第3章节--IO地址译码
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第3章-IO端口地址译码技术
第3章 I/O 端口地址译码技术
本章主要内容
➢ I/O 端口的基本概念 ➢ I/O 端口译码的基本原理 ➢ I/O 端口译码电路的设计
2020/5/11
计算机接口技术
1
一、接口信息与功能
1、接口信息 • 数据信号：
如：8位、16位、32位数据；
• 状态信号：
表示外设是否准备好信号。
CPU
地址 数据 控制
；将端口F4H和F5H的16位数据送AX ；将端口F4H、F5H、F6H和F7H的32位数据送 ；EAX ；从DX指出的端口输入32位数据到EAX
；EAX内容输出到DX指出的32位数据端口
2020/5/11
计算机接口技术
10
I/O指令表示，CPU从端口读数据或向端口写数据，
仅仅是指I/O端口与CPU的累加器之间的数据传输，
并未涉及数据是否传输到存储器的问题。若要将端口的数据 传输到存储器，还得用MOV指令进行传输。
例如：
MOV [DI],AL IN AL,DX
；将数据从AL→存储器 ；从端口读数据到AL
MOV [DI],AL ；将数据从AL→存储器
MOV DX,301H ；I/O端口
将端口的 数据传输 到存储器
MOV AL,[SI] ；从内存取数据到AL
信号转换功能：协调总线信号与I/O设备信号。转换包 括信号的逻辑关系、时序配合和电平转换。
可编程功能：增加接口的灵活性和智能性。
3.1 I/O 地址空间
如果忽略I/O地址空间的物理特征，仅从软件编程的角度来看，和 存储器地址空间一样，I/O地址空间也是一片连续的地址单元，可供 各种外设与CPU交换信息时，存放数据、状态和命令代码之用。
出程序段：接口电路硬件保护及操作系统中数据恢复。
本章主要内容
➢ I/O 端口的基本概念 ➢ I/O 端口译码的基本原理 ➢ I/O 端口译码电路的设计
2020/5/11
计算机接口技术
1
一、接口信息与功能
1、接口信息 • 数据信号：
如：8位、16位、32位数据；
• 状态信号：
表示外设是否准备好信号。
CPU
地址 数据 控制
；将端口F4H和F5H的16位数据送AX ；将端口F4H、F5H、F6H和F7H的32位数据送 ；EAX ；从DX指出的端口输入32位数据到EAX
；EAX内容输出到DX指出的32位数据端口
2020/5/11
计算机接口技术
10
I/O指令表示，CPU从端口读数据或向端口写数据，
仅仅是指I/O端口与CPU的累加器之间的数据传输，
并未涉及数据是否传输到存储器的问题。若要将端口的数据 传输到存储器，还得用MOV指令进行传输。
例如：
MOV [DI],AL IN AL,DX
；将数据从AL→存储器 ；从端口读数据到AL
MOV [DI],AL ；将数据从AL→存储器
MOV DX,301H ；I/O端口
将端口的 数据传输 到存储器
MOV AL,[SI] ；从内存取数据到AL
信号转换功能：协调总线信号与I/O设备信号。转换包 括信号的逻辑关系、时序配合和电平转换。
可编程功能：增加接口的灵活性和智能性。
3.1 I/O 地址空间
如果忽略I/O地址空间的物理特征，仅从软件编程的角度来看，和 存储器地址空间一样，I/O地址空间也是一片连续的地址单元，可供 各种外设与CPU交换信息时，存放数据、状态和命令代码之用。
出程序段：接口电路硬件保护及操作系统中数据恢复。
第3章 端口地址译码技术
的接口卡发生冲突，最好采用DIP开关进行地址设置。
可通过“附件”→“系统信息”→“硬件资源”→“I/O” 选项来查看 I/O 端口的地址分配状况
12
2.3 I/O端口地址译码
(1) 基本概念与原理
基本概念
▲当执行I/O指令时，CPU首先在总线上发出要访问的端口地
址和必要的控制信号，然后通过一个译码电路将这些信号 转换为相应的I/O端口选通信号。
23
A2 A3 A4
A B C
Y0 Y1 Y2 Y3 2F0H~2F3H 8255A
A8
G2B G2A G1
Y4 Y5 Y6 Y7 74LS138 A0 A1 CS
M/IO# AEN
A5 A6 A7 A9
A0 A1
地址 2F0H 2F3H
A9 1 1 G
A8 0 0 G2B
A7 1 1
A6 1 1 G
能弱，程序设计灵活性差。增加了控制逻辑的复杂性。
6
(3) 独立编址下的I/O指令
指令类型
▲IN：从I/O端口读入数据到微处理器的累加器中。
▲OUT：将微处理器累加器中的数据写入到I/O端口。
注意：数据只在累加器（AX或AL）和端口间进行传递。
原则：传输字节数据时使用AL；传输字数据时使用AX。
基本内容
▲I/O端口与内存单元统一进行地址分配，使用统一的指令访问
I/O端口或者内存单元。又称存储器映射编址方式。
▲Motorola公司的68系列、Apple系列微机即是统一编址。
地址空间 0
内存地址 ( 共960K)
EFFFFH F0000 H I/O 地址 ( 共64K) FFFFFH
3
优点
I-O端口地址译码技术
I/O端口地址译码技术
统一编址的主要优点：一是对任何存储器操作指令都可用 于操作I/O接口，而不必使用专用的I/O指令，系统中存储器操 作指令是丰富多彩的，可以大大增强系统的I/O功能，使访问外 设端口的操作方便、灵活、不仅可对端口进行数据传送，还可 对端口内容进行移位和算术逻辑运算等；二是可以使外设数目 或I/O寄存器数目只受总存储容量的限制，从而大大增加系统的 吞吐率，这在某些大型控制或数据通信系统等特殊场合是很有 用的；三是使微机系统的读/
主要缺点：一是端口地址占用了存储器地址，使可用的内 存空间相对减少；二是由于地址位数长，访问内存的指令一般 较长，执行速度较慢；三是为了识别一个I/O端口，必须对全部 地址线译码，这样不仅增加了地址译码电路的复杂性，而且使
统一编址方式在单片机中得到广泛应用，而在通用型的计 算机系统中已经不再使用。
I/O端口地址译码技术
I/O端口地址译码技术
同时，由于使用专门的I/O指令访问端口，并且I/O端口地 址和存储器地址是分开的，故I/O端口地址和存储器地址可以 重叠，而不会相互混淆。并且由于存储器与I/O端口的控制结
这种方式的缺点是专用I/O指令类型少，远不如存储器访 问指令丰富，使程序设计的灵活性较差；且使用I/O指令一般 只能在累加器和I/O端口间交换信息，处理能力不如存储器映 像方式强；尤其是要求处理器能提供存储器读/写及I/O端口读/ 写两组控制信号，这不仅增加了控制逻辑的复杂性，而且对于 引脚线本来就紧张的CPU芯片来说不能不说是一个负担。
OUT PORT，AL
其中，PORT是一个8位的字节地址。
I/O端口地址译码技术
例如:
IN AL，60H；60H为系统板8255A的PA
OUT 61H，AL；61H为系统板8255A的PB
O地址译码一、实验目的掌握IO地...
微机原理硬件实验报告实验一I/O地址译码一、实验目的掌握I/O地址译码电路的工作原理。
二、实验原理和内容1、实验电路如图1-1所示，其中74LS74为D触发器，可直接使用实验台上数字电路实验区的D触发器,74LS138为地址译码器。
译码输出端Y0～Y7在实验台上“I/O地址“输出端引出，每个输出端包含8个地址，Y0：280H～287H，Y1：288H～28FH，……当CPU执行I/O指令且地址在280H～2BFH范围内，译码器选中，必有一根译码线输出负脉冲。
利用这个负脉冲控制L7闪烁发光（亮、灭、亮、灭、……），时间间隔通过软件延时实现。
2、接线： Y4/IO地址接 CLK/D触发器Y5/IO地址接 CD/D触发器D/D触发器接 SD/D角发器接 +5VQ/D触发器接L7（LED灯）或逻辑笔三．硬件连线图四．软件流程图五．源程序CODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART: MOV DX,2A0HOUT DX,ALCALL DELAYMOV DX,2A8HOUT DX,ALCALL DELAYJMP STARTMOV AX,4C00HINT 21HDELAY PROC NEAR --延时子程序MOV BX,200LOOP1:MOV CX,0FFFFHLOOP2:LOOP LOOP2DEC BXCMP BX,0JNZ LOOP1RETDELAY ENDPCODE ENDSEND START六．实验结果小灯L7出现亮灭交替的现象，通过改变延时子程序BX的值可以改变亮灭的时间间隔。
七．实验总结与心得体会本次实验主要是对延时子程序的编写，由于书上有范例所以比较简单。
实验二简单并行接口一、实验目的掌握简单并行接口的工作原理及使用方法。
二、实验原理和内容1、按下面图简单并行输出接口电路图连接线路(74LS273插通用插座，74LS32用实验台上的“或门”)。
74LS273为八D触发器，8个D输入端分别接数据总线D0～D7，8个Q输出端接LED显示电路L0～L7。
第3章+地址译码技术与存储器接口
3.1.1.概述
• I/O端口:是微处理器与输入输出设备直接通 信的寄存器或某些特定的器件。一个接口可 以有多个端口，如命令端口、状态端口和数 据端口等。
• I/O操作:CPU对I/O接口电路(与设备相关)的 操作.不是访问I/O设备.
• 计算机给接口电路中的每个寄存器分配一个端口， 因此,U在访问这些寄存器时，只需指明它们的端 口，不需指出是什么寄存器。
• 4)VC++程序
3.1.4. I/O端口地址分配
IBM PC/XT I/O 端口地址分配图
0000
001F 0020
003F 0040
005F 0060
007F 0080
009F 00A0
00BF 0080
32字节 32字节 32字节 32字节 32字节 32字节
0000～000F 0020～0021 0040～0043 0060～0063 0080～0083 00A0～00BF
3.1.3 I/O端口访问指令 外设
• 80x86 CPU构成的计算机，其CPU外围 0000
接口芯片及I/O接口部件皆采用独立编
址方式，采用IN和OUT指令实现数据的
65 KOU1
输入和输出操作。
F3 KOU2
内存
00000
11 32
02 KOU3
32
• 1）8086/8088采用I/O端口与累加器传
00
01
送数据。
• 若端口地址在 0～FFH 范围内,则用直 接寻址
• IN AL，端口地址
（输入）
• OUT 端口地址 ，AL
（输出）00FF
执行的操作为：
0100 11 KOU100
(AL)<—(PORT) （字节操作）
• I/O端口:是微处理器与输入输出设备直接通 信的寄存器或某些特定的器件。一个接口可 以有多个端口，如命令端口、状态端口和数 据端口等。
• I/O操作:CPU对I/O接口电路(与设备相关)的 操作.不是访问I/O设备.
• 计算机给接口电路中的每个寄存器分配一个端口， 因此,U在访问这些寄存器时，只需指明它们的端 口，不需指出是什么寄存器。
• 4)VC++程序
3.1.4. I/O端口地址分配
IBM PC/XT I/O 端口地址分配图
0000
001F 0020
003F 0040
005F 0060
007F 0080
009F 00A0
00BF 0080
32字节 32字节 32字节 32字节 32字节 32字节
0000～000F 0020～0021 0040～0043 0060～0063 0080～0083 00A0～00BF
3.1.3 I/O端口访问指令 外设
• 80x86 CPU构成的计算机，其CPU外围 0000
接口芯片及I/O接口部件皆采用独立编
址方式，采用IN和OUT指令实现数据的
65 KOU1
输入和输出操作。
F3 KOU2
内存
00000
11 32
02 KOU3
32
• 1）8086/8088采用I/O端口与累加器传
00
01
送数据。
• 若端口地址在 0～FFH 范围内,则用直 接寻址
• IN AL，端口地址
（输入）
• OUT 端口地址 ，AL
（输出）00FF
执行的操作为：
0100 11 KOU100
(AL)<—(PORT) （字节操作）
第3章-IO地址译码
主要优点： (1) I/O端口地址不占用存储器空间； (2) I/O指令短，执行速度快；
FFFFH
(3) I/O操作和存储器操作层次清晰，程序的可读性强。
缺点:
I/O指令种类有限， I/O空间不易扩展
2、统一编址（存储器映象方式）
地址 0000H ... 0100H 00FFH ...
I/O空间 （256个） 整 个 地 址 空 间
四、DMA传送方式
工作原理 由外设与计算机内存直接进行数据交换，而不是通 过CPU； 在DMA传送期间，DMA控制器接管了总线控制权，而 CPU处在停机方式，即处于等待状态； 在DMA传送完成后，CPU再恢复对总线的控制权，进 入工作状态。 CPU 特点 数据的传送不经过CPU。 RAM 外设 要求 DMA 需要DMA控制器及相关逻辑支持。 控制器 应用 适用于高速度大量数据传送时。
2、C语言I/O语句
C语言有强大的I/O操作功能,利用c语言可方便地设计操作 界面,同时也可以对外设进行直接控制. 端口输出 outportb(port,value) //从port端口输出字节型数据 value outportw (port,value) //从port端口输出字型数据value
了解I/O端口地址分配 对接口设计者非常重要。 一、64K I/O地址映像图 I/O地址线：16位 I/O端口地址空间：64K 分为两部分。 ① 留给微机系统和ISA总线 地址固定 ② 留给PCI总线，主板功能和用户应用 地址动态分配
① 0000H~03FFH
② 0400H~FFFFH
3.3
I/O端口地址分配
第3章基本的I/O接口 ---来自I/O地址译码内容提要
第三章 端口地址译码技术
A１ A０ 0 0 8
•
22
逻辑表达式： Y= A9A8A7A6A5A4A3A2 A1A0 AEN IOR 摩根定律：或非=非与，非或=与非 Y=A9A8A7A6A5A4A3A2 + A1A0 AEN IOR
结论：输出Y低电平有效。即当端口地址 为2F8H，AEN=0，IOR=0低电平时，输出Y 有效。
第三章
3.1 3.3
I/O端口地址译码技术
I/O端口及其编址方式 I/O端口地址译码
返回目录
1
3.1
3.1.1
3.1.2 3.1.3
I/O端口及其编址方式
I/O端口和I/O操作
I/O端口地址编址方式 独立编址方式的端口访问
返回第三章
2
3.1.1
1.I/O端口
I/O端口和I/O操作
定义：端口（port）是接口电路中能被CPU直 接访问的寄存器（的地址）。 CPU 与外设之间交换信息具体是通过I/O 端口来进行的。
10
I/O端口访问
所谓对端口的访问就是CPU对端口的读/写。 指I/O端口与CPU的累加器之间的数据传送， 并未涉及数据是否传送到存储器的问题。
输入： 端口数据 输出： 内存中的数据
CPU中的累加器 CPU中的累加器
内存 I/O端口
11
3.1.3、独立编址方式的端口访问
1．I/O指令中端口地址的宽度
26
逻辑表达式：
Y1 =A9A8A7A6A5A4A3A2 + A1A0 AEN + IOR
Y1 = A9A8A7A6A5A4A3A2 · 1A0 AEN ·IOR A
I O地址译码(微机实验报告)
I/O地址译码一、实验目的掌握I/O地址译码电路的工作原理。
二、实验原理和内容实验电路如图1所示，其中74LS74为D触发器，可直接使用实验台上数字电路实验区的D 触发器,74LS138为地址译码器。
译码输出端Y0～Y7在实验台上I/O地址“输出端引出，每个输出端包含8个地址，Y0：280H～287H，Y1：288H～28FH，……当CPU执行I/ O指令且地址在280H～2BFH范围内，译码器选中，必有一根译码线输出负脉冲。
注意：命令中的端口地址 D820、D82A 是根据PCI卡的基址再加上偏移量计算出来的，不同的微机器PCI卡的基址可能不同，需要事先查找出来。
计算公式如下：计算出的地址查找出的PCI卡的基址+偏移量；（其中：偏移量 =2A0H - 280H或 2A8H –A80H）图1利用这个负脉冲控制L7闪烁发光（亮、灭、亮、灭、……），时间间隔通过软件延时实现。
三、编程提示1、实验电路中D触发器CLK端输入脉冲时，上升沿使Q端输出高电平L7发光，CD端加低电平L7灭。
2、由于TPC卡使用PCI总线，所以分配的IO地址每台微机可能都不同，编程时需要了解当前的微机使用那段IO地址并进行设置，获取方法请参看汇编程序使用方法的介绍。
（也可使用自动获取资源分配的程序取得中断号）。
四、实验代码CODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART:LOOP1:MOV CX,0FFFFHLP1:MOV DX,2AOHIN AL,DXLOOP LP1MOV CX,0FFFFHLP2:NOPLOOP LP2MOV CX,0FFFFHLP3:MOV DX,2A8HIN AL,DXLOOP LP3MOV CX,0FFFFHLP4:NOPLOOP LP4MOV AH,0BHINT 21HCMP AL,0JZ LOOP1MOV AH,4CHINT 21HCODE ENDSEND START五、实验总结通过实验，了解和掌握I/O地址译码电路的工作原理，熟悉汇编代码的编写。
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止与退出程序段：接口电路硬件保护及操作系 统中数据恢复。
• 辅助程序段：提供人-机对话手段。
3、接口的功能
• 数据缓冲功能:通过寄存器或锁存器实现。存放数据的 寄存器或锁存器称之为数据口。
• 接受和执行CPU命令功能：存放CPU命令代码的寄存器 称之为命令口,存放执行状态信息的寄存器称之为状态 口。
这种方式是接口中的端口地址单独编址,而不与存储 空间合一起。
如:IBM-PC系列、Z-80系列机
• 主要优点： 1、I/O端口地址不占用存储器空间;
2、I/O指令短，执行速度快；
3、I/O操作和存储器操作层次清晰，程序的可读性强。
3、Intel系列微机I/O编址
Intel系列微处理器支持I/O独立编址方式和I/O统一编 址（存储器映象编址）方式。I/O统一编址时,I/O地址不能缓 存。 • Intel系列微机系统仅支持I/O独立编址方式。
1.统一编址 从存储器空间划出一部分地址空间给I/O设
备,把I/O接口中的端口当作存储器单元一样进行 访问。 • 优点: 不设置专门的I/O指令,指令类型多，功能齐全。 • 缺点： 1、占用了存储器的地址空间，使存储器容量减小。 2、另外指令长度比专门I/O指令要长，因而执行 速度较慢。
2.独立编址
• 设备选择功能：CPU通过地址译码选择不同外设。即 CPU通过地址译码选择不同I/O接口。
• 信号转换功能：协调总线信号与I/O设备信号。转换包 括信号的逻辑关系、时序配合和电平转换。
• 可编程功能：增加接口的灵活性和智能性。
3.1.1 CPU与I/O之间的接口信息
1、接口信息
CPU
• 数据信息:
三、独立编址方式的端口访问
1. I/O指令中端口地址的宽度
IBM-PC系列采用I/O(input/output)指令访问端口,实 现数据的I/O传送。在I/O指令中可采用单字节地址或双 字节地址寻址方式。
• 单字节地址指令
其指令格式为:
IN AL, PORT
;输入
OUT PORT, AL
；输出
这里，PORT是一个8位的字节地址，则最多可访问256个 端口。
接口: 硬件— 支撑作用; 软件— 驱动控制。
CPU 接口 I/O设备
什么叫接口技术？
采用硬件与软件相结合的方法,研究微处理器如何与外 界进行最佳连接，实现高效可靠的信息交换的一门技术。
举例:
串行接口
并行接口
总线接口
显示卡 接口
USB 接口
键盘接口
硬盘接口
说明:
I/O设备与I/O接口
1. I/O接口受CPU控制,I/O设备受I/O接口控制。
端口输入: Value=inportb(port) //从port端口输入字节型数据,
并存储在 value变量中; Value=inportw(port) //从port端口输入字型数据,
;I/O端口
IN AL,DX ;从端口读数据到AL
MOV [DI],AL ;将数据从AL→存储器
输出时 MOV DX,301H
;I/O端口
MOV AL,[SI] ;从内存取数到AL
OUT DX,AL ;数据从AL→端口
3. C语言I/O语句
C语言有强大的I/O操作功能,利用c语言可方便 地设计操作界面,同时也可以对外设进行直接控制. • I/O命令 端口输出 outportb(port,value) //从port端口输出字节型数据 value outportw (port,value) //从port端口输出字型数据value
2. CPU通过端口地址向接口电路中的寄存器发送 命令,读取状态和传送数据。
3.一个接口可以有几个端口。 如命令口、状态口和数据口，分别对应于命令 寄存器、状态寄存器和数据寄存器。
举例:
30h
发送
命令寄存器
CPU
31h 传送
数据寄存器
32h
读取
状态寄存器
CPU对I/O端口的访问
3.1.3 I/O端口的编址方式
例如：
IN AL, 60H ；60H为系统板8255A的PA端口地址
OUT 61H, AL ；61H为系统板8255A的PB端口地址
• 双字节地址作为端口地址
MOV DX, × × × ×H
IN AL, DX
;8位传送
MOV DX, × × × ×H
OUT DX,AL
；8位传送
这里, × × × ×H 为16位的两字节地址。则最多
地址
如:数字量、模拟量、开关量; 数据
• 状态信息：
控制
数据
I/O
控制
设备
状态
表示外设是否准备好信号。
如：READY、BUSY、ACK
接口电路
• 控制信息:
表示启动、停止外设之类的信号. (STROBE)
3.1.2 I/O端口及其访问方式
一、I/O端口
1.接口电路中的端口是能被CPU直接存取访问的 寄存器。
低CPU的效率。 4. I/O直接接CPU，会使外设硬件结构过于依赖CPU，对
外设本身发展不利。
2. 接口组成
(1)接口硬件
(2)接口软件（设备驱动程序）
• 初始化程序段:设置接口工作方式及初始条
件。传送方式处理程序段：CPU针对不同的I/O 设备有不同的处理方式。
• 主控程序段：完成接口任务的程序。程序终
2. 为增加通用性，I/O接口的接口电路一般均具有可编程功能。
3. 微机的应用离不开与外部设备接口的设计、选用和连接。
• 为什么要引入接口?
1. 微机和I/O设备的信息类型和格式可能不一样。 2. 微机和I/O设备信号传输处理的速度可能不匹配。 3. 不用接口,I/O直接接CPU，随着外设增加，会大大降
第3章 基本的I/O接口
本章内容提要:
• 什么叫接口技术?
• 接口具有哪些功能? • 接口与CPU如何交换数据? • I/O端口及其编址方式 • I/O地址译码电路原理
3.1 I/O接口概述
一、接口（Interface） 就是CPU与外界的连接电路,或者说是与外
界进行信息交换的界面。
I/O设备: 键盘、显示器、打印机、硬盘、 光驱、控制设备、测量设备、 通讯设备
可寻址216=64K个端口。
例如:
MOV DX,300H IN AL,DX MOV DX,301H OUT DX,AL
;300H为扩展板8255A的PA端口 ; 301H为扩展板8255A的PB端口
2. I/O端口访问
• 所谓对端口的访问就是CPU对端口的读/写,将 端口的数据传送存储器。
例如:
输入时 MOV DX,300H
• 辅助程序段：提供人-机对话手段。
3、接口的功能
• 数据缓冲功能:通过寄存器或锁存器实现。存放数据的 寄存器或锁存器称之为数据口。
• 接受和执行CPU命令功能：存放CPU命令代码的寄存器 称之为命令口,存放执行状态信息的寄存器称之为状态 口。
这种方式是接口中的端口地址单独编址,而不与存储 空间合一起。
如:IBM-PC系列、Z-80系列机
• 主要优点： 1、I/O端口地址不占用存储器空间;
2、I/O指令短，执行速度快；
3、I/O操作和存储器操作层次清晰，程序的可读性强。
3、Intel系列微机I/O编址
Intel系列微处理器支持I/O独立编址方式和I/O统一编 址（存储器映象编址）方式。I/O统一编址时,I/O地址不能缓 存。 • Intel系列微机系统仅支持I/O独立编址方式。
1.统一编址 从存储器空间划出一部分地址空间给I/O设
备,把I/O接口中的端口当作存储器单元一样进行 访问。 • 优点: 不设置专门的I/O指令,指令类型多，功能齐全。 • 缺点： 1、占用了存储器的地址空间，使存储器容量减小。 2、另外指令长度比专门I/O指令要长，因而执行 速度较慢。
2.独立编址
• 设备选择功能：CPU通过地址译码选择不同外设。即 CPU通过地址译码选择不同I/O接口。
• 信号转换功能：协调总线信号与I/O设备信号。转换包 括信号的逻辑关系、时序配合和电平转换。
• 可编程功能：增加接口的灵活性和智能性。
3.1.1 CPU与I/O之间的接口信息
1、接口信息
CPU
• 数据信息:
三、独立编址方式的端口访问
1. I/O指令中端口地址的宽度
IBM-PC系列采用I/O(input/output)指令访问端口,实 现数据的I/O传送。在I/O指令中可采用单字节地址或双 字节地址寻址方式。
• 单字节地址指令
其指令格式为:
IN AL, PORT
;输入
OUT PORT, AL
；输出
这里，PORT是一个8位的字节地址，则最多可访问256个 端口。
接口: 硬件— 支撑作用; 软件— 驱动控制。
CPU 接口 I/O设备
什么叫接口技术？
采用硬件与软件相结合的方法,研究微处理器如何与外 界进行最佳连接，实现高效可靠的信息交换的一门技术。
举例:
串行接口
并行接口
总线接口
显示卡 接口
USB 接口
键盘接口
硬盘接口
说明:
I/O设备与I/O接口
1. I/O接口受CPU控制,I/O设备受I/O接口控制。
端口输入: Value=inportb(port) //从port端口输入字节型数据,
并存储在 value变量中; Value=inportw(port) //从port端口输入字型数据,
;I/O端口
IN AL,DX ;从端口读数据到AL
MOV [DI],AL ;将数据从AL→存储器
输出时 MOV DX,301H
;I/O端口
MOV AL,[SI] ;从内存取数到AL
OUT DX,AL ;数据从AL→端口
3. C语言I/O语句
C语言有强大的I/O操作功能,利用c语言可方便 地设计操作界面,同时也可以对外设进行直接控制. • I/O命令 端口输出 outportb(port,value) //从port端口输出字节型数据 value outportw (port,value) //从port端口输出字型数据value
2. CPU通过端口地址向接口电路中的寄存器发送 命令,读取状态和传送数据。
3.一个接口可以有几个端口。 如命令口、状态口和数据口，分别对应于命令 寄存器、状态寄存器和数据寄存器。
举例:
30h
发送
命令寄存器
CPU
31h 传送
数据寄存器
32h
读取
状态寄存器
CPU对I/O端口的访问
3.1.3 I/O端口的编址方式
例如：
IN AL, 60H ；60H为系统板8255A的PA端口地址
OUT 61H, AL ；61H为系统板8255A的PB端口地址
• 双字节地址作为端口地址
MOV DX, × × × ×H
IN AL, DX
;8位传送
MOV DX, × × × ×H
OUT DX,AL
；8位传送
这里, × × × ×H 为16位的两字节地址。则最多
地址
如:数字量、模拟量、开关量; 数据
• 状态信息：
控制
数据
I/O
控制
设备
状态
表示外设是否准备好信号。
如：READY、BUSY、ACK
接口电路
• 控制信息:
表示启动、停止外设之类的信号. (STROBE)
3.1.2 I/O端口及其访问方式
一、I/O端口
1.接口电路中的端口是能被CPU直接存取访问的 寄存器。
低CPU的效率。 4. I/O直接接CPU，会使外设硬件结构过于依赖CPU，对
外设本身发展不利。
2. 接口组成
(1)接口硬件
(2)接口软件（设备驱动程序）
• 初始化程序段:设置接口工作方式及初始条
件。传送方式处理程序段：CPU针对不同的I/O 设备有不同的处理方式。
• 主控程序段：完成接口任务的程序。程序终
2. 为增加通用性，I/O接口的接口电路一般均具有可编程功能。
3. 微机的应用离不开与外部设备接口的设计、选用和连接。
• 为什么要引入接口?
1. 微机和I/O设备的信息类型和格式可能不一样。 2. 微机和I/O设备信号传输处理的速度可能不匹配。 3. 不用接口,I/O直接接CPU，随着外设增加，会大大降
第3章 基本的I/O接口
本章内容提要:
• 什么叫接口技术?
• 接口具有哪些功能? • 接口与CPU如何交换数据? • I/O端口及其编址方式 • I/O地址译码电路原理
3.1 I/O接口概述
一、接口（Interface） 就是CPU与外界的连接电路,或者说是与外
界进行信息交换的界面。
I/O设备: 键盘、显示器、打印机、硬盘、 光驱、控制设备、测量设备、 通讯设备
可寻址216=64K个端口。
例如:
MOV DX,300H IN AL,DX MOV DX,301H OUT DX,AL
;300H为扩展板8255A的PA端口 ; 301H为扩展板8255A的PB端口
2. I/O端口访问
• 所谓对端口的访问就是CPU对端口的读/写,将 端口的数据传送存储器。
例如:
输入时 MOV DX,300H