第6章 6.1 微机接口的基本功能与结构 6.2 IO端口及其编址方式（课件）-高二《微机原理与接口技术》同步精品课件（电工版2023）

微机原理与接口技术 （第2版 ） 第6章 微机接口技术基础 6.1 微机接口的基本功能与结构 6.2 I/O端口及其编址方式 6.3 I/O端口的地址译码技术 6.4 I/O接口的数据传输控制方式 6.1.1 微机接口的基本概念与分类 6.1.2 CPU与外部设备之间传输的信息 6.1.3 I/O接口的基本功能 6.1.4 接口电路的基本结构 6.1 微机接口的基本功能与结构 6.1.1 微机接口的基本概念与分类 1.微机接口概念 微机接口是指两个部件或两个系统之间的交接部分。包括微机与外部设备之间的输入/输出接口、微机与存储器之间的存储器接口、微机与微机之间的通信接口。 I/O接口是指连接在CPU与外设之间的逻辑电路部件。I/O接口是完成某种逻辑功能或转换功能的电路。 6.1.1 微机接口的基本概念与分类 2.微机接口分类 （1）根据通用性，分为专用接口和通用接口。 （2）根据可编程性，分为可编程和不可编程接口。 （3）根据数据的传送方式，分为并行和串行接口。 （4）根据工作对象，分为面向CPU的外部接口和面向外设的I/O接口。 （5）根据数据传送操作的同步方式，分为同步接口和异步接口。 CPU与外设之间可以通过接口传递三种信息： 数据信息 状态信息 控制信息 习惯上把分别传送这三种信息的端口称为数据口、状态口和控制口 6.1.2 CPU与外部设备之间传输的信息 1．数据信息 （1）数字量 以8位或16位的二进制数以及ASCII码的形式传输，主要指由键盘、磁盘、光盘等输入的信息。 （2）模拟量 模拟的电压、电流或者非电量。 （3）开关量 用“0”和“1”表示两种状态，如开关的通/断、电机的转/停、阀门的开/关等。 6.1.2 CPU与外部设备之间传输的信息 2．状态信息 用于表示外设工作状态的信号称为状态信息，是由外设通过接口传递到CPU的。 3．控制信息 用来发布控制命令、控制外设工作的信息，例如A/D转换器的启停信号。控制信息总是CPU通过接口发出的。 6.1.2 CPU与外部设备之间传输的信息 6.1.3 I/O接口的基本功能 I/O接口的基本功能 （1）寻址能力 （2）输入/输出功能 （3）数据缓冲功能 （4）数据转换功能 （5）联络功能 （6）中断管理功能 （7）可编程功能 （8）错误检测功能 6.1.4 接口电路的基本结构 图6.1.1 接口电路的基本结构 6.2 I/O端口及其编址方式 6.2.1 I/O端口 6.2.2 I/O端口的编址方式 6.2.3 I/O端口地址分配 6.2.1 I/O端口 指I/O接口中可供CPU直接读写操作的寄存器。 ❖不同的寄存器通常有不同的端口地址。 ❖一般情况下，一个端口只能写入或读出一种信息，但是也可能几种信息共用一个端口，如8255A的一个命令口可以接收方式控制字和位控制字命令。 ❖ CPU对I/O端口的访问包括读和写两种方式。 12 6.2.2 I/O端口的编址方式 1.独立I/O编址方式 指I/O端口地址空间与存储器地址空间相互独立，分别编址。CPU使用专门的控制信号来区分是对存储器进行访问还是对I/O端口进行访问。 优点： ❖主存和I/O端口的地址可用范围比较大； ❖存储器地址空间不受I/O端口地址空间影响 ❖使用专用I/O命令实现输入/输出操作， ★80X86系列微处理器采用了独立的I/O编址方式。 6.2.2 I/O端口的编址方式 2.存储器映像I/O编址方式 ❖存储器映像I/O编址方式又称统一编址方式， ❖它将接口中的端口与内存单元统一进行编址， ❖ I/O端口与存储器共享一个寻址空间，各占据统一地址空间的不同部分， ❖一个I/O端口等同于一个存储器单元。 优点： ■不需要专门的I/O指令； ■访问控制信号统一。 6.2.3 I/O端口地址分配 一类是主板上的I/O接口芯片 定时器/计数器、中断控制器、并行接口、DMA控制器及键盘控制器等。在PC/AT中，由8253、8259A、8237A、8255A等芯片组成。 目前PC系统主板上的所有I/O接口的功能已集成在一片或几片大规模集成电路芯片中。 另一类是扩展槽上的I/O接口 这些接口控制卡是由若干个集成电路按一定的逻辑功能组成的接口部件，如多功能卡、图形卡、串行通信卡、网络接口卡等。 PC系列微机中的I/O端口地址空间分为两部分，即1024个端口的前256个端口（000～0FFH）专供I/O接口芯片使用，后768个端口（100～3FFH）为I/O接口控制卡使用。无论是最早的808