第02章 IO端口地址譯碼技術(shù)課件

1、1第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1 1、I/O端口及其編址方式端口及其編址方式 2 2、I/O端口地址分配端口地址分配 3 3、I/O端口地址譯碼端口地址譯碼 重點內(nèi)容：重點內(nèi)容： I/O端口地址譯碼電路的設(shè)計端口地址譯碼電路的設(shè)計22.1 I/O2.1 I/O端口地址譯碼端口地址譯碼一、一、I/OI/O端口及其編址方式端口及其編址方式1 1、I/OI/O端口端口 （1 1）定義：定義：是接口電路中能被是接口電路中能被CPUCPU直接訪問的寄存器的地址。直接訪問的寄存器的地址。CPUCPU 通過這些地址（端口）向接口電路的寄存器發(fā)送命令，通過

2、這些地址（端口）向接口電路的寄存器發(fā)送命令， 讀取狀態(tài)和傳送數(shù)據(jù)。讀取狀態(tài)和傳送數(shù)據(jù)。 I/OI/O操作：操作：對對I/OI/O端口的讀寫操作。端口的讀寫操作。第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) （2 2）端口的作用與類型）端口的作用與類型 作用：作用：CPUCPU通過端口向接口電路中的寄存器發(fā)送命令、讀通過端口向接口電路中的寄存器發(fā)送命令、讀 取狀態(tài)和傳送數(shù)據(jù)。取狀態(tài)和傳送數(shù)據(jù)。 類型：類型：命令端口、狀態(tài)端口、數(shù)據(jù)端口。命令端口、狀態(tài)端口、數(shù)據(jù)端口。 3第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) （3 3）端口的設(shè)置）端口的設(shè)置一個接口電路中端口

3、的設(shè)置包括端口的類型和數(shù)目兩個方面。一個接口電路中端口的設(shè)置包括端口的類型和數(shù)目兩個方面。 端口的類型設(shè)置：端口的類型設(shè)置：跟接口電路與跟接口電路與 CPUCPU交換數(shù)據(jù)的方式有關(guān)，交換數(shù)據(jù)的方式有關(guān)， 對無條件傳送方式，因為不要查詢狀態(tài)，對無條件傳送方式，因為不要查詢狀態(tài)， 故不設(shè)狀態(tài)口。故不設(shè)狀態(tài)口。 端口的數(shù)目設(shè)置：端口的數(shù)目設(shè)置：與接口電路的規(guī)模和功能有關(guān)。與接口電路的規(guī)模和功能有關(guān)。（4 4）端口的共用技術(shù)）端口的共用技術(shù) 一般情況下，一個端口只允許接納一種信息，但有些接口一般情況下，一個端口只允許接納一種信息，但有些接口 芯片允許同一端口既作命令口用，有作狀態(tài)口用，或允許向同芯片允

4、許同一端口既作命令口用，有作狀態(tài)口用，或允許向同 一命令口寫多個命令字，這就產(chǎn)生了端口共用問題。一命令口寫多個命令字，這就產(chǎn)生了端口共用問題。 當多個命令字寫到同一命令口時，命令寄存器采用以下辦當多個命令字寫到同一命令口時，命令寄存器采用以下辦 法來識別不同的命令：法來識別不同的命令：4第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 2 2、端口的編址、端口的編址（1 1）外設(shè)端口和存儲器統(tǒng)一編址）外設(shè)端口和存儲器統(tǒng)一編址（1 1）在命令字中設(shè)置特征位或設(shè)置專門的訪問位，根據(jù)特征位）在命令字中設(shè)置特征位或設(shè)置專門的訪問位，根據(jù)特征位 來識別不同的命令（來識別不同的命令（82558

5、255）。）。（2 2）在編寫初始化程序時，按先后順序向同一端口寫不同的命）在編寫初始化程序時，按先后順序向同一端口寫不同的命 令字，命令寄存器就根據(jù)這種先后順序的約定來識別不同令字，命令寄存器就根據(jù)這種先后順序的約定來識別不同 的命令（的命令（82518251）。）。（3 3）有的是采用兩種方法相結(jié)合的手段來解決端口的共用問題）有的是采用兩種方法相結(jié)合的手段來解決端口的共用問題 （82598259）。）。 在這種編址方式中，在這種編址方式中， 將存儲器空間分出一部分給外設(shè)將存儲器空間分出一部分給外設(shè) 端口，端口，CPUCPU對存儲器的訪問或?qū)ν庠O(shè)的訪問使用同一個對存儲器的訪問或?qū)ν庠O(shè)的訪問使

6、用同一個 操作指令。例如與存儲器交換數(shù)據(jù)用操作指令。例如與存儲器交換數(shù)據(jù)用MOVMOV傳送指令，與傳送指令，與 外設(shè)交換數(shù)據(jù)也用外設(shè)交換數(shù)據(jù)也用MOVMOV傳送指令，是訪問存儲器還是訪傳送指令，是訪問存儲器還是訪 問外設(shè)，用不同的地址加以區(qū)別。問外設(shè)，用不同的地址加以區(qū)別。5第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 優(yōu)點：優(yōu)點：是是CPUCPU訪問外設(shè)的操作比較靈活、方便，有利于提高端口訪問外設(shè)的操作比較靈活、方便，有利于提高端口 數(shù)據(jù)處理速度。數(shù)據(jù)處理速度。 缺點：缺點：是外設(shè)端口占用了有效的存儲器空間，是外設(shè)端口占用了有效的存儲器空間， 造成存儲器有效造成存儲器有效 容

7、量減小。另外，訪內(nèi)存指令一般都比專門容量減小。另外，訪內(nèi)存指令一般都比專門I/OI/O指令需要指令需要 更多的字節(jié)，因而執(zhí)行時間較長。更多的字節(jié)，因而執(zhí)行時間較長。（2 2）外設(shè)端口單獨編址）外設(shè)端口單獨編址 在這種編址方式下，外設(shè)的地址不占用存儲器空間，在這種編址方式下，外設(shè)的地址不占用存儲器空間， 所有的外所有的外 設(shè)端口地址單獨構(gòu)成一個輸入設(shè)端口地址單獨構(gòu)成一個輸入/ /輸出空間，例如與存儲器交換數(shù)輸出空間，例如與存儲器交換數(shù) 據(jù)用據(jù)用MOVMOV傳遞指令，而與外設(shè)交換數(shù)據(jù)則用專用的輸入指令傳遞指令，而與外設(shè)交換數(shù)據(jù)則用專用的輸入指令I(lǐng)NIN和和 輸出指令輸出指令OUTOUT。這種單獨編

8、址會使得外設(shè)端口的地址與存儲器單。這種單獨編址會使得外設(shè)端口的地址與存儲器單 元的地址有可能重疊，是訪問存儲器還是訪問外設(shè)，元的地址有可能重疊，是訪問存儲器還是訪問外設(shè)， 用不同的用不同的 指令加以區(qū)別。因此這種編址方式又稱為覆蓋編址方式。指令加以區(qū)別。因此這種編址方式又稱為覆蓋編址方式。6第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 優(yōu)點：優(yōu)點：是不占用存儲器地址，因而不會減少存儲器容量，專門的是不占用存儲器地址，因而不會減少存儲器容量，專門的 I/OI/O指令比存儲器指令執(zhí)行速度快，指令比存儲器指令執(zhí)行速度快， 并且與存儲器指令區(qū)并且與存儲器指令區(qū) 別明顯，從而使程序中的別

9、明顯，從而使程序中的I/OI/O操作清晰，可讀性強。操作清晰，可讀性強。 缺點：缺點：是這種方式只能傳送數(shù)據(jù)而無算術(shù)或邏輯運算功能。是這種方式只能傳送數(shù)據(jù)而無算術(shù)或邏輯運算功能。（3 3）獨立編址方式的端口訪問）獨立編址方式的端口訪問 單字節(jié)單字節(jié)當端口地址為單字節(jié)寬度時，采用直接尋址方式當端口地址為單字節(jié)寬度時，采用直接尋址方式(AL(AL，AX)AX) 最多可訪問最多可訪問256256個端口，系統(tǒng)主板上接口芯片的端口。個端口，系統(tǒng)主板上接口芯片的端口。 例：例：IN ALIN AL，port;port;將將portport端口內(nèi)容送端口內(nèi)容送ALAL IN AX IN AX，port;po

10、rt;將將portport和和port+1port+1端口內(nèi)容送端口內(nèi)容送AX AX OUT port OUT port，AL;AL;將將ALAL內(nèi)容輸出到內(nèi)容輸出到portport端口端口 OUT portOUT port，AX;AX;將將AXAX內(nèi)容送內(nèi)容送portport和和port+1port+1端口端口 雙字節(jié)雙字節(jié)當端口地址寬度為雙字節(jié)寬度時采用間接尋址方式（當端口地址寬度為雙字節(jié)寬度時采用間接尋址方式（DXDX） 最多可訪問最多可訪問2 21616，64K 64K 個端口，個端口，I/OI/O擴展槽的接口控制卡上擴展槽的接口控制卡上 的端口。的端口。 例：例：MOV DXMOV

11、DX，portport IN AL IN AL，DX ;DX ;將將DXDX指向的端口中讀一個字節(jié)送指向的端口中讀一個字節(jié)送ALAL MOV DX MOV DX，portport IN AX IN AX，DX ;DX ;將將DXDX和和DX+1DX+1指向的指向的2 2個端口組成一個字送個端口組成一個字送AXAX7二、二、I/OI/O端口地址分配端口地址分配（1 1）系統(tǒng)板上的）系統(tǒng)板上的I/OI/O芯片芯片 定時定時/ /計數(shù)器、中斷控制器、計數(shù)器、中斷控制器、DMADMA控制器、并行接口等控制器、并行接口等（2 2）I/OI/O擴展槽上的接口控制卡（適配器）擴展槽上的接口控制卡（適配器）

12、軟驅(qū)卡、硬驅(qū)卡、顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、并行、串行通信卡軟驅(qū)卡、硬驅(qū)卡、顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、并行、串行通信卡1 1、I/OI/O端口硬件分類端口硬件分類 早期早期IBMPC使用使用10條地址線中的低條地址線中的低10位，位，A0A9尋址范尋址范圍圍0000H03FFH共共1024個端口，前個端口，前512個端口分給主板，后個端口分給主板，后512個端口分配給擴展槽的常規(guī)外設(shè)。個端口分配給擴展槽的常規(guī)外設(shè)。后來后來PC/AT系統(tǒng)中前系統(tǒng)中前256個端口個端口00H0FFH供系統(tǒng)板上的供系統(tǒng)板上的I/O接口芯片使用，后接口芯片使用，后768個個100H3FFH供擴展槽上的接口控制卡使供擴展槽上的接口控制卡

13、使用，其中允許用戶使用的地址是用，其中允許用戶使用的地址是300H31FH。2 2、I/OI/O端口地址分配端口地址分配第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 8系統(tǒng)板上接口芯片的端口地址系統(tǒng)板上接口芯片的端口地址擴展槽上接口控制卡的端口地址擴展槽上接口控制卡的端口地址I/OI/O芯片名稱芯片名稱端口地址端口地址游戲控制卡游戲控制卡200H200H20FH20FH并行控制卡并行控制卡1 1并行控制卡并行控制卡2 2370H370H37FH37FH270H270H27FH27FH串行控制卡串行控制卡1 1串行控制卡串行控制卡2 23F8H3F8H3FFH3FFH2F8H2F

14、8H2FFH2FFH插件板（用戶）插件板（用戶）300H300H31FH31FH同步通信卡同步通信卡1 1同步通信卡同步通信卡2 23A0H3A0H3AFH3AFH380H380H38FH38FH單顯單顯MDAMDA彩顯彩顯CGACGA彩顯彩顯EGA/VGAEGA/VGA3B0H3B0H3BFH3BFH3D0H3D0H3DFH3DFH3C0H3C0H3CFH3CFH硬驅(qū)控制卡硬驅(qū)控制卡軟驅(qū)控制卡軟驅(qū)控制卡1F0H1F0H1FFH1FFH3F0H3F0H3FFH3FFHPCPC網(wǎng)卡網(wǎng)卡360H360H36FH36FHI/OI/O芯片名稱芯片名稱端口地址端口地址DMADMA控制器控制器1 1DMA

15、DMA控制器控制器2 2DMADMA頁面寄存器頁面寄存器000H000H01FH01FH0C0H0C0H0DFH0DFH080H080H09FH09FH中斷控制器中斷控制器1 1中斷控制器中斷控制器2 2020H020H03FH03FH0A0H0A0H0BFH0BFH定時器定時器040H040H05FH05FH并行接口芯片并行接口芯片060H060H06FH06FHRT/CMOS RAMRT/CMOS RAM070H070H07FH07FH協(xié)處理器協(xié)處理器0F0H0F0H0FFH0FFH第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 9（1 1）系統(tǒng)占用的不能使用。）系統(tǒng)占用的不

16、能使用。（2 2）廠商保留的不能使用。）廠商保留的不能使用。（3 3）用戶只用使用）用戶只用使用300H300H31FH31FH一段區(qū)間，為了避免與其他用戶一段區(qū)間，為了避免與其他用戶 開發(fā)的插板發(fā)生地址沖突，最好使用地址開關(guān)。開發(fā)的插板發(fā)生地址沖突，最好使用地址開關(guān)。3 3、I/OI/O端口地址選用原則端口地址選用原則第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 4 4、輸入輸入/輸出指令（輸出指令（IN/OUT）與讀）與讀/寫控制信號（寫控制信號（IOR/IOW）的關(guān)系）的關(guān)系 它們是為完成它們是為完成 I/O操作這一共同任務的軟件和硬件相互依操作這一共同任務的軟件和硬件相

17、互依存，缺一不可的兩個方面。存，缺一不可的兩個方面。 IOR和和IOW是是CPU對外設(shè)進行讀對外設(shè)進行讀/寫的硬件上的控制信號，寫的硬件上的控制信號， 低電平有效。低電平有效。 但是，但是， 這兩個控制信這兩個控制信號本身不能激活自己，使之變?yōu)橛行?，號本身不能激活自己，使之變?yōu)橛行В?去控制讀去控制讀/寫操作。寫操作。 而而必須由軟件編程，在程序中執(zhí)行必須由軟件編程，在程序中執(zhí)行IN/OUT指令，才能激活指令，才能激活I(lǐng)OR/IOW，使之變?yōu)橛行?，實施對外設(shè)的讀，使之變?yōu)橛行?，實施對外設(shè)的讀/寫操作。寫操作。10第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 片選信號片選信號CS

18、是是CPU用來在系統(tǒng)中選中某一個接口芯片用來在系統(tǒng)中選中某一個接口芯片或控制芯片的?；蚩刂菩酒?。 若選中某一芯片，就是選中某一個相應的若選中某一芯片，就是選中某一個相應的外設(shè)。選中某一個接口芯片的實質(zhì)是利用外設(shè)。選中某一個接口芯片的實質(zhì)是利用CS這個信號去打這個信號去打通接口芯片的數(shù)據(jù)線與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的連接，通接口芯片的數(shù)據(jù)線與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的連接， 使該芯片的使該芯片的數(shù)據(jù)線與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線接通，數(shù)據(jù)線與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線接通， 即選中了這個外設(shè)，才能與即選中了這個外設(shè)，才能與CPU進行信息傳送。進行信息傳送。 CS信號不是由信號不是由CPU直接發(fā)出的，而是由直接發(fā)出的，而是由I/O地址譯碼電地址譯

19、碼電路發(fā)出來的。路發(fā)出來的。5 5、CSCS的作用的作用 11第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 三、三、I/OI/O端口地址譯碼端口地址譯碼1 1、端口地址譯碼、端口地址譯碼 在執(zhí)行在執(zhí)行I/O指令時，指令時，CPU首先把所要訪問端口的地址放首先把所要訪問端口的地址放 到地址總線上（既選中該端口），到地址總線上（既選中該端口）， 然后才能對其進行讀或然后才能對其進行讀或 寫操作，寫操作， 將總線上的地址信號轉(zhuǎn)換為某個端口的將總線上的地址信號轉(zhuǎn)換為某個端口的“使能使能”信信 號，號， 這個操作就稱為端口地址的譯碼，這個操作就稱為端口地址的譯碼， 實現(xiàn)譯碼這個實現(xiàn)譯碼這

20、個“媒媒 介介”就為就為I/O地址譯碼電路。地址譯碼電路。2 2、I/O地址譯碼電路工作原理及作用地址譯碼電路工作原理及作用（1 1）作用：作用：把地址和控制信號進行邏輯組合，把地址和控制信號進行邏輯組合， 從而產(chǎn)生對從而產(chǎn)生對 接口芯片的選擇信號。接口芯片的選擇信號。12（3 3）譯碼電路的輸出信號：譯碼電路的輸出信號：把輸入的地址線和控制線經(jīng)過邏輯組把輸入的地址線和控制線經(jīng)過邏輯組 合后，所產(chǎn)生的輸出信號線就是合后，所產(chǎn)生的輸出信號線就是 1 1根根 選中線，低電平有效。選中線，低電平有效。（2 2）譯碼電路的輸入信號：譯碼電路的輸入信號：包括來自系統(tǒng)總線的地址線和控制線。包括來自系統(tǒng)總線

21、的地址線和控制線。 地址線：地址線：把把1010位地址線分成高位位地址線分成高位/ /低位兩部分地址線。高低位兩部分地址線。高 位地址線輸入譯碼電路，位地址線輸入譯碼電路， 并和控制信號經(jīng)過邏并和控制信號經(jīng)過邏 輯組合后，產(chǎn)生片選信號，選中接口芯片。輯組合后，產(chǎn)生片選信號，選中接口芯片。 低低 地址線不參加譯碼，地址線不參加譯碼， 直接連到被選中的接口芯直接連到被選中的接口芯 片，去選中接口芯片內(nèi)部的寄存器，片，去選中接口芯片內(nèi)部的寄存器， 實現(xiàn)片內(nèi)實現(xiàn)片內(nèi) 端口尋址。端口尋址。 控制線：控制線：AEN、IOR、IOW、SBHE、I/OCS16等。等。第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技

22、術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 13第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 3 3、譯碼電路的形式及組成、譯碼電路的形式及組成 譯碼電路形式可分成固定式和開關(guān)（可選）式等幾種。譯碼電路形式可分成固定式和開關(guān)（可選）式等幾種。（1）固定式：固定式：譯出的譯出的I/O地址不能改變，不靈活（接口中用地址不能改變，不靈活（接口中用 到的端口地址不能改變），到的端口地址不能改變）， 一般由一般由IC芯片或芯片或 譯碼器組成。譯碼器組成。（2）開關(guān)式：開關(guān)式：地址可以改變，地址可以改變， 一般由地址開關(guān)、譯碼器和一般由地址開關(guān)、譯碼器和 比較器組成。比較器組成。（3）另外，采用）另外，采用GAL

23、（PAL）器件來構(gòu)建地址譯碼電路。）器件來構(gòu)建地址譯碼電路。4 4、地址譯碼的譯碼方法、地址譯碼的譯碼方法 （1 1）要求產(chǎn)生單個端口時，采用全譯碼方法。）要求產(chǎn)生單個端口時，采用全譯碼方法。（2 2）要求產(chǎn)生多個端口時，采用部分譯碼方法。）要求產(chǎn)生多個端口時，采用部分譯碼方法。（3 3）要求產(chǎn)生的端口可變時，采用地址開關(guān)的譯碼方法。）要求產(chǎn)生的端口可變時，采用地址開關(guān)的譯碼方法。14I/O端口地址部分譯碼方法圖端口地址部分譯碼方法圖譯譯碼碼器器控制線控制線地址線高位地址線高位接接口口芯芯片片CS地址線低位地址線低位芯片中寄存器（端口）芯片中寄存器（端口）第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯

24、碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 15第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 5 5、地址譯碼電路的類型、地址譯碼電路的類型 （1 1）單個端口的地址譯碼電路（無需片選信號）單個端口的地址譯碼電路（無需片選信號） （2 2）單個接口的譯碼電路（需要一個片選信號）單個接口的譯碼電路（需要一個片選信號） （3 3）多個接口的地址譯碼電路（需要產(chǎn)生多個接口芯片的）多個接口的地址譯碼電路（需要產(chǎn)生多個接口芯片的 片選信號）片選信號） 6、譯碼器和、譯碼器和I/O地址譯碼電路地址譯碼電路 譯碼器是一種能實現(xiàn)譯碼功能的元件，是一種譯碼器是一種能實現(xiàn)譯碼功能的元件，是一種IC芯片。芯片。I/O地

25、址譯碼電路是一種電路，它一般除了譯碼器作為核心地址譯碼電路是一種電路，它一般除了譯碼器作為核心芯片之外，還需要一些其他門電路或元器件作為輔助芯片，芯片之外，還需要一些其他門電路或元器件作為輔助芯片，一起進行邏輯組合，組成一個能實現(xiàn)一起進行邏輯組合，組成一個能實現(xiàn)I/O端口地址譯碼功能端口地址譯碼功能的電路?？梢?，譯碼器并不是的電路?？梢?，譯碼器并不是I/O地址譯碼電路的全部，而地址譯碼電路的全部，而是其中的一部分。是其中的一部分。16第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) （4）根據(jù)應用系統(tǒng)中接口電路的規(guī)模，適當選用譯碼電路）根據(jù)應用系統(tǒng)中接口電路的規(guī)模，適當選用譯碼電路

26、 的類型。的類型。 I/O端口地址譯碼有單個端口、端口地址譯碼有單個端口、 單個接口和單個接口和 多個接口三種電路類型可供選擇。多個接口三種電路類型可供選擇。（5）由于產(chǎn)生相同端口的譯碼電路不是唯一的，設(shè)計者可）由于產(chǎn)生相同端口的譯碼電路不是唯一的，設(shè)計者可 靈活選用不同的元器件和對參加譯碼的地址、控制信靈活選用不同的元器件和對參加譯碼的地址、控制信 號采用不同的邏輯組合，來設(shè)計地址譯碼電路。號采用不同的邏輯組合，來設(shè)計地址譯碼電路。（1）根據(jù)系統(tǒng)對）根據(jù)系統(tǒng)對I/O地址分配情況和選用地址分配情況和選用I/O地址的原則，地址的原則， 合理選用合理選用 I/O 端口的地址范圍。即選用用戶可用的地

27、端口的地址范圍。即選用用戶可用的地 址，或未被占用的地址段，避免地址沖突。址，或未被占用的地址段，避免地址沖突。（2）依據(jù)端口地址是否需要改變，選用譯碼電路的結(jié)構(gòu)形）依據(jù)端口地址是否需要改變，選用譯碼電路的結(jié)構(gòu)形 式。若需要改變，則采用開關(guān)式，否則采用固定式。式。若需要改變，則采用開關(guān)式，否則采用固定式。（3）根據(jù)用戶對端口地址的設(shè)計要求，正確選用譯碼方法。）根據(jù)用戶對端口地址的設(shè)計要求，正確選用譯碼方法。 一般是單端口地址譯碼采用全譯碼法；多端口地址譯一般是單端口地址譯碼采用全譯碼法；多端口地址譯 碼采用部分譯碼法。碼采用部分譯碼法。7、I/O地址譯碼電路設(shè)計的幾個問題地址譯碼電路設(shè)計的幾個

28、問題17四、四、I/OI/O端口譯碼電路設(shè)計舉例端口譯碼電路設(shè)計舉例 1、固定式單個端口地址譯碼電路的設(shè)計、固定式單個端口地址譯碼電路的設(shè)計 （1）要求：要求：設(shè)計一個端口地址為設(shè)計一個端口地址為2F8H的譯碼電路。的譯碼電路。 （2）分析：分析：由于是單個端口地址的譯碼電路，不需要片選信號由于是單個端口地址的譯碼電路，不需要片選信號 CS ，故采用全譯碼方法。，故采用全譯碼方法。10 根地址線全部作為譯根地址線全部作為譯 碼電路的輸入線，參加譯碼。并從題目要求的端口碼電路的輸入線，參加譯碼。并從題目要求的端口 地址是地址是2F8H，可知，可知10位輸入地址線的取值是：位輸入地址線的取值是：

29、A9A0對應的值為對應的值為1011111000 （3）設(shè)計：設(shè)計：能夠?qū)崿F(xiàn)上述地址線取值的譯碼電路有很多種，一能夠?qū)崿F(xiàn)上述地址線取值的譯碼電路有很多種，一 般采用門電路就可以實現(xiàn)，而且很方便。常用的門般采用門電路就可以實現(xiàn)，而且很方便。常用的門 電路有：與門、或門、非門及與非、或非等。本例電路有：與門、或門、非門及與非、或非等。本例 設(shè)計采用的門電路有設(shè)計采用的門電路有 74LS04 非門、非門、74LS20 四輸入四輸入 端與非門、端與非門、74LS30 八輸入端與非門、八輸入端與非門、 74LS32 或門或門 和和74LS133十三輸入端與非門中的幾個。十三輸入端與非門中的幾個。第第2

30、2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 18練習：練習：設(shè)計可執(zhí)行只讀操作的端設(shè)計可執(zhí)行只讀操作的端 口地址為口地址為2E2H2E2H的譯碼電路的譯碼電路地址線地址線A11 A10 A9A8A7A6A5A4A3A2A1 A0二進制二進制001011111000十六進制十六進制2F8第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 74LS30（與非門）（與非門）& &A8A7A6A5A4A3A274LS20& &A1A0AENIOR74LS32（或門）（或門）1 12F8HA919第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼

31、技術(shù) 2、固定式單個接口電路地址譯碼電路的設(shè)計、固定式單個接口電路地址譯碼電路的設(shè)計 （1）要求：要求：設(shè)計一個片內(nèi)擁有設(shè)計一個片內(nèi)擁有8個端口的接口電路的個端口的接口電路的I/O地址譯碼地址譯碼 電路，其端口地址為電路，其端口地址為310H317H。 （2）分析：分析：由于接口芯片內(nèi)部包括由于接口芯片內(nèi)部包括8個端口地址，應先選中芯片，個端口地址，應先選中芯片， 再從選中的芯片內(nèi)部選端口，因此，需要產(chǎn)生片選信再從選中的芯片內(nèi)部選端口，因此，需要產(chǎn)生片選信 號號 CS， 故采用部分譯碼方法。故采用部分譯碼方法。 從題目要求端口地址從題目要求端口地址 范圍為范圍為310H317H可知，其輸入地址

32、線的取值為：可知，其輸入地址線的取值為： A9A0對應的值為對應的值為 1100010?，其中低，其中低 3 位不參加地位不參加地 址譯碼電路譯碼，這址譯碼電路譯碼，這3位地址變化范圍為位地址變化范圍為 000111，可，可 滿足在接口芯片內(nèi)部尋址滿足在接口芯片內(nèi)部尋址8個端口的要求。個端口的要求。 高高7位的地位的地 址線固定不變，作為門電路的輸入。址線固定不變，作為門電路的輸入。 因此，在保證這因此，在保證這 7 根輸入線取值不變的條件下，根輸入線取值不變的條件下， 輸出線為低電平的任輸出線為低電平的任 何一種邏輯組合電路，何一種邏輯組合電路， 都能滿足本例題設(shè)計要求。都能滿足本例題設(shè)計要

33、求。 （3）設(shè)計：設(shè)計：考慮到是單個接口電路，只需一個片選信號考慮到是單個接口電路，只需一個片選信號CS，故采，故采 用用IC門電路來組成譯碼電路。門電路來組成譯碼電路。20第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 地址線地址線A11 A10 A9A8A7A6A5A4A3A2A1 A0二進制二進制001100010？十六進制十六進制3107CS 1 174LS30&A9A4A7A6A5A3AENA874LS2721第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) （1）要求：要求：某微機系統(tǒng)，包含某微機系統(tǒng)，包含8個接口電路，每個接口擁有個接口電路，每個

34、接口擁有4個端口，個端口， 試設(shè)計地址譯碼電路，其地址分配在試設(shè)計地址譯碼電路，其地址分配在200H21FH。（2）分析：分析：由于要求每個接口包含由于要求每個接口包含4個端口，故采用部分譯碼方法。個端口，故采用部分譯碼方法。 為了滿足產(chǎn)生為了滿足產(chǎn)生8個片選信號個片選信號CS0CS7的要求，只采用的要求，只采用IC門門 電路就不行了，需要啟用譯碼器。電路就不行了，需要啟用譯碼器。 （2-4：74LS139、3-8：74LS138、4-16：74LS154）（3）設(shè)計：設(shè)計：輸入地址線的取值為輸入地址線的取值為A9A0對應的值為對應的值為10000CBA?，其，其 中最低中最低2位未參加地址譯

35、碼電路，用于尋址位未參加地址譯碼電路，用于尋址4個端口。個端口。 A4A2用于譯碼，高用于譯碼，高5位作為譯碼器的控制信號。位作為譯碼器的控制信號。 3 3、固定式多個接口電路地址譯碼電路的設(shè)計、固定式多個接口電路地址譯碼電路的設(shè)計22第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 地址線地址線A4A3A2A1A0作用作用芯片片選芯片片選芯片內(nèi)部端口芯片內(nèi)部端口 174LS138AA2A4A6A7A9AENA3BCG2AG1Y0A5G2BY1Y2Y3Y4Y5Y6Y7CS1CS1CS2CS3CS4CS5CS6CS7A823第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù)

36、 4 4、開關(guān)式單個端口地址譯碼電路的設(shè)計、開關(guān)式單個端口地址譯碼電路的設(shè)計（1）要求：要求：設(shè)計一個設(shè)計一個 I/O 地址可以改變的端口地址譯碼電路，地址可以改變的端口地址譯碼電路， 并且在并且在300H3FFH范圍內(nèi)可以任意選擇一個端口。范圍內(nèi)可以任意選擇一個端口。（2）分析：分析：要實現(xiàn)地址可選必須在電路中增加地址開關(guān)和相關(guān)要實現(xiàn)地址可選必須在電路中增加地址開關(guān)和相關(guān) 的中介元件（比較器）。的中介元件（比較器）。 為滿足為滿足256種選擇，每次只選擇種選擇，每次只選擇1個端口，應采用全個端口，應采用全 譯碼法，譯碼法，10位地址線不分高位地址線不分高/低全部參加譯碼。低全部參加譯碼。（3

37、）設(shè)計：設(shè)計： 根據(jù)可選地址的選擇范圍，確定地址開關(guān)的位數(shù)，根據(jù)可選地址的選擇范圍，確定地址開關(guān)的位數(shù)， 題目要求題目要求256種選擇，故采用種選擇，故采用8位地址開關(guān)位地址開關(guān)DIP8。 地址開關(guān)不能直接接在系統(tǒng)地址線上，需通過中地址開關(guān)不能直接接在系統(tǒng)地址線上，需通過中 介元件（比較器或異或門）進行地址轉(zhuǎn)移。采用介元件（比較器或異或門）進行地址轉(zhuǎn)移。采用 8位比較器位比較器74LS688。24第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 74LS688工作原理：有兩組輸入分別是工作原理：有兩組輸入分別是P和和Q，各有，各有8位。比較位。比較 結(jié)果有兩種，即結(jié)果有兩種，即 A

38、=B 和和 AB。當。當G端為低，且端為低，且P組組=Q組時，組時， P=Q輸出線為低；當輸出線為低；當P組組Q組時，組時，P=Q輸出線為高。輸出線為高。 從題目要求的地址范圍從題目要求的地址范圍300H3FFH可知，可知， 譯碼電路的輸入線譯碼電路的輸入線 地址的取值為：地址的取值為：A9A0為為11S7S0，通過比較器把開關(guān)的狀態(tài)，通過比較器把開關(guān)的狀態(tài) 轉(zhuǎn)移到地址線轉(zhuǎn)移到地址線A0A7的取值了。的取值了。 8位地址開關(guān)有位地址開關(guān)有 256 種狀態(tài)組合，種狀態(tài)組合， 撥動撥動 DIP8 開關(guān)，開關(guān)， 就可以在就可以在 300H3FFH范圍內(nèi)任意選擇端口地址了。范圍內(nèi)任意選擇端口地址了。2

39、5第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 74LS688A0A2A4A3A5A6A174LS10P0P1P2P3P4P5P6P7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7A7VccS0S2S4S3S5S6S1S7DIP8AENGP=Q1A8A9&Y26第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 5 5、可選式端口地址譯碼器、可選式端口地址譯碼器 例：設(shè)計擴展板上的例：設(shè)計擴展板上的I/O端口地址譯碼器電路，要求讓擴展板端口地址譯碼器電路，要求讓擴展板 上每個接口芯片的內(nèi)部端口數(shù)目為上每個接口芯片的內(nèi)部端口數(shù)目為4，并且端口地址可選，并且端口地址可選 地址范

40、圍地址范圍300H31FH 。端口地址端口地址接口芯片地址接口芯片地址地地 址址 線線A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0二進制值二進制值1 1 0 0 0 0 0 0. . . .1 1 0 0 0 1 1 10 0. . . .1 127第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) A2A3A574LS138ABCAENG1G2AG2BY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7823782598254825574LS85A0A1A2A3B0B1B2B3A=BABA6A7A8A9A=BVCCA4S0S1S2S3地地 址址 線線A9 A8 A7 A6 A5 A4 A

41、3 A2 A1 A0二進制值二進制值1 1 0 0 0 0 0 0. . . .1 1 0 0 0 1 1 10 0. . . .1 128練習：練習：若要改變?nèi)粢淖僆/OI/O端口地址，使其地址范圍端口地址，使其地址范圍280H280H29FH29FH， 則開關(guān)則開關(guān)S0S0S3S3應如何設(shè)置？應如何設(shè)置？A2A3A574LS138ABCAENG1G2AG2BY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7823782598254825574LS85A0A1A2A3B0B1B2B3A=BABA6A7A8A9A=BVCCA4S0S1S2S3第第2 2章章 I/OI/O端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù) 29例：使用例：使用74LS13874LS138設(shè)計一個系統(tǒng)板上接口芯片的設(shè)計一個系統(tǒng)板上接口芯片