微機(jī)原理與應(yīng)用第7章1節(jié)2012SGQ

例4．利用下圖存儲(chǔ)器芯片構(gòu)成8086的從33000H～33FFFH的內(nèi)存，請(qǐng)用全譯碼法畫(huà)出與8086CPU系統(tǒng)總線(xiàn)的連接圖。6116A0~A10D0~D7CEOEWEVccGND分析：芯片如右圖所示。2K＝211，地址線(xiàn)A0~A10，8位的數(shù)據(jù)線(xiàn)D0~D7。2K×8位的RAM(6116)構(gòu)成8086的從33000H～33FFFH的內(nèi)存容量為00000H~00FFFH,=212×8＝4K×8.所以：4K×8/2K×8＝2片。（2）地址33000H開(kāi)始，一共8K×8,213，到33FFFH結(jié)束。與8086相連，則這2片為一組。選擇的芯片是2K的，所以片內(nèi)尋址部分為A1~A11。100110A19A18A17A16A150/1全0～全1011A0A11～A1A14A13A12A15M/IOCBAA14A13A12G1138

G2AG2BY3BHEA0≥≥&A19A18A17A16ABCG2AG2BG1Y374LS138≥A0～A10D0～D7CSWEOE6264(2)A0～A10D0～D7CSWEOE6264(1)A1～A11D0～D7A12A13A14WRRD8086CPUIO/MD8～D15A15BHEA0或或時(shí)間：2011—11月2日（第十一周周三）1、接口、端口。2、輸入輸出信息和指令。3、端口編址方式。4、CPU與外設(shè)間信息傳送方式。5、掌握查詢(xún)式編程。

接口就是CPU與外界的連接部件，是CPU與外界交換信息的中轉(zhuǎn)站。CPU接口電路I/O設(shè)備CPU總線(xiàn)輸入接口A/D傳感器爐溫內(nèi)存輸出接口D/A控制信號(hào)開(kāi)關(guān)一個(gè)爐溫控制系統(tǒng)INOUTMOV第七章輸入與輸出（一）、CPU和I/O設(shè)備之間的信號(hào)（1）、數(shù)據(jù)信息1、數(shù)字量2、模擬量3、開(kāi)關(guān)量4、脈沖量（2)、狀態(tài)信息

（3)、控制信息（二）I/O接口電路

一個(gè)接口有幾個(gè)寄存器，不同類(lèi)型的信息進(jìn)入不同的寄存器，一般稱(chēng)這些寄存器為端口。

控制總線(xiàn)CB地址總線(xiàn)ABI/O接口電路數(shù)據(jù)控制狀態(tài)數(shù)據(jù)總線(xiàn)DBCPU外設(shè)控制寄存器狀態(tài)寄存器數(shù)據(jù)寄存器輸入指令（IN：將外設(shè)數(shù)據(jù)傳送給CPU內(nèi)的AL/AX）INAL,i8 ;字節(jié)輸入INAL,DX ;字節(jié)輸入INAX,i8 ;字輸入INAX,DX ;字輸入輸出指令（OUT：將CPU內(nèi)的AL/AX數(shù)據(jù)傳送給外設(shè)）OUTi8,AL ;字節(jié)輸出OUTDX,AL ;字節(jié)輸出OUTi8,AX ;字輸出OUTDX,AX ;字輸出演示演示（三）8088/8086的輸入輸出指令?若端口地址在

0～FFH范圍內(nèi),則用直接尋址INAL，端口地址（輸入）OUT端口地址，AL（輸出）

如：INAL,20HOUT80H,AXOUT84H,AL

?若端口地址在

0100～FFFFH范圍內(nèi)，則用DX間接尋址:

MOVDX,端口地址INAL,DXOUTDX,AL

如：MOVDX,300HINAL,DX（二）累加器專(zhuān)用傳送指令I(lǐng)N和OUT指令一、CPU尋址外設(shè)有兩種方式：將存儲(chǔ)器與外設(shè)端口統(tǒng)一編址外設(shè)端口單獨(dú)編址1.統(tǒng)一編址。65F3020024E0內(nèi)存與外設(shè)內(nèi)存外設(shè)Kou1026D0000000001EFFFFF0000F0001F0002FFFFF優(yōu)點(diǎn)：可用全部的存儲(chǔ)器操作指令。如：movkou1,bx缺點(diǎn)：外設(shè)占用內(nèi)存單元，相對(duì)減少了內(nèi)存容量。

A16A15CBAE374LS138

A19A18A17Y6E2E1IO/MY5Y7CS32K×8A0~A14D0~

D7三態(tài)緩沖器…+5v∥∥…鎖存器……28000H30000H38000H3FFFFH全0全0全0全100

101

Y500

110

Y600

111

Y700

111

Y7地址范圍A14～A0A19A18A17A16A15例：已知一個(gè)CPU系統(tǒng)，有32K×8內(nèi)存，2片8位接口（輸入輸出各有一片）2.外設(shè)端口單獨(dú)編址

65F30200外設(shè)000000FFFFFF0100KOU1KOU2KOU311223344KOU100KOU10111323201內(nèi)存00000FFFFF優(yōu)點(diǎn)：不占用內(nèi)存缺點(diǎn)：CPU需設(shè)專(zhuān)門(mén)的I/O指令。用直接尋址方式尋址外設(shè)時(shí)，它的地址字節(jié)，通?？傄葘ぶ穬?nèi)存單元的地址少一個(gè)字節(jié)，因而節(jié)省了指令的存儲(chǔ)空間，縮短了指令的執(zhí)行時(shí)間。補(bǔ)充：I/O端口地址譯碼方法使用74LS138設(shè)計(jì)系統(tǒng)板上的I/O地址,并且使每個(gè)接口芯片內(nèi)部可以有32個(gè)端口數(shù)目.1)分析:系統(tǒng)板地址范圍:00~FFH,只使用低8位地址線(xiàn).留出低5位地址線(xiàn)不參加譯碼(25=32);地址線(xiàn)00A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0用

途控

制片

選片

內(nèi)

選

擇二進(jìn)制數(shù)0000000001……1110000000001……11111ABC000001010011100101110111Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7輸出地址范圍:000~01FH020~03FH…0E0~0FFHY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7A5A6A7A8A9AENIOWAB

CG2BG2AG174LS138DMACS（8237）INTRCS（8259）T/CCS（8253）PPICS（8255）WRTDMAPG（寫(xiě)DMA頁(yè)面寄存器）WRTNMIREG（寫(xiě)NMI屏蔽寄存器）1174LS322)設(shè)計(jì)線(xiàn)路第二節(jié)CPU與外設(shè)數(shù)據(jù)傳送方式

輸入：CPU在執(zhí)行IN指令前，輸入三態(tài)緩沖器已準(zhǔn)備好。

輸出：CPU在執(zhí)行OUT指令前，輸出鎖存器已空。一、無(wú)條件傳送無(wú)條件查詢(xún)中斷DMA讀信號(hào)有效M/IO有效80H例1：輸入：INAL，80H；（80H）=10H將80H端口的內(nèi)容送AL。IO/M=0，RD=0，(AL)=10H例2：輸出：OUT82H，AL；(AL)=10H將AL中的內(nèi)容送82H端口。IO/M=0，WR=0，（82H）=10H

慢速變化的設(shè)備認(rèn)為它們總是處于“就緒”狀態(tài)。適合于簡(jiǎn)單設(shè)備，如LED數(shù)碼管、按鍵或按鈕。無(wú)條件傳送的接口和操作均十分簡(jiǎn)單。這種傳送有前提：外設(shè)必須隨時(shí)就緒。流程總結(jié)：二、查詢(xún)傳送CPU需不斷查詢(xún)外設(shè)的狀態(tài)，一旦外設(shè)滿(mǎn)足數(shù)據(jù)傳送的條件，就執(zhí)行IN或OUT指令，讀入或輸出數(shù)據(jù)。輸入外設(shè)狀態(tài)信號(hào)ReadyReady=1輸入數(shù)據(jù)N查詢(xún)輸入Y輸入外設(shè)狀態(tài)信號(hào)BusyBusy=1輸出數(shù)據(jù)Y查詢(xún)輸出N查詢(xún)輸入接口電路（組成）INAL，DATA_PORT

工作原理INAL，STATUS_PORT輸入裝置鎖存器DRQ三態(tài)緩沖器三態(tài)緩沖器地址譯碼AB數(shù)據(jù)端口狀態(tài)端口D7數(shù)據(jù)選通信號(hào)DBReadyRDM/IORD+5VM/IO復(fù)位狀態(tài)信息清零1、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好，選通信號(hào)輸出正跳變將數(shù)據(jù)鎖存器D觸發(fā)器置1，作為Ready信號(hào)，D7=12、查詢(xún)狀態(tài)信號(hào)，執(zhí)行INAL，狀態(tài)口Ready(bit7)AL

3、若Ready=1，執(zhí)行INAL，數(shù)據(jù)口輸入數(shù)據(jù)AL；D觸發(fā)器復(fù)位，Ready=0POLL：INAL，STATUS_PORTTESTAL，80HJEPOLLINAL，DATA_PORT查詢(xún)輸入的編程INAL，STATUS_PORT查詢(xún)輸出接口電路（組成）工作原理鎖存器輸出裝置QDR三態(tài)緩沖器地址譯碼器AB數(shù)據(jù)端口狀態(tài)端口D7數(shù)據(jù)啟動(dòng)DBACKBusyVCCM/IORDWRM/IOOUTDATA_PORT，AL

1、上一數(shù)據(jù)處理結(jié)束，ACK的負(fù)跳變(恢復(fù))使D觸發(fā)器復(fù)“0”輸出裝置，啟動(dòng)信號(hào)＝0(恢復(fù))緩沖器輸出Busy=0；2、查詢(xún)狀態(tài)信號(hào)，執(zhí)行指令I(lǐng)NAL，狀態(tài)口Busy(bit7)AL

3、若Busy=0，執(zhí)行指令OUT數(shù)據(jù)口，AL，輸出數(shù)據(jù)ALDB鎖存器輸出裝置；D觸發(fā)器置1，啟動(dòng)輸出裝置Busy=1，禁止輸出POLL：INAL，STATUS_PORTTESTAL，80HJNEPOLLMOVAL，STORE；從數(shù)據(jù)區(qū)取數(shù)OUTDATA_PORT，AL查詢(xún)輸出的編程例：若有一臺(tái)打印機(jī)，它的數(shù)據(jù)端口地址為01H，狀態(tài)端口地址為00H，狀態(tài)信息從D4位送入（為1時(shí)表示輸出緩沖器有空，CPU可以向它輸出新的數(shù)據(jù)）。編寫(xiě)程序把內(nèi)存中自BLOCK開(kāi)始的100個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)塊通過(guò)打印機(jī)打印出來(lái)。

JNZWAITHLT設(shè)置循環(huán)次數(shù)、地址偏移量輸出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)修改循環(huán)次數(shù)及指針結(jié)束送完？YN輸入狀態(tài)信息空閑？YNMOVSI,OFFSETBLOCKMOVCX,100WAIT:INAL,00H

TESTAL,10HJZWAITMOVAL,[SI]OUT01H,ALINCSIDECCX習(xí)題：編寫(xiě)程序。若有一個(gè)CRT（陰極射線(xiàn)管顯示器）終端，它的輸入輸出數(shù)據(jù)的端口地址為01H，狀態(tài)端口的地址為00H，其中D7位為1時(shí)表示輸出緩沖器有空，CPU可以向它輸出新的數(shù)據(jù)；D6位為1時(shí)，表示輸入數(shù)據(jù)有效，CPU可以把它輸入。

實(shí)現(xiàn)： （1）從終端上輸入100個(gè)字節(jié)的字符，送入到以BUFFER開(kāi)始的內(nèi)存單元。 （2）把內(nèi)存中自BLOCK開(kāi)始的100個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)塊通過(guò)終端顯示出來(lái)。LEASI,BUFFERMOVCX,100INAL,00HTESTAL,40HJZWAITINAL,01HMOV[SI],ALINCSIDECCXJNZWAITHLTWAIT:LEASI,BLOCKMOVCX,100INAL,00HTESTAL,80HJZWAITMOVAL,[SI]OUT01H,ALINCSIDECCXJNZWAITHLTWAIT:CPU需要先了解（查詢(xún)）外設(shè)的工作狀態(tài)，然后在外設(shè)可以交換信息的情況下（就緒）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入或輸出。對(duì)多個(gè)外設(shè)的情況，則CPU按一定順序依次查詢(xún)（輪詢(xún)）。先查詢(xún)的外設(shè)將優(yōu)先進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。查詢(xún)傳送的特點(diǎn)是：工作可靠，適用面寬，但傳送效率低。就緒？總結(jié)：流程（無(wú)條件、查詢(xún)傳送都需要CPU的等待或不斷查詢(xún)，使CPU的效率降低。）中斷傳送：外設(shè)需要傳送數(shù)據(jù)時(shí)，申請(qǐng)中斷；當(dāng)CPU允許中斷，在中斷服務(wù)程序中執(zhí)行IN/OUT指令；然后返回主程序。啟動(dòng)外設(shè)主程序外設(shè)準(zhǔn)備好輸入設(shè)備Ready=1輸出設(shè)備Busy=0中斷請(qǐng)求中斷響應(yīng)數(shù)據(jù)IN/OUT中斷服務(wù)程序IRET中斷響應(yīng)外設(shè)又一次準(zhǔn)備好中斷請(qǐng)求三、中斷傳送流程1、DMA傳送的基本概念無(wú)條件、查詢(xún)、中斷傳送，每傳送一個(gè)數(shù)據(jù)都需要CPU干預(yù)一次，限制了數(shù)據(jù)傳送的速度。輸入設(shè)備輸出設(shè)備CPU內(nèi)存DMA（DirectMemoryAccess）：是一種不需要CPU干預(yù)也不需要軟件介入的高速數(shù)據(jù)傳送方式。在外設(shè)(如磁盤(pán))與內(nèi)存之間成批傳送數(shù)據(jù)時(shí)，完全由硬件（DMA）完成外設(shè)與內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳送，而不必CPU的干預(yù)。對(duì)這一數(shù)據(jù)傳送過(guò)程進(jìn)行控制的硬件稱(chēng)為DMA控制器（DMAC）。四、直接數(shù)據(jù)通信傳送DMA

問(wèn)題：(1)數(shù)據(jù)傳送需AB、DB、CB的參與；(2)通常情況下，AB、DB、CB由CPU控制。流程無(wú)條件傳送：慢速外設(shè)需與CPU保持同步查詢(xún)傳送：簡(jiǎn)單實(shí)用，效率較低中斷傳送：外設(shè)主動(dòng)，可與CPU并行工作，但每次傳送需要大量額外時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)DMA傳送：DMAC控制，外設(shè)直接和存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，適合大量、快速數(shù)據(jù)傳送五、傳送方式的比較例：查詢(xún)數(shù)據(jù)輸入，有8個(gè)模擬電壓，一個(gè)8bitA/D轉(zhuǎn)換器。由CPU控制一個(gè)8選1多路開(kāi)關(guān)，以及A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)。依次實(shí)現(xiàn)8個(gè)模擬電壓的A/D轉(zhuǎn)換，并把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在DSTOR為首地址的內(nèi)存單元中。（組成） M/IO*WR*4324A/D轉(zhuǎn)換8bitbit78D4數(shù)據(jù)READYDBM/IO*RD*3M/IO*RD*2CPU數(shù)據(jù)啟動(dòng)輸入數(shù)據(jù)八個(gè)模擬量D2D1D01個(gè)模擬量多路開(kāi)關(guān)輸入數(shù)據(jù)口地址：1輸入狀態(tài)口地址：2bit0，A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出控制口地址：4bit0~2，多路開(kāi)關(guān)選擇輸入端bit4，A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)START：MOVDL，0F8H LEADI，DSTORAGAIN：MOVAL，DL ANDAL，0EFH；使bit4=0

OUT4，AL；停止A/D

CALLDELAY；延時(shí)等待A/D結(jié)束

MOVAL，DL

OUT4，AL；啟動(dòng)A/DPOLL：INAL，2；輸入狀態(tài)信號(hào)

SHR