微機接口技術基礎一、概述二、I/O端口的尋址方式四、CPU與外設數據傳送方式1.程序直接控制方式

①無條件傳送方式

②查詢傳送方式2.中斷傳送方式3.直接數據通道傳送（DMA)4.各傳送方式的比較三、I/O端口地址譯碼方法

計算機在使用中，不可避免地要與外部設備打交道，輸入和輸出一些信息數據和信息。輸入——通過鍵盤、紙帶讀入機、卡片輸入機、掃描儀、

A/D（模/數）轉換等；輸出——顯示器、打印機、D/A（數/模）轉換等。另外，在微機中，軟、硬盤也作為輸入輸出設備。

由于①輸入的信息的數據形式不同（數字量、模擬量、開關量等）；

②輸入信息的速度不同

（鍵盤輸入、磁盤輸入）；所以，在CPU與外設進行數據傳輸時，需要通過接口來實現。CPU接口電路I/O設備一、概述什么是接口：廣義地講，接口是指通過三總線與CPU相連的外圍芯片或部件。接口分為：

1.RAM、ROM構成的存儲器接口；

2.8237A、8259A、8253A、8255A等構成的系統板I/O接口（或稱CPU外圍I/O接口）；

3.由I/O接口通道構成的連接外部輸入輸出設備的外圍I/O接口。

接口的兩層含義：

1.指這些外圍芯片或部件如何與CPU相連；

2.如何編程確定這些外圍芯片或部件的工作方式。CPU外圍I/O接口存儲器接口中央處理器8088協處理器8087總線驅動器總線控制器8288RAM存儲器ROM存儲器8級中斷電路4通道DMA8通道定時/計數器喇叭電路鍵盤接口8個擴展插座CBABDB時鐘信號發生器8284外圍I/O接口I/O接口的基本功能：

1.信號電平的轉換；

2.數據格式的轉換；

3.數據寄存和緩沖；

4.對外設的控制與檢測；

5.中斷請求、DMA請求的產生。（注：并不是所有的接口都具備上述所有的功能）

CPU與外設之間的接口信息

CPU與一個外設交換信息，通常需要以下一些信號：

1.數據（Data)2.狀態信息（Status）輸入時，輸入設備的信息是否準備好；輸出時，輸出設備是否有空等。

3.控制信息（Control）控制輸入輸出設備的啟動和停止等。CPU接口電路I/O設備數據狀態控制數據狀態控制端口1端口2端口4端口3端口——用于存放信息的、

CPU可直接訪問的鎖存器、緩沖器等。在PC機中通常為8位。

為了將數據、狀態、控制信息區分開，在接口電路中，設有不同的端口，如數據端口、狀態端口、控制端口，以接收、存放、輸出不同的信息。二、I/O端口的尋址方式

CPU尋址I/O端口有兩種方式：將存儲器與外設端口統一編址將外設接口電路的一個端口作為存儲器的一個單元。優點：不需要專門的輸入輸出指令，可用全部的存儲器操作指令（指令多且靈活），如：movkou1,bx缺點：外設占用內存單元，相對減少了內存容量。65F3020024E0內存與外設內存外設Kou1026D0000000001EFFFFF0000F0001F0002FFFFF2.外設端口單獨編址

優點：不占用內存缺點：CPU需設專門的I/O指令。I/O指令：

?

若端口地址在0～FFH范圍內，則用：

INAL，端口地址（輸入）

OUT端口地址，AL（輸出）如：INAL,PORT1OUTPORT2,AL

?

若端口地址在0100～FFFFH范圍內，則用：

MOVDX,端口地址

INAL,DXOUTDX,AL

如：MOVDX,PORT100INAL,DX可尋址28=256個端口可尋址216=64K個端口65F30200外設000000FFFFFF0100port1port2port311223344port100port10111323201內存00000FFFFF三、I/O端口地址譯碼方法

問題1：系統有許多I/O接口（如串行接口、并行接口、鍵盤接口、顯示器接口等），連接不同的外設，這些I/O接口均通過總線與CPU系統連在一起，而在任何一個時刻只能有一個外設通過接口與CPU通訊，CPU是如何區分要求通訊的外設接口呢？問題2：

外設接口怎樣知道CPU選中了它呢？中央處理器8088協處理器8087總線驅動器總線控制器8288RAM存儲器ROM存儲器8級中斷電路4通道DMA8通道定時/計數器喇叭電路鍵盤接口8個擴展插座CBABDB時鐘信號發生器8284譯碼電路CSCSCSCSCS1.IBMPC/XTI/O端口地址分配圖0000001F0020003F0040005F0060007F0080009F00A000BF008001FF32字節320字節32字節32字節32字節32字節32字節0000～000F8237A—5DMA控制器0020～00218259A中斷控制器0040～00438253A—5定時/計數器0060～00638255A—5并行接口芯片0080～0083DMA頁面寄存器00A0～00BFNMI屏蔽寄存器附：02000200～020F游戲控制口0210～0217擴展部件0218～02F7未用02F8～02FF異步通信卡（第二個）0320～032F硬盤適配器0330～0377并行打印機未用0300～031F實驗卡0380～038F0390～03AF03B0～03BF03C0～03CF03D0～03DF03E0～03EF03F0～03F703F8～03FF03FF0378～037FSPLC通信未用單色顯示器/打印機未用未用彩色/圖形顯示卡軟盤適配器異步通信卡（第一個）2.IBMPC/XTI/O端口地址譯碼方法IOWY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7A5A6A7A8A9AENAB

CG2BG2AG174LS138DMACS（8237）INTRCS（8259）T/CCS（8253）PPICS（8255）WRTDMAPG（寫DMA頁面寄存器）WRTNMIREG（寫NMI屏蔽寄存器）當G1=1G2A=G2B=0時，允許對A、B、C進行譯碼。譯中的對應輸入端將變為低電平，其它7個保持高電平。ABC000001010011100101110111Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7如：①OUT43H,ALA9A8A7A6A5A4A3A2A1A0

0001000011

A9=

A8=0AEN=1

A7A6A5=010——

譯中Y2

②IN20H,ALA9A8A7A6A5A4A3A2A1A0

0000100000

A9=

A8=0AEN=1

A7A6A5=001——

譯中Y1OUT43H,ALINAL,21H四、CPU與外設數據傳送的方式CPU與外設之間的數據傳送實際上是CPU與接口之間的數據傳送。傳送的方式有三種：1.

程序直接控制方式2.中斷傳送方式3.直接數據通道傳送（DMA)①無條件傳送方式②查詢傳送方式1.

程序直接控制方式

①無條件傳送方式無條件傳送方式又稱同步方式，即CPU的動作必須與外設同步，否則，傳送數據出錯。傳送流程演示輸入方式輸出方式INAL,0A0HOUT0A1H,ALA1A0CE查詢傳送方式在傳送前，查詢一下外設的狀態，當外設準備好了以后才傳送，否則，等待。傳送流程演示?

查詢式輸入接口電路數據端口狀態端口

D7D6D0

D78位1位狀態口數據口I/O控制線控制線Poll:Inal,S_portTestal,80hJzpollInal,D_port?

查詢式輸出接口電路Poll:Inal,S_portTestal,80hJnzpollmoval,storeOutD_port,al狀態口數據口I/O控制線控制線2.中斷傳送方式傳送流程演示中斷傳送方式的接口電路543213.直接數據通道傳送（DMA)傳送流程演示DMA傳送方式的接口電路DMA控制器I/O接口CPU存儲器5432167總線HLDA發存儲器地址傳送數據傳送結束？DMA結束修改地址指針4.幾種傳送方式的比較：1.無條件傳送：只能用于外部設備與CPU的動作同步時，否則出錯。這種方式已較少使用。2.查詢傳送：

?

接口簡單，

?

但在傳送過程中，若外設數據沒有準備好，則CPU一直在查詢、等待，而