CE=0、OE=0。
2) 备用方式 CE为高电平,没有选中芯片,输出端为高阻态。 3) 编程方式 这时,VPP接+12.5 V,VCC仍接+5 V。 CE=0,输出允许信号OE=1。每写一个地址单 元,都必须在PGM引脚端给一个低电平。
第6章 主 存 储 器
6.1 概 述
存储器芯片在标定存储器容量时,经常同时标出 存储单元的数目和每个存储单元的位数,因此有
存储器芯片容量=单元数×位数
如Intel 2114芯片容量为1 K×4位/片,Intel 6264为8 K×8位/片。
单元数= 2地址线数量 位数=数据线数量

微机原理与应用课件 第6章输入输出和中断技术1-2-09

微机原理与应用课件 第6章输入输出和中断技术1-2-09

第6章 输入/输出和中断技术
5. 接口(interface)与端口(port)
传送I/O信息(数据、状态、控制)的接口电路中的寄存器 称为端口(数据端口、状态端口和控制端口)。 不同的寄存器有不同的端口地址,用地址来访问。 端口由一个或多个寄存器组成。接口由若干个端口加上相 应的控制逻辑组成。
注意:地址不是对接口而言。
第6章 输入/输出和中断技术
6.1 输入输出及接口 6.2 输入和输出的传送方式 6.3 中断技术 6.4 80X86/Pentium中断系统 6.5 8259A可编程中断控制器* 6.6 中断程序设计*
第6章 输入/输出和中断技术
地址总线 AB
CPU
存 I/O 输 储 接入 器 口设


I/O 接 口
6. I/0接口电路的结构
第6章 输入/输出和中断技术
实现对CPU数据总线速度 和驱动能力的匹配
DB 总线驱动
主 AB 地址译码
机 CB 控制逻辑
数据 缓冲器
状态 寄存器
控制 寄存器
数据信息
状态信息 外 设
控制信息
接CPU一侧 接外设一侧
接口
端口
实现各寄存器端口 寻址操作
实现接口电路中的各寄存器端口的 读/写操作和时序控制
出 设 备
数据总线 DB 控制总线 CB
微型计算机系统结构示意图
第6章 输入/输出和中断技术
6.1 输入输出及接口
键盘
计算机
接 口
外设
鼠标 CRT
打印机
绘图仪 为什么外设不能象存贮器一样直接挂在CPU上?
存贮器功能单一:
(1)传送方式单一 (传送一个字节)
(2)品种单一 RAM、ROM(控制信号确定)

微机原理第6章PPT课件

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模拟量:能连续变化的量 ,如电压、电流等,在利用计 算机处理这类量时,一般要经过A/D和D/A;
(3) 控制信息—CPU发给外设的命令信息。
9
一CP般U通CP过U接不口直电接路与与外外设设连连接接
CPU
接口
I/O设备
10
什么是I/O接口(电路)?
I/O接口是位于系统与外设间、用来协助 完成数据传送和控制任务的逻辑电路
用于与CPU连接 主要是数据、地址和控制信号
面向外设一侧的信号:
用于与外设连接 提供的信号五花八门 功能定义、时序及有效电平等差异较大
15
3. 接口电路芯片的分类
接口电路核心部分往往是一块或数块大规 模集成电路芯片(接口芯片): 通用接口芯片
支持通用的数据输入输出和控制的接口芯片
面向外设的专用接口芯片
第6章 微型计算机的输入/输出
1
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2
6.1 CPU与外设通讯的特点 6.2 输入/输出方式 6.3 CPU与外设通信的接口 6.4 可用于输入/输出接口的8212芯片 6.5 CPU的输入/输出 6.6 DMA传送方式与DMA控制器8237A
针对某种外设设计、与该种外设接口
面向微机系统的专用接口芯片
与CPU和系统配套使用,以增强其总体功能
16
4. 接口电路的可编程性
许多接口电路具有多种功能和工作方式, 可以通过编程的方法选定其中一种
接口需要进行物理连接,还需要编写接口 软件
接口软件有两类:
初始化程序段——设定芯片工作方式等 数据交换程序段——管理、控制、驱动外设,

微机原理及应用第6章.ppt

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结束
23
源程序如下:
;数据段 Tab dw R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9
;代码段 Start: mov ah,01
int 21h Cont: mov ah,0
and al,0fh add al,al
;从键盘输入0~9中的数字i ;i*2
24
lea bx,tab
实例:求绝对值
9
例:计算AX中有符号数的绝对值
CMP AX,0
JGE NONEG ;条件满足(AX≥0),转移
NEG AX
;条件不满足,求补
NONEG: MOV RESULT,AX
;条件满足
;另解
AND AX,AX
其它实现方法?
JNS NONEG ;条件满足(AX ≥ 0),转移
YESNEG: NEG AX
31
例3: 将首地址为A的字数组从小到大排序 (气泡算 法,多重循环)
A dw 32,85,16,15, 8
序号 地址

1A
32
2 A+2 85
3 A+4 16
4 A+6 15
5 A+8 8
比较遍数
1
2
3
4
32
16 15 8
16
15
8
15
15
8 16 16
8
32 32 32
85
85 85 85
气泡排序算法程序 框图
42
1) 用寄存器传递参数
• 最简单和常用的参数传递方法。
P203例6.13
例1:求数组ARY中所有元素之和并存于SUM单元 中。 ;子程序名:SUM1。程序功能:求字节数组和。 ;入口参数:SI=数组首址,CX=数组长度 ;出口参数:AX=数组和。使用寄存器:AX,CX, SI。

微机原理第六章

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14
四、I/O地址的译码
目的:
• 确定端口的地址
参加译码的信号:
• IOR,IOW,高位地址信号
• OUT指令将使总线的IOW信号有效
• IN指令将使总线的IOR信号有效
15
I/O译码的地址信号
• 当接口只有一个端口时,16位地址线一般应
全部参与译码,译码输出直接选择该端口;
• 当接口具有多个端口时,则16位地址线的高
~
D7
74LS374
7 4 LS374 作为 输 入 和 输 出 接口
D0
D0 D0
~
~
&
Q6 Q7 CP OE
D7
D7 D1
74LS374
外 设 数 据

A0
译 码 电 OE D7
~
A15 IOR
&
≥1
路 由外设 提供选 通脉冲
74LS374 用作 输入接口 74LS374 用作 输出接口
a b c d e
8
接口和端口
接口1
端口1 端口2
接口2
端口1 端口2
接口N
端口1

端口2
端口 编址

端口m

端口m

端口m
端口地址=芯片地址(高位地址)+片内地址
9
三、I/O端口的编址方式
• 8086/8088的寻址能力:
– 内存:
• 1MB
– 端口:
• 直接:256个 • 间接:64K个
• 编址方式:
– 与内存统一编址 – 独立编址
5
接口的功能
• 数据的缓冲与暂存
• 信号电平与类型的转换 • 增加信号的驱动能力 • 对外设进行监测、控制与管理,中断处理

《16位微机原理及接口技术》课件第6章

《16位微机原理及接口技术》课件第6章
(2)成组传送方式。一个DMA请求可以传送一组信息。在 DMAC 初 始 化 时 , 由 编 程 决 定 这 一 组 信 息 的 字 节 数 , 只 要 在 DACK 有 效 之 前 DREQ 保 持 有 效 即 可 。 一 旦 DACK 有 效 , 不 管 DREQ是否有效,DMAC一直不放弃总线控制权, 直到整个数组 传送完。
器。 PC/XT使用一片8237A, PC/AT使用两片8237A, 在高档微 机中常使用多功能芯片取代8237A,但多功能芯片中的DMA控 制器与8237A的功能基本相同。
1. 8237A的内部结构和引脚功能
8237A 是 具 有 4 个 独 立 DMA 通 道 的 可 编 程 DMA 控 制 器 (DMAC),它使用单一的+5 V电源、单相时钟和40引脚双列 直插式封装。在实际应用中,8237A必须与一片8位锁存器一起 使用,才能形成一个完整的4 通道DMA控制器。8237A经初始化 后, 可以控制每一个通道在存储器和I/O口之间以最高1.6 M波 特的速率传送最多达64 KB的数据块, 而不需要CPU的介入。
Hale Waihona Puke (2)读/写逻辑。当CPU对8237A初始化或对8237A寄存器进 行读操作时,8237A就像I/O端口一样被操作,读/写逻辑接收 IOR或IOW信号。当IOR为低电平时,CPU可以读取8237A内部 寄存器的值;当IOW为低电平时,CPU可以将数据写入8237A的 内部寄存器中。
在DMA传送期间,系统由8237A控制总线。此时,8237A分 两次向地址总线上送出要访问的内存单元20位物理地址中的低 16位,8237A输出必要的读/写信号,这些信号分别为I/O读信号 IOR,I/O 写 信 号 IOW , 存 储 器 读 信 号 MEMR 和 存 储 器 写 信 号 MEMW。

微机原理第6章 8086或8088微机系统的功能组件

微机原理第6章 8086或8088微机系统的功能组件

6.3 中断控制器Intel 8259A 6.3.1 概述
6.3.2 Intel 8259A的功能
6.3.3 8259A的结构 6.3.4 8259A芯片的工作方式
6.3.5 8259A在IBM PC/XT机的外部中断系统
中的应用
6.4 可编程DMA控制器DMAC 8237A 6.4.1 概述 6.4.2 DMA控制器8237A
CLK0 GATE0 OUT0

读写 控制逻辑
据 总 线
计数器 1
CLK1 GATE1 OUT1 CLK2 GATE2 OUT2
计数器 2
6.2 可编程定时/计数器 8253/8254
6.2.3 8253的工作方式
根据对工作方式寄存器中控制字M2、M1和M0的不同 设置,8253可以工作于6种不同的工作方式。表6.2列出了 8253 不同工作模式下效果。
6.2 可编程定时/计数器 8253/8254
表6.2 8253 不同工作模式下效果
工作方式 0 1 2 3 工作效果 OUT的输出
计数器初值装 载特征
重装载
GATE的作用 低或变为低 禁止计数 — ①禁止计数 ②立即使输出为高 ①禁止计数 ②立即使输出为高 禁止计数 — 上升沿 — 高电平 允许计数 — 允许计数 允许计数
6.2 可编程定时/计数器 8253/8254
8253 的内部结构逻辑见图 6.3 。它主要由 4 个基本的
单元组成,它们是:
•数据总线缓冲器单元 •读写控制逻辑单元
•控制字寄存器单元
•3个计数器逻辑单元。
6.2 可编程定时/计数器 8253/8254
D7~D0
数据总线 缓冲器
计数器 0
内 部

微机原理与接口技术(朱红)第6章 接口技术

微机原理与接口技术(朱红)第6章 接口技术
第6章 输入输出接口
第一节 微机接口技术
微机系统中,使用大量的IO设备,这些设备 的信息格式、工作原理、和工作速度都各不相同。 为了使CPU能适应各种各样的外设,就需要在CPU 与外设之间增加一个接口电路,由它完成相应的 信号转换、速度匹配、数据缓冲等功能,以实现 CPU与外设的连接,完成相应的输入输出操作。 一个接口的基本作用是在系统总线和I/O设 备之间架起一座桥梁,以实现CPU与I/O设备之间 的信息传输。接口技术采用硬件与软件相结合的 方法。下图是接口和外部设备的连接图。
0
A9 A8 A7 A5 A4 A3 A2
0
0
1
0
0
0
0
1
&
CS 接 口 电 路 A1 A1 A0
A6 & M /IO
A0
A9 A8 0 0
片选地址 A7 A6 A5 A4 A3 A2 0 1 0 0 0 0
片内地址 A1 A0 0 0 0 1 1 0 1 1
I/O端口的编址方式: 1)统一编址
一致的读 写信号 0000H
RD/WR
I/O与存储器(RAM)的地址不重复, 读写指令一致,只是根据地址来区分 操作对象是RAM还是I/O。
优点:无需专门的I/O指令,对I/O 操作指令丰富,可进行算术和逻辑运 算
缺点:占用存储器地址,造成存储器 容量减小。
存 储 器
允许用户使用的端口地址是300H~31FH。 这一段地址是留给用户在开发IBM_PC系列机 插板(功能模块)时,使用的端口地址,系统 不会占用。除已分配的地址外,其余的地址 由厂商保留使用。
端口地址译码 CPU发出的地址线,如何去确定唯一的IO端口。 CPU的IO地址信号线的高位,例如A9~A2连入译码 电路的输入端,译码电路的输出端接至各个接口电路 芯片的片选,低位直接连接接口电路的地址线,用于 选择接口中的端口。 1. 门电路译码 采用各种门电路,如与门、或门和非门等组合电 路构成译码电路。 2. 译码器译码
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1.方式0的功能时序
RD
输入端口
CS,A1,A0
data
D0~D7
data
请体会这里8255A的数据缓冲作用
方式0输出时序
WR
输出端口
data
CS,A1,A0
D0~D7
data
8255A对CPU通过它输出给外设的数据进行锁存
2. 方式1的功能 输入引脚:A端口
PA7~PA0
INTEA
数据选通信号 表示外设已经准备好数据STBAdata-in data-out
data-out
data-in
D0~D7
总结: 读写端口C:归纳1

C端口被分成两个 4位端口,两个端 口只能以方式0工 作,可分别选择 输入或输出 在控制上,C端口上半部和A端口编为A 组,C端口下半部和B端口编为B组

读写端口C:归纳2

当A和B端口工作 在方式1或方式2时, C端口的部分或全 部引脚将被征用
PC2 PC1
PC0
中断允许触发器
中断请求信号 请求CPU再次输出数据
方式1输出联络信号

OBF*——输出缓冲器满信号,低有效

8255A输出给外设的一个控制信号,当其有效时, 表示CPU已把数据输出给指定的端口,外设可以取走 外设的响应信号,指示8255A的端口数据已由外设 端口B的INTEB对应PC2 接受 当 输 出 设 备 已 接 受 数 据 后 , 8255A 输 出 此 信 号 向 CPU提出中断请求,要求CPU继续提供数据
主机把数据送给引脚DATA0~DATA7 同时送出数据选通信号STROBE* STROBE 打印机在BUSY信号线上发出忙信号 打印机处理好输入的数据时

DATA0~7
BUSY
撤消忙信号

同时又送出一个响应信号ACK*
ACK
双机并行通信接口
乙方(接收)
8255A PA0~PA7 PC4 PC0
6.4.3 8255A的控制字
1 方式选择控制字


初始化编程:一个方式控制字
采用控制I/O地址:A1A0=11

工作过程中:通过数据端口对外设数据 进行读写

数据读写利用端口A、B和C的I/O地址, A1A0依次等于00、01、10

IBM PC/XT机上,端口A、B、C和控制 端口的I/O地址为60H、61H、62H和63H

IBF——输入缓冲器满信号,高电平有效


INTR——中断请求信号,高电平有效

方式1输入时序
STB IBF STB*和IBF是外设和8255A间 的一对应答联络信号, INTR 为的是可靠地输入数据 RD 输入端口 D0~D7 data data
方式1中断控制

8255A的中断由中断允许触发器INTE控制
读写端口C:归纳4


读取的C端口数据有两种情况 未被A和B端口征用的引脚:将从定义为 输入的端口读到引脚输入信息;将从定义 为输出的端口读到输出锁存器中的信息 被A和B端口征用作为联络线的引脚:将 读到反映8255A状态的状态字
6.4.5 8255A的应用举例
作为通用的并行接口电路芯片, 825A具有广泛的应用 应用在IBM PC/XT微机上 应用于打印机接口电路 连接简易键盘 驱动LED数码管 ……
PC4 PC5
IBFA
输入缓冲器满信号 表示A口已经接收数据 INTRA
PC3
中断允许触发器
中断请求信号 请求CPU接收数据
方式1输入引脚:B端口
PB7~PB0
INTEB
数据选通信号 表示外设已经准备好数据 STBB
PC2
PC1 IBFB 方式1需借用端口C用做联络信号 输入缓冲器满信号 同时还具有中断请求和屏蔽功能 表示A口已经接收数据 PC0 INTRB

端口A:PA0~PA7 0~PA7 端口A:PA

A组,支持工作方式0、1、2 常作数据端口,功能最强大 B组,支持工作方式0、1 常作数据端口

端口B:PB0~PB7 0~PB7 端口B:PB


端口C:PC0~PC7 0~PC7 端口C:PC


仅支持工作方式0 可作数据、状态和控制端口 A组控制高4位PC4~PC7 分两个4位,每位可独立操作 B组控制低4位PC0~PC3 控制最灵活,最难掌握
方式2双向引脚
PA7~PA0
INTE1
PC6 PC7
ACKA
用PC6设置INTE1(输出) 用PC4设置INTE2(输入)
OBFA
STBA
INTE2 PC4
输入和输出中断通过
或门输出INTRA信号
PC5
IBFA
INTRA
PC3
方式2双向时序
WR OBF
INTR
ACK STB IBF RD PA0~PA7
甲方(发送)
8255A PA0~PA7 PC7 PC6
甲机的初始化
mov dx,303h mov al,0a0h out dx,al ;工作方式字:端口A方式1输出 mov al,0dh ;使PC6(INTEA)=1,允许中断 out dx,al
例10.3
甲机发送程序
L: mov dx,302h in al,dx ;查询PC3(INTRA)=1? and al,08h jz L mov dx,300h ;发送数据 mov al,ah out dx,al

ACK*——响应信号,低有效 端口A的INTEA对应PC6


INTR——中断请求信号,高有效

方式1输出时序
WR
OBF*和ACK*是外设和8255A间 INTR 的一对应答联络信号, 为的是可靠地输出数据
ACK 输出端口 D0~D7 data
OBF
data
3. 方式2的功能 双向方式



其余引脚仍可设定工作在方式0

读写端口C:归纳3


对端口C的数据输出有两种办法 通过端口C的I/O地址:向C端口直接写入 字节数据。这一数据被写进C端口的输出 锁存器,并从输出引脚输出,但对设置为 输入的引脚无效 通过控制端口:向C端口写入位控字,使 C端口的某个引脚输出1或0,或置位复位 内部的中断允许触发器

位控制字写入控制端口 特别便于置位复位内部 中断允许触发器INTE
端口C的状态字
A组 B组
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
方式1输入
I/O I/O IBFA INTEA INTRA INTEB IBFB INTRB
方式1输出
OBFA INTEA I/O I/O INTRA INTEB OBFB INTRB
2. 读写数据端口:示例


利用8255A的输出锁存能力,可实现按位 输出控制 对输出端口B的PB7位置位的程序段: mov dx,0fffah ;B端口假设为FFFAH in al,dx ;读出B端口原输出内容 or al,80h ;使PB7=1 out dx,al ;输出新的内容
2. 按位置位/复位控制字
例10.3
乙机:接收响应
mov dx,303h mov al,00h ;使PC0(ACK*)=0 out dx,al nop ;适当延时,产生一定宽度的低脉冲 nop mov al,01h ;使PC0(ACK*)=1 out dx,al ;产生低脉冲ACK*信号
例10.3
方式2将方式1的选通输入输出功能组合成一个 双向数据端口,可以发送数据和接收数据 只有端口A可以工作于方式2,需要利用端口C的 5个信号线,其作用与方式1相同 方式2的数据输入过程与方式1的输入方式一样 方式2的数据输出过程与方式1的输出方式有一 点不同:数据输出时8255A不是在OBF*有效时 向外设输出数据,而是在外设提供响应信号 ACK*时才送出数据
中断允许触发器
中断请求信号 请求CPU接收数据
方式1输入联络信号

STB*——选通信号,低电平有效

由外设提供的输入信号,当其有效时,将输入设备送 来的数据锁存至8255A的输入锁存器 8255A输出的联络信号。当其有效时,表示数据已 锁存在输入锁存器 8255A输出的信号,可用于向CPU提出中断请求, 要求CPU读取外设数据
8255A在IBM PC/XT上的应用

工作在基本输入/输出方式0


端口A为方式0输入,用来读取键盘扫描码 端口B工作于方式0输出,例如控制扬声器等 端口C为方式0输入,读取系统状态和配置

系统的初始化编程: mov al,10011001b out 63h,al
;方式控制字99H
打印机接口的信号与时序
2. 读写数据端口

初始化编程后:


当数据端口作为输入接口时,执行输入IN指 令将从输入设备得到外设数据 当数据端口作为输出接口时,执行输出OUT 指令将把CPU的数据送给输出设备

8255A具有锁存输出数据的能力

对输出方式的端口同样可以输入 不是读取外设数据 读取的是上次CPU给外设的数据

置位允许中断,复位禁止中断


对INTE的操作通过写入端口C的对应位实 现,INTE触发器对应端口C的位是作应答 联络信号的输入信号的哪一位,只要对那 一位置位/复位就可以控制INTE触发器 选通输入方式下

端口A的INTEA对应PC4 端口B的INTEB对应PC2
方式1输出引脚:A端口
PA7~PA0
1. 写入方式控制字:控制字格式
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