第3章IO端口地址譯碼技術(shù)

1、2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)1第第3章章 I/O 端口地址譯碼技術(shù)端口地址譯碼技術(shù)本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 I/O 端口的基本概念端口的基本概念 I/O 端口譯碼的基本原理端口譯碼的基本原理 I/O 端口譯碼電路的設(shè)計端口譯碼電路的設(shè)計3.1 I/O 地址空間地址空間2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)2 如果忽略I/O地址空間的物理特征，僅從軟件編程的角度來看從軟件編程的角度來看，和存儲器地址空間一樣，I/O地址空間也是一片連續(xù)的地址單元地址空間也是一片連續(xù)的地址單元，可供各種外設(shè)各種外設(shè)與CPU交換信息時交換信息時，存放存放數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)、狀態(tài)狀態(tài)和命令代碼命令代碼之用。 實際上，一個一個I/O地址

2、空間的地址空間的地址單元地址單元是對應(yīng)對應(yīng)接口電路中的一個接口電路中的一個寄存器寄存器或控制器控制器，所以把它們稱為接口中的稱為接口中的端口端口。 I/O端口地址端口地址與存儲器的存儲單元一樣，都是以數(shù)據(jù)字節(jié)來組織是以數(shù)據(jù)字節(jié)來組織的的。無論是早期微機(jī)早期微機(jī)還是現(xiàn)代微機(jī)現(xiàn)代微機(jī)的I/O地址線都只有地址線都只有16位位，因此I/O端端口地址空間范圍口地址空間范圍為0000HFFFFH，是連續(xù)的連續(xù)的64KB地址地址，每一個地址對應(yīng)一個8位的I/O端口，兩個相鄰的8位端口可以構(gòu)成一個16位的端口；4個相鄰的8位端口可以構(gòu)成一個32位的端口。3.2 I/O 端口端口3.2.1 什么是端口什么是端口

3、端口端口（port）是接口是接口（Interface）電路中能被電路中能被CPUCPU訪問訪問的寄存器的地寄存器的地址址，是物理電路中寄存器的抽象。微機(jī)系統(tǒng)微機(jī)系統(tǒng)給接口電路中的每個寄存器接口電路中的每個寄存器分配一個端口一個端口，因此，CPUCPU在訪問這些寄存器在訪問這些寄存器時，只需指明它們只需指明它們的端口端口，不需指不需指明什么寄存器明什么寄存器。這樣，我們在輸入在輸入/ /輸出程序中輸出程序中，只看到端口只看到端口，而看不到看不到相應(yīng)的具體寄存器具體寄存器。也就是說，訪問訪問端口端口就是訪問訪問接口電路中的寄存器寄存器?？梢?，端口是為了編程從抽象的邏輯概念來定義的，而寄存器是從物理

4、含義來定義的。接口電路中有三種不同類型的端口三種不同類型的端口，存儲不同的信息，分別是數(shù)據(jù)口、狀態(tài)口和控制口。2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)3CPU數(shù)據(jù)口狀態(tài)口控制口外設(shè)3.2 .2 I/O 端口共用技術(shù)端口共用技術(shù) 一般情況下一般情況下，一個端口一個端口只接收一種信息接收一種信息（命令、狀態(tài)或數(shù)據(jù)）的訪問的訪問，但有些接口芯片有些接口芯片，允許同一端口同一端口既作命令口既作命令口用，又作狀態(tài)口又作狀態(tài)口用，或允許向同一個命令口向同一個命令口寫入多個命令字寫入多個命令字，這就產(chǎn)生端口共用的問題產(chǎn)生端口共用的問題。 端口共用問題端口共用問題的處理方法是：的處理方法是： 對命令口和狀態(tài)口共用命令口

5、和狀態(tài)口共用的處理方法處理方法是，根據(jù)根據(jù)讀讀/ /寫操作寫操作來區(qū)分來區(qū)分。向該口向該口寫寫，就是寫命令寫命令，作命令口用作命令口用；從該端口從該端口讀讀，就是讀狀態(tài)讀狀態(tài)，作狀態(tài)口用作狀態(tài)口用例如，串行接口芯片8251A采用這種辦法。 對多個命令字寫到同一個命令口多個命令字寫到同一個命令口時，可采用兩種辦法解決兩種辦法解決：其一其一，在在命令字中設(shè)置特征位命令字中設(shè)置特征位，根據(jù)根據(jù)特征位的不同特征位的不同，就可以識別不同的命令識別不同的命令，例如82C55A接口芯片采用這種辦法；其二其二，在編寫初始化程序段時在編寫初始化程序段時，按先后順按先后順序向同一個端口寫入不同的命令字序向同一個端

6、口寫入不同的命令字，命令寄存器就根據(jù)根據(jù)先后順序的約定先后順序的約定來識別不同的命令識別不同的命令，8251A接口芯片采用這種方法。2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)43.2.3 I/O 端口地址編址方式端口地址編址方式2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)5接口中的端口地址單獨編址端口地址單獨編址而不和存儲空間合在一起不和存儲空間合在一起I/O端口有獨立編址獨立編址和統(tǒng)一編址統(tǒng)一編址兩種方式2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)6從存儲空間存儲空間中劃出一部分地址空間劃出一部分地址空間給I/OI/O設(shè)備使用設(shè)備使用，把I/O接口中的端口當(dāng)做存儲器單元一樣進(jìn)行訪問3.2.4 I/O 端口訪問端口訪問 本節(jié)只討論累

7、加器累加器I/OI/O指令指令I(lǐng)NIN和OUTOUT，它們用于用于在I/OI/O端口端口和ALAL、AXAX、EAXEAX之間交換數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)。例如例如:2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)7分累加器 I/O 指令和串 I/O 指令1. I/O指令指令 I/OI/O指令指令表示，CPUCPU從端口讀數(shù)據(jù)或向端口寫數(shù)據(jù)從端口讀數(shù)據(jù)或向端口寫數(shù)據(jù)，僅僅是指僅僅是指I/OI/O端口端口與CPUCPU的累加器之間的累加器之間的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸，并未涉及數(shù)據(jù)是否傳輸?shù)酱鎯ζ鞯膯栴}。若要將端口的數(shù)據(jù)將端口的數(shù)據(jù)傳輸傳輸?shù)酱鎯ζ鞯酱鎯ζ?，還得用用MOVMOV指令指令進(jìn)行傳輸進(jìn)行傳輸。例如例如：2022-3-1計算

8、機(jī)接口技術(shù)8將端口的將端口的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱鎯ζ鞯酱鎯ζ?022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)9I/O 地址是否經(jīng)過DX寄存器傳輸 I/OI/O端口尋址端口尋址有直接直接和間接間接I/O端口尋址，其差別差別表現(xiàn)在I/OI/O端口地址是否經(jīng)過端口地址是否經(jīng)過DXDX寄存器寄存器傳輸。不經(jīng)過不經(jīng)過DXDX傳輸，直接寫在指令中，作為指令的一個組成部分的，稱為稱為直接直接I/OI/O尋址尋址；經(jīng)過經(jīng)過DXDX傳輸?shù)?，稱為稱為間接間接I/OI/O尋址尋址。例如例如：2. I/O端口尋址方式端口尋址方式 它們是完成I/O操作這一共同任務(wù)的軟件（邏輯）和硬件（物理），是相互依存、缺一不可的兩個方面。 IORIO

9、R和IOWIOW是CPU對I/O設(shè)備進(jìn)行進(jìn)行讀讀/寫寫的硬件上硬件上的控制信號控制信號，低電平有效。 但是，這兩個控制信號本身控制信號本身并不能激活自己并不能激活自己，使之有效去控制讀/寫操作，必須由軟件編程必須由軟件編程，在程序中在程序中執(zhí)行執(zhí)行ININ/OUTOUT指令才能激活。 執(zhí)行執(zhí)行ININ指令指令使IORIOR信號有效信號有效，完成讀操作。讀操作。 執(zhí)行執(zhí)行OUTOUT指令指令使IOWIOW信號有效信號有效，完成寫操作。寫操作。2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)103. I/O指令與指令與I/O讀讀/寫控制信號的關(guān)系寫控制信號的關(guān)系3.3 I/O 端口地址分配及選用的原則端口地址分配及

10、選用的原則3.3.1 早期微機(jī)早期微機(jī)I/O地址的分配地址的分配I/O端口只使用了低10位地址線A0A9，地址范圍0000H03FFH。I/OI/O空間空間分成系統(tǒng)I/OI/O支持芯片支持芯片的端口地址和常規(guī)外設(shè)接口卡外設(shè)接口卡的端口地址兩部分兩部分。如表如表3.13.1和表和表3.23.2所示所示。2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)11表3.1系統(tǒng)的I/O支持芯片端口地址 I/O支持芯片名稱 端口地址DMA控制器1 000H01FHDMA控制器2 0C0H0DFHDMA頁面寄存器 080H09FH中斷控制器1 020H03FH中斷控制器2 0A0H0BFH定時器 040H05FH并行接口芯片 0

11、60H06FHRT/CMOS RAM 070H07FH協(xié)處理器 0F8H0FFH表3.2系統(tǒng)的外設(shè)接口卡端口地址I/O接口卡名稱 端口地址并行口控制卡1 378H37FH并行口控制卡2 278H27FH串行口控制卡1 3F8H3FFH串行口控制卡2 2F8H2FFH原型插件板原型插件板 300H31FH同步通信卡1 3A0H3AFH同步通信卡2 380H38FH彩顯EGA/VGA 3C0H3CFH硬驅(qū)控制卡 320H32FH3.3.2 現(xiàn)代微機(jī)現(xiàn)代微機(jī)I/O地址的分配地址的分配2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)12現(xiàn)代微機(jī)現(xiàn)代微機(jī)I/O地址分配的地址分配的特點特點1.使用即插即用使用即插即用的資源

12、配置機(jī)制機(jī)制，使端口地址的端口地址的分配分配是動態(tài)變化動態(tài)變化的。2.用戶程序所使用的用戶程序所使用的I/OI/O端口地址端口地址與操作系統(tǒng)分配操作系統(tǒng)分配的的現(xiàn)代微機(jī)系統(tǒng)端口地址端口地址是不一致不一致的，兩者之間通過通過PCIPCI配置空間配置空間進(jìn)行映射進(jìn)行映射。3.I/OI/O地址映射地址映射對用戶用戶來講是透明的是透明的。3.3.3 I/O端口地址選用的原則端口地址選用的原則2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)131.凡是被系統(tǒng)配置占用被系統(tǒng)配置占用了的地址一律不能使用一律不能使用；2.未被占用的地址，原則上用戶可以使用。但申明申明保留的地址保留的地址，不要使用不要使用；3.留給用戶可使用的

13、端口留給用戶可使用的端口地址地址：300H-31FH300H-31FH。 根據(jù)上述原則，本教材本教材擴(kuò)展的接口芯片擴(kuò)展的接口芯片，使用表使用表3.33.3中分配的中分配的I/OI/O端口地址端口地址。表3.3用戶擴(kuò)展的接口芯片I/O端口地址接口芯片名稱 端口地址 82C55A 300H303H 82C54A 304H307H 8251A 308H30BH 82C79A 30CH30DH3.4 I/O 端口地址譯碼端口地址譯碼3.4.1 I/O地址譯碼的方法地址譯碼的方法2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)14全譯碼所有I/O地址線全部作為譯碼電路的輸入?yún)⒓幼g碼。I/O地址線分為高位地址高位地址和低位

14、地址低位地址分別用來在芯片間芯片間尋址尋址和芯片內(nèi)尋址芯片內(nèi)尋址(接口芯片中的寄存器尋址)。在部分譯碼方法的基礎(chǔ)上，加上地址開關(guān)加上地址開關(guān)來改變端口地址。3.4.2 I/OI/O地址譯碼電路的輸入與輸出信號線地址譯碼電路的輸入與輸出信號線2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)15全譯碼包括地址信號和控制信號，控制線中注意注意AENAEN的的使用。只有一個CS信號，低電平有效。3.4.3 CS的物理含義的物理含義 2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)16CS有效CS無效選中這個接口芯片，其內(nèi)部的數(shù)據(jù)線打開，并與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線接通，從而打通了接口電路與系統(tǒng)總線的通路。這個芯片未選中，其內(nèi)部數(shù)據(jù)線呈高阻抗，與系

15、統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線隔離開來，從而關(guān)閉了接口電路與系統(tǒng)總線的通路。 3.5 設(shè)計設(shè)計I/O端口地址譯碼電路應(yīng)注意的問題端口地址譯碼電路應(yīng)注意的問題 1.合理選用合理選用I/O端口地址范圍端口地址范圍 2.正確選用正確選用I/O地址譯碼方法地址譯碼方法 3.靈活選用靈活選用I/O地址譯碼電路地址譯碼電路 2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)173.6 I/O端口地址譯碼電路設(shè)計端口地址譯碼電路設(shè)計例例1 單個端口地址譯碼電路設(shè)計單個端口地址譯碼電路設(shè)計 1要求要求 設(shè)計I/O端口地址端口地址為2F8H的只讀只讀譯碼電路。 2分析分析 由于是單個端口地址的譯碼電路單個端口地址的譯碼電路，不需產(chǎn)生不需產(chǎn)生片選信號

16、片選信號，故采用全譯碼采用全譯碼方法方法。地址線全部作為譯碼電路的輸入線，參加譯碼。 為了滿足端口地址滿足端口地址是是2F8H，10位位輸入地址線地址線每一位每一位的取值的取值必須是如表必須是如表3.4所示所示。另外，還需要幾根控制信號（AEN、IOR和IOW）參加譯碼。 2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)18表3.4固定式單端口地址2F8H的地址線取值2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)193 3設(shè)計設(shè)計 能夠能夠?qū)崿F(xiàn)實現(xiàn)上述上述地址線取值地址線取值的的譯碼電路譯碼電路有很多種有很多種，一般采用IC門電路就可以實現(xiàn)，而且很方便。本例采用門電路實現(xiàn)地址譯碼，譯碼電路譯碼電路如圖如圖3.1所示所示。圖3.

17、1 固定式單端口地址譯碼電路2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)20例例2 多個端口地址譯碼電路設(shè)計多個端口地址譯碼電路設(shè)計 1要求要求 設(shè)計一個系統(tǒng)板上的I/O端口地址譯碼電路，要求要求可選可選8個接口芯個接口芯片片并且讓每個接口芯片每個接口芯片內(nèi)部的內(nèi)部的端口數(shù)目為端口數(shù)目為32個個。選用74LS138作譯碼器。2分析分析 多端口地址譯碼電路多端口地址譯碼電路，采用采用部分譯碼方法部分譯碼方法。高位地址線中的A9和A8兩位應(yīng)賦值為應(yīng)賦值為0，以滿足系統(tǒng)板上的系統(tǒng)板上的I/O端口地址端口地址分配在0000FFH范圍內(nèi)的要求；A7A6A5參加譯碼，參加譯碼，產(chǎn)生產(chǎn)生8個個接口芯片片選信號片選信號。為

18、了讓每個每個被選中的芯片芯片內(nèi)部擁有擁有32個端口個端口，需要需要留出5根低位地根低位地址線址線不參加譯碼不參加譯碼，作為作為芯片內(nèi)部芯片內(nèi)部寄存器選擇寄存器選擇。由上述分析可以得到譯碼電路譯碼電路10位位輸入地址線地址線每一位的取值的取值，如表表3.5所示。所示。表3.5譯碼電路輸入地址線的取值 2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)21對于譯碼器譯碼器74LS138的分析有兩點分析有兩點。一是一是它的控制信號線控制信號線應(yīng)當(dāng)滿足應(yīng)當(dāng)滿足G1=1， = =0時，74LS138才能進(jìn)行譯碼才能進(jìn)行譯碼。二是二是譯碼的邏輯譯碼的邏輯關(guān)系關(guān)系，輸入輸入（C、B、A）與與輸出輸出（ ）的對應(yīng)關(guān)系的對應(yīng)關(guān)系，

19、即真值表，如表如表3.6所示所示。2AG2BG0Y表3.674LS138的真值表2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)223設(shè)計設(shè)計 采用74LS138譯碼器設(shè)計微機(jī)系統(tǒng)板微機(jī)系統(tǒng)板上的端口地址譯碼電路端口地址譯碼電路，如圖如圖3.2所示所示。圖3.2 微機(jī)系統(tǒng)配置的I/O端口地址譯碼電路2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)234.討論討論2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)241 1要求要求 設(shè)計某微機(jī)實驗平臺板的I/O端口地址譯碼電路，要求要求平臺上每個接每個接口芯片口芯片的內(nèi)部端口數(shù)目為端口數(shù)目為4個個，并且端口地址可選端口地址可選，其地址選擇范圍地址選擇范圍為300H31FH。2 2分析分析開關(guān)式譯碼電路

20、開關(guān)式譯碼電路可由譯碼器譯碼器、地址開關(guān)地址開關(guān)、比較器比較器或異或門異或門幾種元器件組成組成。先分析3個元器件的工作原理，然后根據(jù)題目要求進(jìn)行電路設(shè)計。DIPDIP開關(guān)開關(guān)有兩種狀態(tài)有兩種狀態(tài)，即合（ON）和斷（OFF）。所以，要對這兩種狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定，可以設(shè)置設(shè)置DIPDIP開關(guān)狀態(tài)開關(guān)狀態(tài)為ONON=0 0，OFFOFF=1 1。我們采用74LS85 4位比較器。比較器的作用比較器的作用是把比較器比較器A A組組與與B B組的比較組的比較，轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成了成了地址線的值地址線的值與與DIPDIP開關(guān)狀態(tài)的比較開關(guān)狀態(tài)的比較。為此，把它的A組4根線與地址線連接，B組4根線與DIP開關(guān)相連。74L

21、S85比較器比較的結(jié)果有比較的結(jié)果有3 3種種：AB，AB，A=B。我們采用采用A=BA=B的結(jié)果的結(jié)果，并令當(dāng)并令當(dāng)A=BA=B時時，比較器輸出高電平比較器輸出高電平。這意味著這意味著，當(dāng)當(dāng)4 4位地址線的位地址線的值值與4 4個個DIPDIP開關(guān)的狀態(tài)開關(guān)的狀態(tài)相等時相等時，比較器輸出比較器輸出高電平高電平，否則否則，輸出輸出低電平低電平。 將比較器的比較器的A=BA=B輸出線輸出線連到譯碼器譯碼器74LS138的控制線的控制線G1G1上上，因此，只有當(dāng)只有當(dāng)4 4位地位地址線（址線（A6A6A9A9）的值）的值與4 4個個DIPDIP開關(guān)（開關(guān)（S0S0S3S3）的狀態(tài)各位）的狀態(tài)各位均

22、相等時均相等時，才能使74LS138的控制線G1=1，譯碼器才工作譯碼器才工作，否則，譯碼器不能工作。所以，如果如果改變改變DIPDIP開關(guān)的狀態(tài)開關(guān)的狀態(tài)，則則迫使地址線的值發(fā)生改變迫使地址線的值發(fā)生改變，才能使兩者相等才能使兩者相等，從而達(dá)到利用達(dá)到利用DIPDIP開關(guān)開關(guān)來來改變地址改變地址的目的的目的。例例3.3 開關(guān)式開關(guān)式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2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)253設(shè)計設(shè)計 根據(jù)上述分析可設(shè)計出平臺板上開關(guān)式開關(guān)式I/O端口地址的譯碼電路端口地址的譯碼電路，如圖圖3.3所示所示。圖3.3 用比較器組成的可選式譯碼電路2022-3-1計算機(jī)接

23、口技術(shù)26 從圖3.3中可看出，高位地址線中高位地址線中，A9A8A7A6的值的值由DIP開關(guān)的開關(guān)的S3S2S1S0狀態(tài)決定狀態(tài)決定，4位開關(guān)位開關(guān)有16種不同的組合種不同的組合，也就是可改變可改變16種地址種地址。 按圖按圖3.3中中開關(guān)的狀態(tài)開關(guān)的狀態(tài)不難看出，由于S3和和S2斷開斷開，S1和和S0合上合上，故使A9=A8=1，A7=A6=0，而A5連在連在74LS138的的 上上，故A5=0。A4A3A2三根地址線作為74LS138的輸入線，經(jīng)譯碼經(jīng)譯碼后可產(chǎn)生產(chǎn)生8個個低電平有效的選擇信號選擇信號 ，作為，作為實驗平臺板上的接口芯片選接口芯片選擇擇。最后剩下2根低位地址線A1和和A0

24、未參加譯碼未參加譯碼，作為寄存器選擇作為寄存器選擇，以實現(xiàn)每個接口芯片內(nèi)部擁有實現(xiàn)每個接口芯片內(nèi)部擁有4個端口個端口。 可見，圖3.3的設(shè)計完全完全滿足滿足300H31FH端口端口地址范圍地址范圍和每個接和每個接口芯片內(nèi)部口芯片內(nèi)部具有具有4個端口個端口的設(shè)計要求的設(shè)計要求，正好與前面表3.3中所列出的端口地址分配表一致。2AG0Y7Y4.討論討論2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)27例例3.4 采用采用GAL的端口地址譯碼電路設(shè)計的端口地址譯碼電路設(shè)計1要求要求 利用GAL器件設(shè)計設(shè)計MFID多功能微機(jī)接口實驗平臺的I/O端口地址譯碼電路端口地址譯碼電路，其地址范圍地址范圍為300H31FH，包

25、括8個接口芯片個接口芯片，每個接口芯片每個接口芯片內(nèi)部擁有有4個端口個端口，每個端口可讀可寫。2分析分析 本例要求使用GAL器件作譯碼器。先討論如何選用先討論如何選用GAL器件器件，再討論如何利用所選的GAL來設(shè)計譯碼電路。一般是根據(jù)根據(jù)所需輸入線所需輸入線和和輸出線的數(shù)輸出線的數(shù)目目，來選用來選用GAL器件的型號器件的型號。（1）GAL的輸入線根據(jù)題目的要求根據(jù)題目的要求，參加譯碼的有地址線和控制線，從地址范圍地址范圍300H31FH可知，10根地址線取值根地址線取值如表如表3.7所示所示。表3.7GAL器件的300H31FH范圍的譯碼器地址線取值2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)28在表3.7

26、中，10位地址線的設(shè)置是位地址線的設(shè)置是：高高5位地址位地址為A9=A8=1，A7=A6=A5=0，固定不變，保證起始地址保證起始地址3000H；中間三位地址中間三位地址A4A2（IXIXIX）由GAL內(nèi)部譯碼，產(chǎn)生產(chǎn)生8個片選個片選；最低兩位地址最低兩位地址A1A0（？）不參加譯碼（？）不參加譯碼，由接口芯片內(nèi)部產(chǎn)生產(chǎn)生4個端口個端口。 為了減少送到為了減少送到GAL的輸入線數(shù)目的輸入線數(shù)目，將參加譯碼的8根地址線做了一些根地址線做了一些處理處理，把其中其中A9A5五根地址線五根地址線經(jīng)過與非門之后經(jīng)過與非門之后，其輸出線其輸出線YM接到接到GAL芯片芯片（見圖3.5），因此，實際上送到送到

27、GAL參加譯碼的參加譯碼的只有只有4根地址根地址線線。 控制線有控制線有3根根，除AEN外，還有IOR和IOW也參加譯碼，滿足譯碼產(chǎn)滿足譯碼產(chǎn)生的端口既生的端口既可讀可讀又又可寫可寫。所以，GAL的輸入線的輸入線有4根地址線和3根控制線，共共7根根。（2）GAL的輸出線 根據(jù)題目要求根據(jù)題目要求，需要8個片選信號個片選信號 ，所以，GAL的輸出線有的輸出線有8根根。 由于所要求的由于所要求的輸入線輸入線、輸出線輸出線都在都在8根線以內(nèi)根線以內(nèi)，故選擇故選擇GAL16V8正合正合適適，它有8個輸入端（29）和8個輸出端（1219）。0Y7Y2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)29（3）GAL16V8芯

28、片的外部特性 GAL16V8有20個引腳，如圖3.4所示，它有8個輸入端（29），8個輸出端（1219），1個時鐘CLK輸入端（1）和1個輸出允許OE控制端（11）。其中除了8個輸入引腳（29）固定作輸入之外，還可以把8個輸出引腳（1219）配置成輸入引腳作為輸入使用，因此，這個芯片最多可有最多可有16個輸入引腳個輸入引腳，而輸出引腳最多為輸出引腳最多為8個個，這就是這就是GAL16V8中兩個數(shù)字（中兩個數(shù)字（16和和8）的）的含義含義。 圖3.4 GAL16V8的引腳 2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)303設(shè)計設(shè)計（1）硬件設(shè)計）硬件設(shè)計 根據(jù)上述分析，采用采用GAL16V8設(shè)計的MFID多功

29、能微機(jī)實驗平臺I/O端口地址譯碼電路端口地址譯碼電路如圖如圖3.5所示所示。（2）軟件設(shè)計）軟件設(shè)計 使用使用GAL器件進(jìn)行譯碼電路設(shè)計器件進(jìn)行譯碼電路設(shè)計，與以往的SSI、MSI的IC器件不同，除了除了進(jìn)行硬件設(shè)計外進(jìn)行硬件設(shè)計外，還要還要根據(jù)所要求的邏輯功能和編程工具所要求的格式編寫編寫GAL的編程輸入源文件的編程輸入源文件。該文件該文件把把邏輯變量之間的邏輯變量之間的函數(shù)關(guān)系函數(shù)關(guān)系（輸入與輸出輸入與輸出的關(guān)系的關(guān)系）變換為變換為陣列結(jié)構(gòu)的陣列結(jié)構(gòu)的與與-或關(guān)系（和或關(guān)系（和-積式）積式）。再借助于編程工具再借助于編程工具生成生成GAL器件器件熔絲狀態(tài)分布圖熔絲狀態(tài)分布圖及及編程代碼編程代碼文件文件，最后將編程代碼最后將編程代碼“燒到燒到”GAL內(nèi)部內(nèi)部。圖3.5 采用GAL16V8的地址譯碼電路2022-3-1計算機(jī)接口技術(shù)31GAL16V8的的編程輸入源文件編程輸入源文件如下如下/Y0=A9*A8*/A7*/A6*/A5*/A4*/A3*/A2*/AEN*/IOR+ A9*A8*/A7*/A6*/A5*/A4*/A3*/A2*/AEN*/IOW/Y1=A9*A8*/A7*/A6*/A5*/A4*/A3*A2*/AEN*/IOR+ A9*A8*/A7*/A6*/A5*/A4*/A3*A2*/AEN*/IOW/Y2=A9*A8*/A7*/A6