微機(jī)第6章 輸入輸出技術(shù)

1、潘名蓮、馬爭、丁慶生潘名蓮、馬爭、丁慶生微計(jì)算機(jī)機(jī)原理微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第第2 2版版微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-232本章內(nèi)容本章內(nèi)容1 1 輸入輸入/ /輸出接口輸出接口2 2 輸入輸入/ /輸出的控制方式輸出的控制方式3 DMA3 DMA控制器控制器8237A8237A及應(yīng)用及應(yīng)用4 4 微計(jì)算機(jī)功能擴(kuò)展及總線標(biāo)準(zhǔn)微計(jì)算機(jī)功能擴(kuò)展及總線標(biāo)準(zhǔn)微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-2336.1 6.1 輸入輸入/ /輸出接口輸出接口6.1.1 6.1.1 接口電路的作用接口電路的作用6.1.2 6.1.2 接口電路中的信息接口電路中的信息6.1.3 6.1.3 接口

2、電路的組成接口電路的組成6.1.4 I/O6.1.4 I/O端口的編址方法端口的編址方法微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-2346.1.1 6.1.1 接口電路的作用接口電路的作用不匹配（不匹配（A/D,D/AA/D,D/A）不匹配（不匹配（CPUCPU速度，外設(shè)接口速度）速度，外設(shè)接口速度）不匹配（串行，并行）不匹配（串行，并行） 微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-2356.1.2 6.1.2 接口電路中的信息接口電路中的信息 CPUCPU與外設(shè)之間要與外設(shè)之間要，在在I/OI/O電路的電路的中。中。有有形式的形式的按一定的編碼標(biāo)準(zhǔn)（二進(jìn)制，按一定的編碼標(biāo)準(zhǔn)（二進(jìn)

3、制，ASCIIASCII碼碼 ）由若干位組合所表示的）由若干位組合所表示的。如鍵盤、如鍵盤、CRTCRT、打印機(jī)等設(shè)備與、打印機(jī)等設(shè)備與CPUCPU交換的信息。交換的信息。（如溫度、壓力、流量、位移等非電量）經(jīng)過（如溫度、壓力、流量、位移等非電量）經(jīng)過而轉(zhuǎn)換成而轉(zhuǎn)換成模擬量經(jīng)過模擬量經(jīng)過在在CPUCPU與外設(shè)間交換。與外設(shè)間交換。：0 0、1 1。如開關(guān)的斷開與閉合；控制電機(jī)的啟、停等。如開關(guān)的斷開與閉合；控制電機(jī)的啟、停等。通常開關(guān)量要經(jīng)過相應(yīng)的通常開關(guān)量要經(jīng)過相應(yīng)的才能與計(jì)算機(jī)連接。才能與計(jì)算機(jī)連接。微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-2366.1.2 6.1.2 接口電路中的

4、信息接口電路中的信息為保證速度匹配，用來表征為保證速度匹配，用來表征I/OI/O電路的電路的 CPUCPU發(fā)出的發(fā)出的的命令，的命令，在在中中CPUCPU通過接口發(fā)出用來通過接口發(fā)出用來能否進(jìn)入能否進(jìn)入如如A/DA/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器的啟啟/ /停信號(hào)停信號(hào)，設(shè)置外設(shè)的工作模式設(shè)置外設(shè)的工作模式 等。等。微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-237 6.1.3 6.1.3 接口電路的組成接口電路的組成CPU外外設(shè)設(shè) 總線驅(qū)動(dòng)總線驅(qū)動(dòng)DB控制邏輯控制邏輯CB地址譯碼地址譯碼AB數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)寄存器寄存器狀態(tài)信息狀態(tài)信息狀態(tài)狀態(tài)寄存器寄存器控制信息控制信息控制控制寄存器寄存器實(shí)現(xiàn)

5、對(duì)實(shí)現(xiàn)對(duì)CPU數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線的匹配的匹配實(shí)現(xiàn)各實(shí)現(xiàn)各操作操作實(shí)現(xiàn)接口電路中的實(shí)現(xiàn)接口電路中的各寄存器端口的各寄存器端口的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)緩沖器：外設(shè)緩沖器：外設(shè)CPU數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)緩沖器：緩沖器： CPU 外設(shè)外設(shè)保存保存，供供CPU查詢查詢接收存接收存放放CPU發(fā)來的發(fā)來的控制命控制命令（控令（控制字）制字）及其他及其他信息信息可由可由程序進(jìn)行讀寫程序進(jìn)行讀寫，類似，類似存儲(chǔ)單元，分配存儲(chǔ)單元，分配唯一的地址碼唯一的地址碼微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-2386.1.3 6.1.3 接口電路的組成接口電路的組成6.1.3 6.1.3 接口電路的組成接口電路的組成與與：CPUCPU與外設(shè)進(jìn)

6、行數(shù)據(jù)交換的與外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的。傳送數(shù)據(jù)、狀態(tài)、控制這三種信息的傳送數(shù)據(jù)、狀態(tài)、控制這三種信息的中的中的不同的不同的有不同的有不同的地址，即用地址，即用由若干個(gè)由若干個(gè)加上相應(yīng)的加上相應(yīng)的組成，組成，由一個(gè)或多個(gè)由一個(gè)或多個(gè)組成。每個(gè)端口有組成。每個(gè)端口有。微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-2396.1.4 I/O6.1.4 I/O端口的編址方法端口的編址方法存儲(chǔ)器映像方式存儲(chǔ)器映像方式指指與與又稱為又稱為在這種系統(tǒng)中，在這種系統(tǒng)中，CPUCPU可以用可以用對(duì)對(duì)I/OI/O端口和存儲(chǔ)器單元的端口和存儲(chǔ)器單元的進(jìn)行訪問。進(jìn)行訪問。對(duì)對(duì)I/OI/O口的口的，有利于提高，有利于提高。

7、I/OI/O端口端口，相對(duì)減少了主存的可用范圍。，相對(duì)減少了主存的可用范圍。微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：不需要專門的不需要專門的I/O指令指令I(lǐng)/O數(shù)據(jù)存取與存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)存取與存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存取一樣靈活存取一樣靈活缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：I/O端口要占去部分存儲(chǔ)器端口要占去部分存儲(chǔ)器地址空間地址空間程序不易閱讀（不易分清程序不易閱讀（不易分清訪問內(nèi)存和訪問外設(shè)）訪問內(nèi)存和訪問外設(shè)）內(nèi)存內(nèi)存部分部分I/O部分部分存存儲(chǔ)儲(chǔ)空空間間0FFFFF微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-23116.1.4 I/O6.1.4 I/O端口的編址方法端口的編址方法CPUCPU通過通過來區(qū)分是訪問來

8、區(qū)分是訪問還是還是和和的的都比較大；都比較大；，在，在I/OI/O操作中必須操作中必須進(jìn)行中轉(zhuǎn)。進(jìn)行中轉(zhuǎn)。微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-23126.1.4 I/O6.1.4 I/O端口的編址方法端口的編址方法CPUCPU通過通過M/IOM/IO來區(qū)分對(duì)來區(qū)分對(duì)MEMMEM還是對(duì)還是對(duì)I/OI/O操作。操作。對(duì)對(duì)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器尋址，該信號(hào)線輸出尋址，該信號(hào)線輸出低電平低電平。對(duì)對(duì)I/OI/O端口端口尋址，該信號(hào)線輸出尋址，該信號(hào)線輸出高電平高電平。CPUCPU使用地址總線中的使用地址總線中的來尋址來尋址I/OI/O口，口， 為為0 0，故最大，故最大I/OI/O空間是空間是尋址外

9、設(shè)，可尋址尋址外設(shè)，可尋址256256個(gè)個(gè)端口，端口，A A0 0AA7 7譯譯碼。碼。外設(shè)，端口地址是外設(shè)，端口地址是1616位的，用位的，用A A1515AA0 0譯碼。譯碼。微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-23136.1.4 I/O6.1.4 I/O端口的編址方法端口的編址方法自行設(shè)計(jì)接口電路或給微機(jī)系統(tǒng)添加接口卡時(shí)，自行設(shè)計(jì)接口電路或給微機(jī)系統(tǒng)添加接口卡時(shí)，必須必須聲明聲明，不要使用。，不要使用。擴(kuò)展總線上用擴(kuò)展總線上用作為外設(shè)端口譯碼（部分譯碼作為外設(shè)端口譯碼（部分譯碼方式），共可尋址方式），共可尋址2 21010=1K=1K個(gè)端口。個(gè)端口。當(dāng)當(dāng)時(shí)，尋址時(shí)，尋址；當(dāng)當(dāng)

10、時(shí)，尋址時(shí)，尋址。?用戶用戶可使用可使用地址。地址。微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-23146.1.4 I/O6.1.4 I/O端口的編址方法端口的編址方法將來自地址總線上的將來自地址總線上的翻譯成為所需要訪問翻譯成為所需要訪問的的I/OI/O端口地址端口地址與與進(jìn)行組合，經(jīng)譯碼電路產(chǎn)生進(jìn)行組合，經(jīng)譯碼電路產(chǎn)生的的，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的。 直接接到直接接到I/OI/O接口電路（芯片）的接口電路（芯片）的，進(jìn)行，進(jìn)行I/OI/O接口芯片接口芯片輸入需要輸入需要，輸出需要，輸出需要微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社I/OI/O端口單獨(dú)編址端口單獨(dú)編址優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：I/OI/O端

11、口的地址空間獨(dú)立端口的地址空間獨(dú)立控制和地址譯碼電路相對(duì)控制和地址譯碼電路相對(duì)簡單簡單專門的專門的I/OI/O指令使程序清晰指令使程序清晰易讀易讀缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：I/OI/O指令沒有存儲(chǔ)器指令豐指令沒有存儲(chǔ)器指令豐富富內(nèi)存內(nèi)存空間空間I/O空間空間FFFFF0FFFF080 x86采用采用I/O端口獨(dú)立編址端口獨(dú)立編址微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社補(bǔ)充補(bǔ)充: 8088/8086: 8088/8086的輸入輸出指令的輸入輸出指令輸入指令輸入指令I(lǐng)N AL,i8/DX;字節(jié)輸入字節(jié)輸入IN AX,i8/DX;字輸入字輸入輸出指令輸出指令OUT i8/DX,AL;字節(jié)輸出字節(jié)輸出OUT i8/DX;

12、字輸出字輸出功能演示功能演示功能演示功能演示微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-23176.2 6.2 輸入輸入/ /輸出的控制方式輸出的控制方式CPUCPU與外設(shè)之間數(shù)據(jù)交換的與外設(shè)之間數(shù)據(jù)交換的的輸入和輸出的輸入和輸出的輸入和輸出的輸入和輸出（DMADMA）微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-23186.2.1 6.2.1 程序控制方式程序控制方式靠靠來來CPUCPU與外設(shè)之間與外設(shè)之間而實(shí)現(xiàn)而實(shí)現(xiàn)CPUCPU與外設(shè)與外設(shè)（），），而而直接進(jìn)行輸入輸出。直接進(jìn)行輸入輸出。 簡單簡單，適用于，適用于慢速外設(shè)慢速外設(shè)（）。）。 如：如：（輸出），（輸出），（輸入）（輸入

13、）微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-2319；有效（相應(yīng)有效（相應(yīng)有效），有效）， RD=0，M/IO=0（IOR=0）6.2.1 程序控制方式程序控制方式微處理微處理器系統(tǒng)器系統(tǒng)外部輸外部輸入設(shè)備入設(shè)備A0 B0A1 B1A2 B2A3 B3A4 B4A5 B5A6 B6A7 B7OEDIR234567891817161514131211119譯碼譯碼片選片選IORDIR=1， A BDIR=0， B A74LS245 CPU的的DBI/O接口接口(輸出鎖存器輸出鎖存器)外設(shè)外設(shè)微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-2320；有效有效(相應(yīng)相應(yīng)有效有效)， WR=0，

14、M/IO=0（）6.2.1 程序控制方式程序控制方式微處理微處理器系統(tǒng)器系統(tǒng)外部輸外部輸出設(shè)備出設(shè)備D0 Q0D1 Q1D2 Q2D3 Q3D4 Q4D5 Q5D6 Q6D7 Q7CLKCLR34781314171825691215161974LS37311譯碼片選譯碼片選IOW74LS32+5V1 CPU的的DBI/O接口接口(輸入緩沖器輸入緩沖器)外設(shè)外設(shè)微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社1. 1. 無條件傳送方式及其接口無條件傳送方式及其接口在在CPU與慢速變化的設(shè)備交換數(shù)據(jù)時(shí)，可以認(rèn)為它與慢速變化的設(shè)備交換數(shù)據(jù)時(shí)，可以認(rèn)為它們總是處于們總是處于“就緒就緒”狀態(tài)，隨時(shí)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送狀態(tài)

15、，隨時(shí)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，這就是無條件傳送，或稱立即傳送、同步傳送，這就是無條件傳送，或稱立即傳送、同步傳送適合于簡單設(shè)備，如適合于簡單設(shè)備，如LED 數(shù)碼管、按鍵數(shù)碼管、按鍵/按紐等按紐等無條件傳送的接口和操作均十分簡單無條件傳送的接口和操作均十分簡單這種傳送有前提：外設(shè)必須隨時(shí)處于就緒狀態(tài)這種傳送有前提：外設(shè)必須隨時(shí)處于就緒狀態(tài)微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社無條件傳送：輸入輸出接口無條件傳送：輸入輸出接口K7K1K0+5VD0D7A0A15CLKLS06反相反相驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器LS2738D鎖存器鎖存器LS244三態(tài)三態(tài)緩沖器緩沖器8000H譯碼譯碼+5VLED0LED7-G-IOW-IOR

16、微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社next:next: mov dx,8000hmov dx,8000h;DX;DX指向數(shù)據(jù)端口指向數(shù)據(jù)端口in al, dxin al, dx; ;從輸入端口讀開關(guān)狀態(tài)從輸入端口讀開關(guān)狀態(tài)not alnot al; ;反相反相out dx, alout dx, al; ;送輸出端口顯示送輸出端口顯示call delaycall delay; ;調(diào)子程序延時(shí)調(diào)子程序延時(shí)jmp nextjmp next; ;重復(fù)重復(fù)微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-23246.2.1 6.2.1 程序控制方式程序控制方式 一種一種的的I/OI/O操作方式操作方式：C

17、PUCPU查詢查詢 “ “” ” ，不忙則輸出。，不忙則輸出。：CPUCPU查詢查詢“？” ” ，準(zhǔn)備好則讀，準(zhǔn)備好則讀入。入。避免了對(duì)端口的避免了對(duì)端口的“盲讀盲讀”、“盲寫盲寫” ” ，數(shù)據(jù)傳送的，數(shù)據(jù)傳送的，硬件接口相對(duì)簡單。硬件接口相對(duì)簡單。，；微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-23256.2.1 6.2.1 程序控制方式程序控制方式 包括包括和和在有在有的系統(tǒng)中，的系統(tǒng)中，CPUCPU的的由由確定確定(P247(P247例例6-6)6-6)狀態(tài)端口復(fù)位狀態(tài)端口復(fù)位讀讀/寫數(shù)據(jù)端口寫數(shù)據(jù)端口READY? 讀取狀態(tài)端口讀取狀態(tài)端口 微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022

18、-4-2326程序查詢方式的程序查詢方式的電路電路數(shù)據(jù)緩沖器數(shù)據(jù)緩沖器(輸入端口輸入端口)狀態(tài)緩沖器狀態(tài)緩沖器（輸入端口）（輸入端口）輸輸入入設(shè)設(shè)備備數(shù)據(jù)端口讀選通數(shù)據(jù)端口讀選通狀態(tài)端口讀選通狀態(tài)端口讀選通DB(數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)、狀態(tài))鎖鎖存存器器輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入選通輸入選通RQD5V6.2.1 程序控制方式程序控制方式D0微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-2327程序查詢方式程序查詢方式電路電路輸出選通輸出選通數(shù)據(jù)鎖存器數(shù)據(jù)鎖存器（輸出端口）（輸出端口）狀態(tài)緩沖器狀態(tài)緩沖器(輸入端口輸入端口)輸輸出出設(shè)設(shè)備備RQD5VDB（數(shù)據(jù)、狀態(tài)）（數(shù)據(jù)、狀態(tài)）ACK狀態(tài)端口讀選通狀態(tài)端

19、口讀選通數(shù)據(jù)端口寫選通數(shù)據(jù)端口寫選通6.2.1 程序控制方式程序控制方式微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-23288086CPU04H02H03HA/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器多路開關(guān)多路開關(guān)選通選通A0D7D4D0D2D1A7選通選通選通選通6.2.1 程序控制方式程序控制方式READY微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-23296.2.1 6.2.1 程序控制方式程序控制方式 DB 8 DUP(?)START: MOVDL, 11111000BMOV DI, OFFSET AGAIN: MOVAL, DLANDAL, 11101111B; AL=111 1B; 輸出控制命令到

20、控制端口輸出控制命令到控制端口CALLDELAYMOVAL, DL; AL=111 1B; 輸出控制命令到控制端口輸出控制命令到控制端口:; 讀狀態(tài)端口讀狀態(tài)端口SHLAL, 1JNC; 讀入數(shù)據(jù)端口讀入數(shù)據(jù)端口STOSBINCDLJNEAGAIN輸出輸出A/D轉(zhuǎn)換命令轉(zhuǎn)換命令選擇輸入模擬量選擇輸入模擬量檢查是否已經(jīng)完檢查是否已經(jīng)完成成A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換保存數(shù)據(jù)保存數(shù)據(jù)修改輸入模擬量修改輸入模擬量讀入讀入A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)選擇輸入模擬量選擇輸入模擬量微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-23306.2.2 中斷控制方式中斷控制方式而而的的I/O操作方式操作方式 較大提高了較大提高了，

21、并使系統(tǒng)具有了，并使系統(tǒng)具有了功能功能中斷方式下中斷方式下CPU執(zhí)行程序流程執(zhí)行程序流程發(fā)發(fā)申申請(qǐng)請(qǐng)中中斷斷服服務(wù)務(wù)程程序序外外設(shè)設(shè)微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-23316.2.2 中斷控制方式中斷控制方式和和大部分時(shí)間處在大部分時(shí)間處在 只在只在CPU響應(yīng)外設(shè)中斷申請(qǐng)響應(yīng)外設(shè)中斷申請(qǐng)后，進(jìn)入數(shù)據(jù)傳送的過程。后，進(jìn)入數(shù)據(jù)傳送的過程。 中斷傳送方式中斷傳送方式。 避免了避免了CPU ，適用于，適用于、而、而的系統(tǒng)中。的系統(tǒng)中。（中斷控制芯片）和（中斷控制芯片）和都比較復(fù)雜都比較復(fù)雜微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2022-4-23326.2.3 直接存儲(chǔ)器存取直接存儲(chǔ)器存取(

22、DMA)控制方式控制方式 6.2.3 直接存儲(chǔ)器存取直接存儲(chǔ)器存取(DMA)控制方式控制方式 雖提高了雖提高了CPU的效率，但仍然是的效率，但仍然是。中斷響應(yīng)中斷響應(yīng)和和處理處理需要需要。 DMA的速度取決于的速度取決于MEM的工作速度。的工作速度。 早期早期DMA僅限于僅限于間，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)間，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，還可在展，還可在間，間，間進(jìn)行間進(jìn)行DMA傳送。傳送。；數(shù)據(jù)傳輸速度快，適合大批量數(shù)據(jù)傳輸；數(shù)據(jù)傳輸速度快，適合大批量數(shù)據(jù)傳輸：增加了硬件復(fù)雜性和成本；可能影響中斷響應(yīng)處理：增加了硬件復(fù)雜性和成本；可能影響中斷響應(yīng)處理微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社202

23、2-4-2333 DMA 傳送過程傳送過程CPUDMAC內(nèi)存內(nèi)存外設(shè)外設(shè)總總線線響響應(yīng)應(yīng)總總線線請(qǐng)請(qǐng)求求DMA請(qǐng)求請(qǐng)求DMA響應(yīng)響應(yīng)發(fā)送存儲(chǔ)器地址發(fā)送存儲(chǔ)器地址傳送數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送結(jié)束傳送結(jié)束修改地址并修改地址并計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)DMA結(jié)束結(jié)束流程圖流程圖6.2.3 直接存儲(chǔ)器存取直接存儲(chǔ)器存取(DMA)控制方式控制方式DMA時(shí)，時(shí)，（如（如AB、DB、IO/M、RD、WR等）等）后，用后，用DMA方式的工作過程為：方式的工作過程為： ：CPU設(shè)置設(shè)置DMAC的的工作方式工作方式，將，將存貯存貯區(qū)首址、傳送字節(jié)數(shù)區(qū)首址、傳送字節(jié)數(shù)DMAC的內(nèi)部的內(nèi)部Reg。 ：外設(shè)向外設(shè)向DMAC發(fā)出發(fā)出DMA請(qǐng)求請(qǐng)求

24、，DMAC向向CPU發(fā)出發(fā)出HOLD信號(hào)。信號(hào)。 CPU接收到接收到HOLD信號(hào)后，在現(xiàn)行的機(jī)器周期信號(hào)后，在現(xiàn)行的機(jī)器周期結(jié)束后結(jié)束后,暫停正在執(zhí)行的程序，且暫停正在執(zhí)行的程序，且。 ，表示響應(yīng)該請(qǐng)求，表示響應(yīng)該請(qǐng)求 DMAC向存貯器送存貯單元地址向存貯器送存貯單元地址,并分別向外并分別向外設(shè)及內(nèi)存送設(shè)及內(nèi)存送IOR及及MEMW，完成一次，完成一次。 數(shù)據(jù)塊長度計(jì)數(shù)器減一，數(shù)據(jù)塊長度計(jì)數(shù)器減一，直到傳送，直到傳送完畢。完畢。 ，撤消，撤消DMA請(qǐng)求（請(qǐng)求（HOLD變低變低)，CPU再次恢復(fù)對(duì)總線控制權(quán)。再次恢復(fù)對(duì)總線控制權(quán)。微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社6.2.3 可編程可編程DMA控制

25、器控制器8237A6.2.3.1 8237A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)6.2.3.2 8237A的外部引腳及其功能特性的外部引腳及其功能特性6.2.3.3 8237A內(nèi)部寄存器及其作用內(nèi)部寄存器及其作用返回本章首頁返回本章首頁微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社6.2.3.1 8237A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6.16.1所示。所示。1地址寄存器地址寄存器地址寄存器、基地址寄存器、當(dāng)前地址寄地址寄存器、基地址寄存器、當(dāng)前地址寄存器存器 2 2字節(jié)數(shù)寄存器字節(jié)數(shù)寄存器字節(jié)數(shù)寄存器、基本字節(jié)寄存器、當(dāng)前字字節(jié)數(shù)寄存器、基本字節(jié)寄存器、當(dāng)前字節(jié)計(jì)數(shù)器節(jié)計(jì)數(shù)器微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工

26、業(yè)出版社圖圖6.1 8237A 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖返回本節(jié)返回本節(jié)微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社6.2.3.2 8237A的外部引腳及其功能特性的外部引腳及其功能特性8237A8237A的外部引腳共有的外部引腳共有4040個(gè)，如圖個(gè)，如圖6.2.2所所示。各引腳功能特性如下：示。各引腳功能特性如下：CLKCLK：時(shí)鐘頻率，為輸入信號(hào)。它控制：時(shí)鐘頻率，為輸入信號(hào)。它控制DMADMA數(shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)傳送的速率及速率及8237A8237A內(nèi)部操作的定時(shí)。內(nèi)部操作的定時(shí)。CSCS：片選信號(hào)，為輸入信號(hào)。低電平有效。：片選信號(hào)，為輸入信號(hào)。低電平有效。RESETRESET：復(fù)位信號(hào)，為輸入信號(hào)

27、，高電平有效。：復(fù)位信號(hào)，為輸入信號(hào)，高電平有效。READYREADY：準(zhǔn)備就緒信號(hào)，為輸入信號(hào)，高電平有效。：準(zhǔn)備就緒信號(hào)，為輸入信號(hào)，高電平有效。ADSTBADSTB：地址選通信號(hào)，為輸出信號(hào)，高電平有效。：地址選通信號(hào)，為輸出信號(hào)，高電平有效。AENAEN：地址允許信號(hào)，為輸出信號(hào)，高電平有效。：地址允許信號(hào)，為輸出信號(hào)，高電平有效。MEMRMEMR：寄存器讀信號(hào)，為輸出信號(hào)，低電平有效。當(dāng)：寄存器讀信號(hào)，為輸出信號(hào)，低電平有效。當(dāng)此信號(hào)有效時(shí)，被選中的寄存器單元的內(nèi)容被讀到數(shù)此信號(hào)有效時(shí)，被選中的寄存器單元的內(nèi)容被讀到數(shù)據(jù)總線上。據(jù)總線上。微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社MEMWME

28、MW：寄存器寫信號(hào)，為輸出信號(hào)，低電平有效。當(dāng)此信號(hào)為：寄存器寫信號(hào)，為輸出信號(hào)，低電平有效。當(dāng)此信號(hào)為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)總線上的內(nèi)容被寫入被選中的寄存器單元。低電平時(shí)，數(shù)據(jù)總線上的內(nèi)容被寫入被選中的寄存器單元。IORIOR：I/OI/O設(shè)備讀信號(hào)，為雙向信號(hào)，低電平有效。設(shè)備讀信號(hào)，為雙向信號(hào)，低電平有效。IOWIOW：I/OI/O設(shè)備寫信號(hào)，雙向信號(hào)，低電平有效。設(shè)備寫信號(hào)，雙向信號(hào)，低電平有效。 EOPEOP：DMADMA傳輸結(jié)束信號(hào)，雙向信號(hào)，低電平有效。傳輸結(jié)束信號(hào)，雙向信號(hào)，低電平有效。DREQDREQ：DMADMA請(qǐng)求信號(hào)，屬輸入信號(hào)，高電平有效。請(qǐng)求信號(hào)，屬輸入信號(hào)，高電平有效。D

29、ACKDACK：DMADMA響應(yīng)信號(hào)，屬于輸出信號(hào)，高電平有效。響應(yīng)信號(hào)，屬于輸出信號(hào)，高電平有效。 HRQHRQ：總線請(qǐng)求信號(hào)，屬于輸出信號(hào)，高電平有效。：總線請(qǐng)求信號(hào)，屬于輸出信號(hào)，高電平有效。HLDAHLDA：總線響應(yīng)信號(hào)，屬于輸入信號(hào)，高電平有效：總線響應(yīng)信號(hào)，屬于輸入信號(hào)，高電平有效A7A4A7A4：高：高4 4位地址線，雙向信號(hào)在進(jìn)行位地址線，雙向信號(hào)在進(jìn)行DMADMA傳輸時(shí)提供高傳輸時(shí)提供高4 4位地位地址。址。A3A0A3A0：低：低4 4位地址線，雙向信號(hào)。位地址線，雙向信號(hào)。 DB7DB0DB7DB0：8 8位雙向數(shù)據(jù)線。位雙向數(shù)據(jù)線。微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社圖圖

30、6.2 8237A引腳功能圖引腳功能圖返回本節(jié)返回本節(jié)微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社6.2.3.3 8237A內(nèi)部寄存器及其作用內(nèi)部寄存器及其作用1 1工作方式工作方式（1）單字節(jié)傳輸方式）單字節(jié)傳輸方式（2）塊傳輸方式）塊傳輸方式（3）請(qǐng)求傳輸方式）請(qǐng)求傳輸方式（4）級(jí)連傳輸方式）級(jí)連傳輸方式微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2 2方式寄存器方式寄存器8237A的方式寄存器格式如下：的方式寄存器格式如下：其中各位說明如下：其中各位說明如下：D7D6：工作方式選擇?？梢栽谒姆N工作方：工作方式選擇?？梢栽谒姆N工作方式中任選一種，見表式中任選一種，見表4.1。微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社

31、表6.1 工作方式選擇邏輯微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社D5：地址寄存增減方式選擇。：地址寄存增減方式選擇。 D4：DMA自動(dòng)預(yù)置功能選擇。自動(dòng)預(yù)置功能選擇。 D3D2：數(shù)據(jù)傳輸類型選擇。其含義如表：數(shù)據(jù)傳輸類型選擇。其含義如表4.2所所示。示。D1D0：通道選擇。它用來選擇四個(gè)通道。其選：通道選擇。它用來選擇四個(gè)通道。其選擇如表擇如表4.3所示。所示。 微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社表6.2 DMA數(shù)據(jù)傳輸類型選擇微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社3 3控制存儲(chǔ)器控制存儲(chǔ)器 表6.3 通道選擇微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社D7：DMA響應(yīng)位響應(yīng)位D6：DMA請(qǐng)求位請(qǐng)求位D5：擴(kuò)展

32、寫信號(hào)位：擴(kuò)展寫信號(hào)位D4：優(yōu)先級(jí)管理：優(yōu)先級(jí)管理D3：時(shí)序選擇位：時(shí)序選擇位D2：允許操作位：允許操作位D0：存儲(chǔ)器間數(shù)據(jù)傳輸允許位：存儲(chǔ)器間數(shù)據(jù)傳輸允許位 各數(shù)據(jù)位說明如下：各數(shù)據(jù)位說明如下：微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社4 4狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器的格式如下：狀態(tài)寄存器的格式如下：微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社5 5請(qǐng)求寄存器請(qǐng)求寄存器其格式如下：其格式如下：各位的含義如下：各位的含義如下：D7D3D7D3：未定義。：未定義。D2D2：DMADMA請(qǐng)求標(biāo)志位。請(qǐng)求標(biāo)志位。D1D0D1D0：通道選擇位。如表：通道選擇位。如表4.44.4所示。所示。微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工

33、業(yè)出版社D1 D0功 能0 00 11 01 1選擇0通道選擇1通道選擇2通道選擇3通道表6.4 通道選擇標(biāo)志位微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社6 6屏蔽寄存器屏蔽寄存器其格式如下：其格式如下：各位的含義如下：各位的含義如下：D7D3：未定義。：未定義。D2：DMA屏蔽設(shè)置位。屏蔽設(shè)置位。D1D0：通道選擇位。如表：通道選擇位。如表4.5所示。所示。DMA屏蔽標(biāo)志是通過往屏蔽寄存器中寫入屏蔽屏蔽標(biāo)志是通過往屏蔽寄存器中寫入屏蔽字節(jié)來進(jìn)行設(shè)置的。字節(jié)來進(jìn)行設(shè)置的。微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社表6.5 通道屏蔽選擇D1 D0功 能0 0選擇0通道0 1選擇1通道1 0選擇2通道1 1選擇3

34、通道微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社8237A也可以用綜合屏蔽命令來設(shè)置通也可以用綜合屏蔽命令來設(shè)置通道的屏蔽觸發(fā)器，其格式如下：道的屏蔽觸發(fā)器，其格式如下：微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社7 7先先/ /后觸發(fā)器后觸發(fā)器 先先/后觸發(fā)器是為控制后觸發(fā)器是為控制DMA通道中地址寄通道中地址寄存器和字節(jié)計(jì)數(shù)器的初值而設(shè)置的，先存器和字節(jié)計(jì)數(shù)器的初值而設(shè)置的，先/后觸后觸發(fā)器就用來控制這兩次傳輸數(shù)據(jù)的次序的。發(fā)器就用來控制這兩次傳輸數(shù)據(jù)的次序的。 微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社8 88237A8237A各寄存器的端口地址各寄存器的端口地址表表6.6 8237A操作端口地址與命令一覽表操作端

35、口地址與命令一覽表返回本節(jié)返回本節(jié)微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社6.3 8237A DMA可編程控制在微機(jī)系統(tǒng)中可編程控制在微機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用的應(yīng)用6.2.3.3.1 8237A的編程及其應(yīng)的編程及其應(yīng)用用6.2.3.3.2 編程實(shí)例編程實(shí)例6.2.3.3.3 8237A DMA可編程控可編程控制與微機(jī)系統(tǒng)的接口電路制與微機(jī)系統(tǒng)的接口電路返回本章首頁返回本章首頁微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社11.3.1 8237A的編程及其應(yīng)用的編程及其應(yīng)用1 1DMADMA的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及主要性能的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及主要性能圖圖6.3 DMA系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)示意圖系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)示意圖微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社表

36、6.7 PC/AT微機(jī)DMA系統(tǒng)的基本性能微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社2 28237A8237A編程編程 （1）初始化通道方式寄存器。）初始化通道方式寄存器。（2）預(yù)置該通道的基地址和當(dāng)前地址寄存器）預(yù)置該通道的基地址和當(dāng)前地址寄存器（低（低16位）與頁面寄存器（高位）與頁面寄存器（高4位或高位或高8位）。位）。（3）求傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，將其值減）求傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，將其值減1并預(yù)置該并預(yù)置該通道的基地址及當(dāng)前字節(jié)（或字節(jié)計(jì)數(shù)器）。通道的基地址及當(dāng)前字節(jié)（或字節(jié)計(jì)數(shù)器）。（4）判斷傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量是否已經(jīng)超出邊界，）判斷傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量是否已經(jīng)超出邊界，若出界則返回錯(cuò)誤代碼。若出界則返回錯(cuò)誤代碼。（5）

37、開放通道，并允許）開放通道，并允許DREQ請(qǐng)求。請(qǐng)求。返回本節(jié)返回本節(jié)微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社6.2.3.3.3.2 編程實(shí)例編程實(shí)例（1）初始化通道方式寄存器。）初始化通道方式寄存器。（2）預(yù)置該通道的基地址和當(dāng)前地址寄存）預(yù)置該通道的基地址和當(dāng)前地址寄存器與頁面寄存器。器與頁面寄存器。（3）求傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，將其值減）求傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，將其值減1并預(yù)置該并預(yù)置該通道的基地址及當(dāng)前字節(jié)。通道的基地址及當(dāng)前字節(jié)。（4）判斷傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量是否已經(jīng)超出邊界，）判斷傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量是否已經(jīng)超出邊界，若出界則返回錯(cuò)誤代碼。若出界則返回錯(cuò)誤代碼。（5）開放通道，并允許）開放通道，并允許DREQ請(qǐng)求。請(qǐng)求

38、。微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社；初始化通道；初始化通道2；入口參數(shù)：；入口參數(shù)：AL=DMA方式字節(jié)方式字節(jié)；讀盤（；讀盤（DMA寫）寫）=046H；寫盤（；寫盤（DMA讀）讀）=04AH；DH=傳輸?shù)纳葏^(qū)數(shù)傳輸?shù)纳葏^(qū)數(shù)；ES：BX=RAM緩沖區(qū)首地址緩沖區(qū)首地址；定義要使用的符號(hào)；定義要使用的符號(hào)DMA EQU 0 ；第；第0片片DMA通道端口通道端口下面為下面為PC/AT機(jī)的軟盤驅(qū)動(dòng)器與存儲(chǔ)器機(jī)的軟盤驅(qū)動(dòng)器與存儲(chǔ)器RAM之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的實(shí)例。之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的實(shí)例。微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社DMA1 EQU 0C0H ；第；第1片片DMA通道端口通道端口DAM08 EUQ

39、08 ；第；第0片片DMA命令寄存器地址命令寄存器地址DMA18 EUQ 0D0H ；第；第1片片DMA命令寄存器地址命令寄存器地址DSET PROC NEAR ；DMA 初始化過程初始化過程 PUSH CX ；保存；保存CX寄存器寄存器 CLI ；關(guān)中斷；關(guān)中斷OUT DMA+12 ，AL ；清除先；清除先/后觸發(fā)器后觸發(fā)器JMP SHORT $+2 ；滿足；滿足DMA的的I/O定時(shí)要求定時(shí)要求微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社 ；初始化方式寄存；初始化方式寄存OUT DMA+11，AL ；寫方式寄存；寫方式寄存MOV AX，ES ；取寄存器；取寄存器RAM段地址段地址MOV CL，4 ；ROL AX，CL ；循環(huán)左移；循環(huán)左移4MOV CH，AL ；高；高4位保存在位保存在CHAND AL，0F0H ；取低落；取低落6位地址位地址ADD AX，BX微計(jì)算機(jī)機(jī)原理第2版電子工業(yè)出版社JNC J1INC CH ；有進(jìn)位加到高；有進(jìn)位加到高4位地址位地址 ；初始化地址寄存器和頁面寄存器；初