微型计算机的输入/输出 ■CPU与外设通讯的特点 输入/输出方式 ■CPU与外设通信的接口 8086CPU的输入/输出
微型计算机的输入/输出 ◼ CPU与外设通讯的特点 ◼ 输入/输出方式 ◼ CPU与外设通信的接口 ◼ 8086CPU的输入/输出
CPU与外设通信特点 1、通信特点 >需要有接口作为CPU与外设通讯的桥梁 >需要有数据信息传送之前的“联络”; 要传递的信息有三方面内容:状态、数据 及控制信息
一、 CPU与外设通信特点 1、通信特点 ➢ 需要有接口作为CPU与外设通讯的桥梁； ➢ 需要有数据信息传送之前的“联络”； ➢ 要传递的信息有三方面内容：状态、数据 及控制信息
2、接口的用途 (1)I/O地址译码与设备选择 (2)信息的输入输出 (3)命令、数据和状态的缓冲与锁存 (4)信息转换 为了完成上述功能,CPU与O接口 进行通信实际上是通过ⅣO接口内部的 组寄存器来实现的,这些寄存器统称为 IO端口
2、接口的用途 （1）I/O地址译码与设备选择。 （2）信息的输入输出。 （3）命令、数据和状态的缓冲与锁存。 （4）信息转换。 为了完成上述功能，CPU与I/O接口 进行通信实际上是通过I/O接口内部的一 组寄存器来实现的，这些寄存器统称为 I/O端口：
进行数据格式转换,如正负逻辑的转换, 串行与并行数据转换等; 进行电平转换,如TTL电平与MOS电平 间的转换 ●协调速度,如采用锁存、缓冲、驱动等; ●时序控制,提供实时时钟信号
⚫ 进行数据格式转换，如正负逻辑的转换， 串行与并行数据转换等； ⚫ 进行电平转换，如TTL电平与MOS电平 间的转换； ⚫ 协调速度，如采用锁存、缓冲、驱动等； ⚫ 时序控制，提供实时时钟信号
般接口有一组输入输出端口寄存器:数据端口 寄存器、状态端口寄存器、控制端口寄存器。 数据端口寄存器:为输入/输出CPU和存储器的数 据提供缓冲。对应传送的是数据信息、,其可以是: 数字量、模拟量、开关量等 状态端口寄存器:保存外设和接口状态信息,供 CPU查询。对应传送的是状态信息,如:忙、就 绪、满、空 ■控制端口寄存器:保存CPU发出的命令,以控制 接口和外设所执行的动作。对应传送的是控制信 息,如:控制外设启动和停止等。 目前有通用的可编程接口电路(即可编程接 口芯片)
◼ 一般接口有一组输入/输出端口寄存器：数据端口 寄存器、状态端口寄存器、控制端口寄存器。 ◼ 数据端口寄存器：为输入/输出CPU和存储器的数 据提供缓冲。对应传送的是数据信息，其可以是： 数字量、模拟量、开关量等。 ◼ 状态端口寄存器：保存外设和接口状态信息，供 CPU查询。对应传送的是状态信息，如：忙、就 绪、满、空等。 ◼ 控制端口寄存器：保存CPU发出的命令，以控制 接口和外设所执行的动作。对应传送的是控制信 息，如：控制外设启动和停止等。 目前有通用的可编程接口电路（即可编程接 口芯片）
3、I/O端口的寻址方式 接口电路通常包含一组能够与处理器 交换信息的寄存器,称为I/0端口寄存器, 简称为IO端口 1)数据端口—存放数据信息 2)状态端口—存放状态信息,即反 映外设当前工作状态的信息 3)控制端口—存放控制信息
3、I/O 端口的寻址方式 接口电路通常包含一组能够与处理器 交换信息的寄存器，称为I/O端口寄存器， 简称为I/O端口 1）数据端口——存放数据信息 2）状态端口——存放状态信息，即反 映外设当前工作状态的信息 3）控制端口——存放控制信息
输入输出(IO端口寻址方式 在微机中,CPU与存储器、IO设备 间通过数据总线交换信息,如何区分现在 访问的是IO设备还是存储器?即对外设的 寻址问题。 目前主要有两种方式 存储器映像的I/O寻址 存储单元和IO端口的地址统一编址 2、I/O映像的I/O寻址 I/O端口地址与存储单元地址分开编址
输入/输出(I/O)端口寻址方式 在微机中，CPU与存储器、I/O设备 间通过数据总线交换信息，如何区分现在 访问的是I/O设备还是存储器？即对外设的 寻址问题。 目前主要有两种方式： 1、 存储器映像的I/O寻址 存储单元和I/O端口的地址统一编址 2、I/O映像的I/O寻址 I/O端口地址与存储单元地址分开编址
1、外设与存储器独立编址 又称专用IO指令寻址方式,IO端口地址与存 储器地址是分开的。CPU对端口寄存器的访问通过 IN和OUT指令完成,并有直接寻址方式和间接寻址 方式两种。它们寻址空间不同。 直接寻址:INAL,PORT;端口PORT的一个 字节送AL。 IN AX, PORT; PORTFAPORT+ 连续两个端口16位数据送AX,其中 PORT口数据给AL,PORT+1口数据给AH
1、外设与存储器独立编址 ◼ 又称专用I/O指令寻址方式，I/O端口地址与存 储器地址是分开的。CPU对端口寄存器的访问通过 IN和OUT指令完成，并有直接寻址方式和间接寻址 方式两种。它们寻址空间不同。 直接寻址：IN AL，PORT；端口PORT的一个 字节送AL。 IN AX，PORT；PORT和PORT+1 连续两个端口16位数据送AX，其中 PORT口数据给AL，PORT+1口数据给AH
OUT PORT, AL OUT PORT, AX 直接寻址方式端口地址号的范围是00H~FFH ■间接寻址: MOV DX,PORT OUT"Dx,AL;(PORT)←AL IN AX, DX AX←(PORT,PORT+1) 间接寻址方式端口地址号的范围是000H~ FFFFH。 MO=0:低8位(16位)地址作为端口地址指向 I/O端口; 读写控制信号RD和WR控制O设备和存储器的读 和写操作
OUT PORT，AL OUT PORT，AX 直接寻址方式端口地址号的范围是00H~FFH。 ◼ 间接寻址：MOV DX，PORT OUT DX，AL；(PORT) AL IN AX，DX； AX （PORT，PORT+1） 间接寻址方式端口地址号的范围是000H~FFFFH。 ◼ M/IO=0：低8位（16位）地址作为端口地址指向 I/O端口； ◼ 读写控制信号RD和WR控制I/O设备和存储器的读 和写操作
■8086系列构成的微机系统均采用此寻址方式。且用专 用的|/0指令。 二、外设与存储器统一编址 又称存储器映象寻址。此时每个/0端口看作存 储器中的一个单元,并赋以存储器地址。当CPU要访 问知0端口时,如同访问存储器一样,所有访问存储 器的指令同样适合于10端口,通常把存储器中最后 一小部分地址分配给各个1/0接口 优点:简化指令系统设计,可使用全部存储器指令。 缺点:减少一定量的内存容量,数据存取时间长M0V需 20个以上时钟周期,专用1/0指令10个时钟周期
◼ 8086系列构成的微机系统均采用此寻址方式。且用专 用的I/O指令。 二、外设与存储器统一编址 又称存储器映象寻址。此时每个I/O端口看作存 储器中的一个单元，并赋以存储器地址。当CPU要访 问I/O端口时，如同访问存储器一样，所有访问存储 器的指令同样适合于I/O端口，通常把存储器中最后 一小部分地址分配给各个I/O接口。 优点：简化指令系统设计，可使用全部存储器指令。 缺点：减少一定量的内存容量，数据存取时间长(MOV需 20个以上时钟周期，专用I/O指令10个时钟周期