第6章 输入输出接口
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第6章 基本输入输出接口(jkbs)--0173页PPT
IN AX,DX
第6章：OUT指令实例（向300H端口输出一个字节）
；唯一的方法：间接寻址，字节量输出 MOV AL,BVAR ；BVAR是字节变量 MOV DX,300H OUT DX,AL
第6章：输入/输出指令（IN、OUT）特点
（1） 累加器AL、AX的专用指令 对输入指令IN ，目的操作数只能为AL, 或AX IN AL, 21H IN AX, DX IN BX, 21H 对输出指令OUT ，源操作数只能为AL, 或AX OUT 20H, AL OUT DX, AX OUT DX, CX
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，是CPU与外界进行信息 交换的中转站。
PC机系统板的可编程接口芯片、I/O总线槽的电路 板（适配器）都是接口电路
CPU
接口 电路
I/O 设备
第6章：6.1.1 I/O接口的主要功能
⑴ 对输入输出数据进行缓冲和锁存 输出接口有锁存环节；输入接口有缓冲环节 实际的电路常见： 输出锁存缓冲环节、输入锁存缓冲环节
；方法3：直接寻址，字节量输入
IN AL,21H
MOV AH,AL
IN AL,20H
；方法4：间接寻址，字节量输入
MOV DX,21H
IN AL,DX MOV AH,AL DEC DX IN AL,DX
；方法1：直接寻址，字量输入 IN AX,20H
；方法2：间接寻址，字量输入 MOV DX,20H
OUT 20H, AL
E620
IN AL, DX
输入指令（IN：将外设数据传送给CPU内的AL/AX）
IN AL,i8 ;字节输入
IN AL,DX ;字节输入
IN AX,i8;字输入
计算机原理 第六章输入输出系统
1
2
3
为保证总线所传输的信息的有效性，总线 信息应具有单一性：在同一时刻至多只能有一 个部件向总线发送信息，但可以有多个部件同 时接收总线信息。
1. 总线电路： 输出挂在总线上的部件需通过“总线电路” 向总线发送信息。
总线电路由三态输出器件（TSL器件）承担。 input TSL control output
1. ISA总线：用于IBM PC/XT 微机系统，(8086)，一共６２根信号线， 其中２０根地址线，８根数据线，４个读写信号，６个中断请求线，３ 路ＤＭＡ请求，还包括时钟、电源线和地等，总线带宽 8.33 MB/s。
２．EISA总线 （80386）， 数据线扩展到了３２位，带宽达到了33.3MB/s。 3. PCI总线：（Peripheral component interconnection）（外围部 件互连） 总线频率为33 MHZ→66MHZ→133MHZ, 可以直接连接高速外部 设备。 同步时序总线，对地址信号和数据信号分时复用， 64根线，采用集中式的总线仲裁方式。 ４．AGP总线（加速图形接口总线） AGP总线把主存和显存连接起来，不再走PCI总线。 ５．USB总线（通用串行总线）主要用于连接低速输入输出设备。 带宽为1.5MB/s。
3. 控制总线CB（Control Bus） 控制总线用来传送各类控制/状态信号。
包括I/O读写命令，MEMR/W存储器读写命令，应答信号，总线请求与 总线使用信号，复位信号，时钟信号等。
4. 电源线
许多总线标准中都包含了电源线的定义，主要有+5V逻辑电源；GND逻 辑电源地；-5V辅助电源；±12V辅助电源。
２．计数器查询方式
在计数器查询方式中，总线上的任一设备申请使用总线时，通过 BR线发出总线请求。
微机原理与接口技术_第6章 IO接口
三、I/O端口编址 （续） 2.I/O独立编址(续)
缺点： 专用I/O指令增加指令系统复杂性，且I/O指 令类型少，程序设计灵活性较差； 要求处理器提供MEMR#/MEMW#和IOR#/IOW#两 组控制信号，增加了控制逻辑的复杂性。
三、I/O端口编址 （续）
PC系列微机I/O端口访问 1.I/O端口地址空间
程序控制方式
程序控制方式是指CPU与外设之间的数据传送由程序 控制完成。 程序控制方式又分为无条件传送和条件传送两种 1.无条件传送方式（同步传送） 特点：输入时假设外设已准备好，输出时假设外设 空闲。 要求：输入接口加缓冲器，输出接口加锁存器。 应用：对简单外设的操作。
1. 无条件传送方式（同步传送） 输入接口的设计要求:
寻 址 确定输入端口地址 AB、M/ IO、ALE、DT/R 等待数据输入 等待数据输入 输入缓冲器 读入数据 输入缓冲器 DB CPU
一、 I/O 接口的功能 （续）
3. I/O接口应具有的功能（解决的方案）
1） 设置数据缓冲器以解决两者速度差异所带来的 不协调问题； 输出时： CPU DB 锁存器 输出设备数据线
以上三类信息分别通过各自的寄存器和相应的控制逻辑 来完成信息的传送。通常将这类寄存器和相应的控制逻辑称 为I/O端口。CPU与一个外设之间通常有三个端口。数据端口 (输入/输出)；状态端口；控制端口。
二、I/O接口的一般结构 （续） I/O接口组成：接口由接口硬件和接口软件组成。 1.接口硬件
接口
这类接口面对总线，因此要使用三态输出器件； 对于输入信号有记忆功能的一般使用三态门； 对于输入信号无记忆功能的一般还要增加锁存功能；
1. 无条件传送方式（同步传送）
微机接口复习资料.
等待状态Tw
同步时序通过插入等待状态Tw ，来使速度差别较 大的两部分保持同步 在读写总线周期中，判断是否插入Tw 1. 在T3的前沿检测READY引脚是否有效 2. 如果 READY 无效，在 T3 和它 T4 之间插入一个等 效于T3的Tw ，转1 3. 如果READY有效，执行完该T状态，进入T4状态Leabharlann 第6章基本输入输出接口（复习）
试题（查询方式连续输出多个数据）： 查询输出接口电路如上图，其数据端口的地址为FFE0H，并 用端口FFE2H提供状态，当其D7为0时表明输出设备已取走 数据端口的数据。请编写采用查询方式进行数据传送的程序 段，要求从2000H:3350H开始的内存中读取100个字节的数 据，传送给输出设备。
微机系统与接口技术期末总复习 期末考试，约80%都是接口编程题 建议对本复习中的编程题，在看完参考 答案后，自己再闭卷重做一遍，这对你 通过考试非常有用！ 另外，要熟悉试卷附录的格式!
第2章微处理器指令系统(复习) 掌握8088的内部结构和内部寄存器组（各寄存器的功能和用法）
8088内部分为两个部件：总线接口部件BIU和执行部件EU
第2章微处理器指令系统(复习)
试题5: MOV SI, OFFSET DATA Loop again 与 与 LEA SI, DATA等价？ 是
DEC CX JNZ AGAIN 等价？ 是！注意使用Loop指令时，先要对CX设置循环初值， 试题6:分析并写明下列指令的错误原因，并给出正确指令或指令序列 1. ROL AX , 4 错误原因：移位指令中指示的移位次数大于1。 正确指令序列：MOV CL，4 ROL AX , CL 2. MOV DS, 100 错误原因：直接对段寄存器操作MOV指令有限。 正确指令序列：MOV AX，100 MOV DS, AX
第六章 IO接口和总线
1、缓冲器 74LS244
单路基本组成：
真值表 A
B
G#
0
A
1
B
1
0 G
1
0
高阻
0
状态
1A1 1A2
/1G 1A1 2Y4 1A2 2Y3 1A3 2Y2 1A4 2Y1 GND
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1Y1 1Y2 1Y3 1Y4 2Y1 2Y2 2Y3 2Y4
244
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
需要输入设备送入信息，输出设备送出结果，这些输 入输出设备被称为外设。
通信：计算机（CPU）与外设间的数据、状态和控制
命令的交换过程统称为通信。
2、CPU与外设直接通信存在的问题 速度不匹配（CPU快，外设慢） 信号电平不匹配 （CPU使用TTL电平，外设多为机电设备） 信号格式不匹配 （CPU总线上为并行数字量，而外设有串行模拟量等） 时序不匹配 解决方案： 用I/O接口：把外设连接到CPU总线上的一组逻辑电 路的总称。用于协调外设与主机之间的信息交换。
2、译码的常用方法
线选法
利用一根地址线，产生指定的端口地址的选择信号。
A7
PORT1
当A7=1,选中PORT1，地址可为80H 当A6=1,选中PORT2，地址可为40H 当A5=1,选中PORT3，地址可为20H
A6
PORT2
对于PORT1，地址为81H，82H，83H
等仍可选中。
A5
PORT3
无条件输出电路例子 例：假设该端口号为
0# D0
80H，要想让0、2、4、
6号灯亮，如何编写
D1
1D 2D
输入输出接口技术第六节微型打印机及其接口
输入输出接口技术第六节微型打印 机及其接口
一、8031与GP-16微型打印机的接口
（二）打印命令和工作方式
图形打印（BnNNH）：GP16接收到图形打印 命令和规定行数后，等待主机送来一行96个字 节的数据，开始打印。把这些数据所确定的图 形打印出来，然后再接收CPU的图形数据，直 到规定的行数打完为止。
一、8031与GP-16微型打印机的接口
（一）GP16简介 此时把GP-16的忙状态信号BUSY送到
单片机的外中断请求输入端（如INT0、 INT1），并赋予一定的中断级别。当 BUSY＝0，即GP-16空闲时便向单片机发 出中断请求。
输入输出接口技术第六节微型打印 机及其接口
一、8031与GP-16微型打印机的接口
3个点行数，则n=7+3=10，所以n值应大于或等于8。
NN为打印字符行输数入输(出含接机口空及技其术打接第口六)。节微型打印
一、8031与GP-16微型打印机的接口
（二）打印命令和工作方式
空走纸命令（8nNNH）：打印机自动走纸N*n个 点行。
打印字符串（9nNNH）：打印机接收完CPU写入 的16个字符（一行）后，进行打印，打印一行约 需1秒钟。收到非法字符按空格处理，收到换行 （0A），作停机处理。当打完规定的NNH行数后， BUSY清零。 GP16打印机打印字符及其编码如表 4-20所列。表左侧为代码的高半字节，表顶部为 代码低半字节，代码为十六进制。
目前国内应用较广泛的是GP-16型等微 型打印机。它们是以8039单片机为控制器 的智能化打印机，每行可打印5×7点阵的 字符16个，能打印240个字符及图形和曲 线，如果配上PP40彩色绘图打印机，不仅 可打印字符，还可描绘精度较高的彩色图 表，本节介绍上述两种微型打印机与单片 机的接口。
一、8031与GP-16微型打印机的接口
（二）打印命令和工作方式
图形打印（BnNNH）：GP16接收到图形打印 命令和规定行数后，等待主机送来一行96个字 节的数据，开始打印。把这些数据所确定的图 形打印出来，然后再接收CPU的图形数据，直 到规定的行数打完为止。
一、8031与GP-16微型打印机的接口
（一）GP16简介 此时把GP-16的忙状态信号BUSY送到
单片机的外中断请求输入端（如INT0、 INT1），并赋予一定的中断级别。当 BUSY＝0，即GP-16空闲时便向单片机发 出中断请求。
输入输出接口技术第六节微型打印 机及其接口
一、8031与GP-16微型打印机的接口
3个点行数，则n=7+3=10，所以n值应大于或等于8。
NN为打印字符行输数入输(出含接机口空及技其术打接第口六)。节微型打印
一、8031与GP-16微型打印机的接口
（二）打印命令和工作方式
空走纸命令（8nNNH）：打印机自动走纸N*n个 点行。
打印字符串（9nNNH）：打印机接收完CPU写入 的16个字符（一行）后，进行打印，打印一行约 需1秒钟。收到非法字符按空格处理，收到换行 （0A），作停机处理。当打完规定的NNH行数后， BUSY清零。 GP16打印机打印字符及其编码如表 4-20所列。表左侧为代码的高半字节，表顶部为 代码低半字节，代码为十六进制。
目前国内应用较广泛的是GP-16型等微 型打印机。它们是以8039单片机为控制器 的智能化打印机，每行可打印5×7点阵的 字符16个，能打印240个字符及图形和曲 线，如果配上PP40彩色绘图打印机，不仅 可打印字符，还可描绘精度较高的彩色图 表，本节介绍上述两种微型打印机与单片 机的接口。
微型计算机原理与接口技术(何宏)章 (6)
第6章 输入/输出接口技术
2．端口编址方式 既然端口可被微处理器访问，如同存储单元，那么每个端口 也存在着编址的方式问题。在当今流行的各类微机中，对I/O接口 的端口编址有两种办法，即端口统一编址和端口独立编址。用 Motorola公司的微处理器，如6800、68000系列构成的微型机采用 前一种方法；而用Zilog和Intel 公司的微处理器，如Z-80、Z800、8086/8088、80286、80386、80486、Pentium等系列构成的 微型机都采用后一种方法。
期(WR为低电平时)呈现在数据总线上，这样短的时间用于向低速 外围设备传送是不可能的，因此，要在接口电路中设置数据锁存 器，将CPU输出的信息先放在锁存器中锁存，再由外设进行处理， 以解决双方的速度匹配问题。
第6章 输入/输出接口技术
2．缓冲隔离功能 CPU与外设的信息交换是通过CPU的数据总线完成的，系统不 允许外设长期占用数据总线，而仅允许被选中的设备在读周期(或 写周期)占用数据总线。通过接口电路，就可以实现外围设备信息 在CPU允许期内传递到CPU数据总线上，其他时间对CPU总线呈高阻 状态，这样，设备之间可互不干扰。一般在接口电路中设置输入 三态缓冲器满足上述要求。 3．转换功能 通过接口电路，可以实现模拟量与数字量之间的转换。若外 设电平幅度不符合CPU要求，则通过接口电路进行电平匹配，也可 以实现串行数据与并行数据的转换。
息、状态信息和控制信息3种类型。 1．数据信息 CPU和外围设备交换的基本信息就是数据，数据通常为8位或
16位。数据信息大致分为以下3种类型。 (1) 数字量。数字量是指由键盘、磁盘、扫描仪等输入设备
读入的信息，或者主机发送给打印机、磁盘、显示器、绘图仪等 输出设备的信息，它们是二进制形式的数据或是以ASCII码表示的 数据及字符，通常为8位。
第六章1 简单接口及8255
第6章 常用接口芯片及应用
6.1 简单接口
6.1.1 三态门接口芯片 一个典型的三态门接口芯 片 (74LS244) 如 图 所 示 。 从 图 中
不难看出该芯片由 8 个三态门构
成，其中每 4 个三态门由一个控 制端(
E1
或 E2
)来控制。当控制
端有效时 ( 低电平 ) ，三态门导通；
当它们为高电平时，相应的三态 门呈现高阻状态。
第6章 常用接口芯片及应用
6.4.2 方式可用软件编程来指定。
1. 工作方式0（基本输入输出方式）
（1） 端口A、B和C（PC7~PC4及PC3~PC0）都可工作于输入或输出。 三个端口无必然联系，各端口输入输出组合共有16种，可适用于多种 用途。
将8255连接到系统总线上,如图6.27上 所示。
由图6.27可见,8255与8088总线
连接是比较容易的。只是图中为了简 化起见未画出AEN的形成。 8255的寻址
第6章 常用接口芯片及应用
8255的连接
第6章 常用接口芯片及应用
6.2.5 初始化及应用举例
1、将控制字写入8255的控制寄存器即可实现。 2、输出相应的控制信号给外设。 例：8255与8086相连，外设为打印机，说明初始化过程。
可编程并行接口8255引线图
第6章 常用接口芯片及应用
2.内部结构
为了控制方便,将8255的3个口 分成A,B两组。 A组包括8条线PA0~PA7和C 口的高4位PC4~PC7。 B组包括8条线PB0~PB7和C 口的低4位PC0~PC3。
A组和B组分别由软件编程来
加以控制。 8255的内部结构框图
单向三态门驱动器74LS244
第6章 常用接口芯片及应用
第6章-并行输入输出接口
R1 R2
数据
状态 控制
CPU
I/O 接口 „
Rn
外设
图6-1
I/O接口的基本结构
根据I/O接口的功能，接口电路的典型结构如图6-1所示。接口作为 一个“桥梁”，一边连着系统总线，另一边连着外部设备，是CPU与 外设进行信息交换的中转站。
正如上图所示，每个接口部件都包含一组寄存器，CPU与外设之间 进行数据传输时，各种不同的信息（数据信息、状态信息和控制信息） 进入不同的寄存器。
数据总线（DB ） 中央 处理器 CP U 控制总线（C B ） 地址总线（AB ） I/O 接口 I/O 接口
内存储器
I/O 设备
图1-1
I/O 设备
微机系统结构示意图
一. I/O接口的定义
伴随着计算机技术的飞速发展，各种功能繁多的外设不断出现。这些 外设的组成及工作原理千差万别（机械式、电子式、光电式），所采用的 信号形式也各不相同（数字量、模拟量、开关量），工作速度差异也很大 （高速、中速、低速），„ „ 。由于它们的多样性和复杂性，使得这些 外设不可能像存储器那样直接连在系统总线上，CPU也无法直接对所有外 设进行管理与控制。因此，CPU与外设之间必须有某个中间环节，这就是
2. 独立编址方式 这种方式中，内存地址空间和I/O端口地址是相对独立的。比 如在8086/8088CPU中，其内存地址是从00000H～FFFFFH连续的 1M字节，而I/O地址范围从0000H ～FFFFH ，它们相互独立，互不 影响。同时，设置了专门的IN、OUT等I/O指令。 优点： 不占用内存空间；访问I/O端口的指令格式较短，速度 快，程序可读性强。 缺点：需设置专用指令，这些指令功能较弱； CPU的I/O 控制 逻辑相对比较复杂。
数据
状态 控制
CPU
I/O 接口 „
Rn
外设
图6-1
I/O接口的基本结构
根据I/O接口的功能，接口电路的典型结构如图6-1所示。接口作为 一个“桥梁”，一边连着系统总线，另一边连着外部设备，是CPU与 外设进行信息交换的中转站。
正如上图所示，每个接口部件都包含一组寄存器，CPU与外设之间 进行数据传输时，各种不同的信息（数据信息、状态信息和控制信息） 进入不同的寄存器。
数据总线（DB ） 中央 处理器 CP U 控制总线（C B ） 地址总线（AB ） I/O 接口 I/O 接口
内存储器
I/O 设备
图1-1
I/O 设备
微机系统结构示意图
一. I/O接口的定义
伴随着计算机技术的飞速发展，各种功能繁多的外设不断出现。这些 外设的组成及工作原理千差万别（机械式、电子式、光电式），所采用的 信号形式也各不相同（数字量、模拟量、开关量），工作速度差异也很大 （高速、中速、低速），„ „ 。由于它们的多样性和复杂性，使得这些 外设不可能像存储器那样直接连在系统总线上，CPU也无法直接对所有外 设进行管理与控制。因此，CPU与外设之间必须有某个中间环节，这就是
2. 独立编址方式 这种方式中，内存地址空间和I/O端口地址是相对独立的。比 如在8086/8088CPU中，其内存地址是从00000H～FFFFFH连续的 1M字节，而I/O地址范围从0000H ～FFFFH ，它们相互独立，互不 影响。同时，设置了专门的IN、OUT等I/O指令。 优点： 不占用内存空间；访问I/O端口的指令格式较短，速度 快，程序可读性强。 缺点：需设置专用指令，这些指令功能较弱； CPU的I/O 控制 逻辑相对比较复杂。
I O接口
查询输出的编程
1,上一数据处理结束,ACK的负跳变 恢复 使D触发器复"0" ,上一数据处理结束, 的负跳变 恢复)使 触发器复 触发器复" " 的负跳变(恢复 输出装置,启动信号= 恢复 恢复)→ 输出装置,启动信号=0(恢复 →缓冲器输出 Busy=0; ; 2,查询状态信号,执行 指令 IN AL,状态口 ,查询状态信号, , Busy(bit7) →AL 3,若Busy =0,执行指令 OUT 数据口,AL, , 数据口, , , 输出数据AL → DB → 锁存器→ 输出装置; 锁存器→ 输出装置; 输出数据 D触发器置 ,启动输出装置 触发器置1,启动输出装置Busy=1,禁止输出 触发器置 , POLL: IN : TEST JNE MOV OUT AL,STATUS_PORT , AL,80H , POLL AL,STORE ;从数据区取数 , DATA_PORT,AL ,
查询输入接口电路(组成) 查询输入接口电路(组成)
IN AL, DATA_PORT ,
M/ IO RD
数据
输 入 装 置
锁 存 器
三态 缓冲 器
DB
D7
数据端口 +5V 状态端口
三态 DRQ Ready 缓冲 器
地址 译码
AB
选通
RD M/ IO
工作原理
IN AL, , STATUS_PORT
1,数据准备好,选通信号输出正跳变将 ,数据准备好, 数据→ 数据→锁存器
二,查询传送 CPU需不断查询外设的状态,一旦外设满足数据传送的条 需不断查询外设的状态, 查询外设的状态 就执行IN或 指令, 件,就执行 或OUT指令,读入或输出数据. 指令 读入或输出数据.
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查询传送方式
2. 查询输出 D7 ～ D0 /IOR 162H 160H C Q D R +5V 状态锁存器 锁 存 器 CLK DB DAC RDY
D0 地址 译码 器
A15 ～ A1 A0
/IOW
ACK C
CS
164H
查询输出工作原理
机械系统计算机接口技术
查询传送方式
1）CPU输出数据：对160H端口执行写操 作，160H & /IOW有效，即锁存器CLK有 ※ 将AL中的数据输出 WRITE PROC
地址 译码 器 160H
/CE
数据 锁存 器
输出
CLK 地址 地址 状态 数据 S3~S6
M/IO 设备 A19~A16 /BHE AD15~AD0 ALE /WR DT/R /DEN READY
MOV OUT
DX, 160H DX, AL
输出的数据在AL中存放 输出端口地址为160H
I/O写总线周期时序
输入输出接口
第六章 输入输出接口
机械系统计算机接口技术
基本知识 第5.1节 基本知识
输入/输出设备是外部设备，简称外设。微机与外设之间的信息交 换称为输入和输出。
存储器与系统总线相连，CPU可直接访问，外设则需要通过接口 与系统总线相连 ROM I/O接口 RAM 外设
系统总线
CPU
接口：外设与总线之间的中间环节，是计算机与外设交换信息的控制电路
D7~D0
A INTR D Q C
/IOW A15 ~ A0 /IOR
/INTA 地址 160H 译码 162H 器
B A 中断屏蔽触发器
B 中断请求触发器 中断方式输入的接口电路机械系统计算机接口技术
中断传送方式
※ ① 中断方式接口电路工作过程说明 外设准备好数据后，发EOC信号（负脉冲），把数据锁存到锁存器，
机械系统计算机接口技术
查询传送方式
二. 查询传送方式
CPU不断检测外设状态，外设满足条件时才传送数据。特点：电路 和程序简单，但占CPU时间，效率较低。常用一位或几位表示外设状态 1. 查询输入 D7 ～ D0 /IOR
D0
三态 缓冲 器 /OE
锁 存 器
DB ADC
EOC
/EN
A15 ～ A1
A0 /IOW
数据口
状态口
外设
控制口
CPU对外设的输入输出操作，实质是对接口芯片中各端口的读写操作
二. I/O端口的编址
1. 内存与I/O端口统一编址：外设端口的地址空间是内存地址空间的一 部分，所有访问内存空间的指令均能访问I/O端口
2. 独立编址：内存与I/O端口具有独立的地址空间，CPU通过专用的IN
和OUT指令访问I/O端口
地址 译码 器 162H /CE
160H
164H 查询输入工作原理
+5V 状态锁存器
/R Q C D
机械系统计算机接口技术
查询传送方式
1）启动ADC：对164H端口执行写操作，
※ 从ADC读取数据，存放到AL 164H & /IOW有效，即ADC的/EN有 READ PROC 效，启动ADC转换(写的数据不重要) MOV DX, 160H IN AL, DX ;清状态 2）外设转换结束，置状态信息为1 MOV DX, 164H ADC转换结束，由EOC产生负脉冲， OUT DX, AL ;启动ADC 将AD数据锁存到锁存器，并置状态锁 READ1: 存器输出为1 (锁存状态位) MOV DX, 162H 3）查询状态位：对162H端口执行读操作, IN AL, DX ;读状态 162H & /IOR有效，读取D7~D0，状 TEST AL, 1 ;判断状态位 态位由D0位传送 JZ READ1 4）读取数据：若D0位为1，则对160H端 MOV DX, 160H 口执行读操作，160H & /IOR有效， IN AL, DX ;读取数据 即三态缓冲器/OE有效，通过D7~D0 RET 读入转换数据，同时状态锁存器/R有 READ ENDP 机械系统计算机接口技术 效，清除状态，防止CPU重读数据
机械系统计算机接口技术 CLI 清IF=0 禁止中断
中断处理过程
3. 中断处理过程（重要）
1）中断检测 —— CPU在每条指令执行的最后一个时钟周期检测中断请求， 若出现以下情况之一，则进入中断响应周期。
有软件中断请求 有NMI中断请求信号
有INTR中断请求信号，且CPU允许中断响应，即IF=1
同时置中断请求触发器输出为1，若此时中断屏蔽触发器输出Q为1，
则INTR信号有效，向CPU产生中断请求 ② ③ 当INTR为高电平，且CPU中断开放（IF＝1），则CPU响应中断， CPU输出/INTA信号，读取中断类型码，并清除中断请求触发器 CPU根据所获得的中断类型码进入相应中断服务程序，读取数据 MOV DX, 162H ;对输入数据
中断响应过程
4）得到中断向量 —— 系统根据中断类型码形成中断服务程序的入口地址， 转入中断服务程序执行，每个中断都有自己的处理程序。
5）中断服务处理 —— 进入中断服务程序后，通常由以下步骤组成
保护现场 中断处理 恢复现场 用中断返回指令(IRET)返回
6）中断返回 —— 从堆栈中依次恢复断点处CS:IP和FLAG
平时才允许该接口芯片发中断请求
IEO = IEI • INT INT表示该设备有中断请求
每个接口芯片的中断请求输出为OC门，具有负逻辑的“线或”关系
④
响应中断时由INTA从接口读取中断类型码 机械系统计算机接口技术
中断优先级
※ 中断优先权编码电路
比较器 B2 B1 B0 A>B A2 A1 A0 中断 服务 寄存 器 IR0 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5 IR6 IR7机械系统计算机接口技术 Nhomakorabea 中断优先级
※ 链式优先权排队电路 外设2
IEI 接口2 IEO
/CS1 /CS2
外设1
+5V D7 ~ D0 INTA INTR IOR IOW IEI 接口1 IEO
外设3
IEI 接口3 IEO
/CS3
① ② ③
每个接口有一个中断允许输入IEI和中断允许输出IEO，只有IEI为高电
中断传送方式
中断源——任何能引发中断的事件都称为中断源，可分为： 硬件中断源：I/O设备，系统时钟，故障源等 软件中断源：程序中断指令（INT 3）、指令运行出错（INTO）等 2. 中断方式接口电路
三态 缓冲器 三态 D0 缓冲器 中断类型码(0FH) 锁存器 CLK +5V Q D R C D7~D0 输入 设备 EOC 选通信号
若是INTR，则产生/INTA信号，中断源通过数据总线的低8位将中 断类型码传送给CPU； 若是NMI，则类型码是2； 若程序出错产生中断，则使用默认的类型码； 若是中断指令，则指令中有类型码。
2）获取中断类型码 —— 进入中断响应周期以后：
3）保护断点 —— 系统自动将标志寄存器FLAG压入堆栈，清除TF和IF， 机械系统计算机接口技术 并将断点处的CS和IP压入堆栈，先压CS后压 IP
各种外设工作速度相差较大，因此CPU与不同外设应采用不同方式传送
一. 无条件传送方式
CPU不需要检测外设状态，直接使用IN和OUT命令完成输入和输出 1。无条件输入 D7～D0 三态 缓冲 器 /OE MOV I/O IN 说明：
DX, 160H AL, DX
A15～A1
A0 /IOR
地址 译码 器 160H /CE
装置
地址160H输出到A15~A0， 数据由D7~D0输入到AL
接口 电路
产生对应的译码输出
注：名为无条件，实为有条件，传送不能太频繁，以保证每次传送时，外 机械系统计算机接口技术 设都已准备就绪
无条件传送方式
2.
D7 ～ D0 A15 ～ A1 A0 /IOW
无条件输出
T1 T2 T3 T4 T1
效，输出数据通过D7~D0被锁存到锁存器输
出，同时状态锁存器C有效，置状态信息位 为1，向DAC表明输出数据已准备好 2）启动DAC工作：对164H端口执行写操 作，164H & /IOW有效，即DAC的/C有效， 启动DAC 4）DAC转换：若DAC取走数据，开始转
MOV
OUT MOV OUT MOV WRITE1: IN
DX, 160H
DX, AL DX, 164H DX, AL DX, 162H AL, DX ;查询状态 ;启动DAC ;输出数据
换，则发ACK信号，清除状态触发器输出
3）查询状态位：对162H端口执行读操 作，162H & /IOR有效，读取状态锁存器输 已取走数据，CPU可输出下一次数据。
TEST
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8086系统的I/O空间
※ 8086计算机系统的I/O空间 8086计算机系统采用独立编址，内存范围: 00000~FFFFFH，I/O 地址范围：0000~FFFFH，8086用低16根地址线，寻址64KB端口
偶地址端口数据由低8位数据总线(D7~D0)传送 奇地址端口数据由高8位数据总线(D15~D8)传送 奇、偶地址端口的访问由/BHE和A0控制 /RD I/O端口的读/写控制信号为/IOR和/IOW M/IO /WR /IOR /IOW
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中断优先级
4. 中断优先级
当系统中多个中断源同时发出中断请求时，CPU按照重要性和急 迫性（中断优先级）择优响应，处理原则为： ① ② ③ ④ CPU先响应高优先级中断，再响应低优先级中断 高优先级中断请求可以打断当前低优先级中断处理（中断嵌套） 低优先级中断请求不能打断高优先级中断处理 若出现同级中断请求，则等当前中断处理完后，才处理新的请求