第6章 6.4 IO接口的数据传输控制方式（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 6.4 I/O接口的数据传输控制方式 6.4.1 无条件传送方式 6.4.2 查询传送方式 6.4.3 中断传送方式 6.4.4 DMA传送方式 6.4.1 无条件传送方式 ◆ 无条件传送方式是一种最简单的程序控制传送方式。 ◆ 程序控制输入/输出方式是指在程序的编制中利用I/O指令来执行输入/输出的一种方式。 ◆ 适用于外设动作时间已知，并能确认已准备好的情况，一般用于简单的开关量的输入/输出控制。 6.4.2 查询传送方式 在执行输入/输出操作之前，需要利用程序对外部设备的状态进行检测。只有当检测到所选择的外部设备已经做好收发数据的准备（即“准备就绪”）后，才能开始执行输入/输出操作。过程如下： （1）输入设备状态字。 （2）判断外设是否准备就绪。 （3）如准备就绪，则执行I/O操作；否则，重复步骤（1）的操作。 图6.4.1 查询输入/输出的流程图 6.4.2 查询传送方式 采用这种数据传送方式其I/O接口除了应设置数据缓冲端口、端口地址译码器之外，还必须增设外设状态寄存器及传送状态信息的端口。 图6.4.2 查询传送方式接口示意图 6.4.2 查询传送方式 查询式输入/输出程序段如下。 MOV DX，port_status ；外设地址 LPST：IN AL，DX ；取外设状态 ；如外设地址为0～FFH，用直接寻址方式 ；指令为IN AL，port_status AND AL，01H ；测试状态位D0 JZ LPST ；状态位为低，则等待 MOV DX，port_data IN AL，DX ；执行输入操作 6.4.2 查询传送方式 6.4.3 中断传送方式 中断是微处理器程序运行的一种方式，计算机在执行正常程序的过程中，当出现某些紧急情况、异常事件或其他请求时，处理器会暂时中断正在运行的程序，转去执行对紧急情况或其他请求的操作处理，处理完成后，CPU回到被中断程序的断点处继续执行，这个过程称为中断。 ●CPU和外设（甚至多个外设）可以同时工作，提高了CPU的效率和程序执行的实时性。 ●中断传送方式适用于CPU与慢速外设之间的数据传送。 ●一旦发现外设有中断请求，CPU就中断原来的数据处理工作，转入相应的中断服务程序，以实施CPU与外设的信息交换。交换完毕后，便返回原来的工作状态，继续运行正常的程序。 6.4.3 中断传送方式 中断传送程序设计流程如下： （1）CPU对接口进行初始化，以启动外设。 （2）外设进行数据准备的同时，CPU可执行其他程序。 （3）当外设就绪后，向CPU发出中断请求信号。 （4）CPU在满足响应中断的条件下，发出中断响应信号。 （5）CPU暂停当前的程序，转去执行中断服务程序，完成与外设的数据传送。 （6）中断返回，继续执行被中断的程序。 6.4.3 中断传送方式 图6.4.3 中断传送方式流程图 6.4.3 中断传送方式 图6.4.4中断传送输入接口示意图 6.4.3 中断传送方式 6.4.4 DMA传送方式 DMA是指外设与存储器或者存储器与存储器之间直接传输数据的方式，在这种方式中，外设与存储器或者存储器与存储器之间直接传输数据由专用接口芯片DMA控制器（简称DMAC）来管理。 DMA传送的实现方法如下： （1）由专用接口芯片DMA控制器控制传送过程。 （2）当外设需传送数据时，通过DMAC向CPU发出总线请求。 （3）CPU发出总线响应信号，释放总线。 （4）DMAC接管总线，控制外设、内存之间直接数据的传送。 6.4.4 DMA传送方式 图6.4.5 DMA传送方式示意图 6.4.4 DMA传送方式 实现的单个数据输出的传送过程如下： ◆当接口准备好接收数据时，向DMA控制器发出DMA请求； ◆收到请求后，DMA控制器向微处理器发出总线请求；在现行总线周期结束后，微处理器发出总线响应信号，并使DMA控制器变为主控部件管理系统总线； ◆DMA控制器将传送的内存单元地址放到地址总线上，启动内存读，并向接口发回DMA响应信号； 6.4.4 DMA传送方式 ◆DMA控制器必须具备以下功能。 （1）能接收I/O设备的DMA请求信号。 （2）能向CPU发出控制总线的DMA请求信号HRQ。 （3）当收到CPU发出的总线响应信号HLDA 后能接管总线，进入DMA方式。 （4）能向I/O设备发送DMA响应信号。