总复习第5章.输入输出及接口芯片的应用.ppt

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1、左旭坤（zxk78）,1,工业用微型计算机,第五章总复习,2,5.1 总线技术,5.1.1 PC/XT总线 5.1.2 微型计算机总线的标准和分类 5.1.3 ISA总线 5.1.4 PCI总线,3,1. 总线的概念, 总线（Bus）：是一种能为多个部件分时共享的公共信息传输线路，分时和共享是总线的两个特点, 共享：指总线上可以挂接多个部件，各部件之间交换的信息都可以通过这组线路传送。, 分时：指同一时刻只能有一个部件向总线发送信息，多个部件不能同时使用总线。,【识记】总线的概念,5.1.1 PC/XT总线,4,PC/XT总线：总线根数：62 数据线：8根,ISA总线：总线根数：62+36 数

2、据线：16根,2012-09ISA总线中数据线有 【 】 A 8条 B 16条 C 32条 D 64条,B,5,1） 地址总线AB（Address Bus）：用来传递地址信息，由于地址只能从CPU传向外部存储器或I/O端口，所以地址线是单向的。, （1） 按照总线传递的内容分类,地址总线,数据总线,控制总线,2） 数据总线DB（Data Bus）：用来传递数据信息，是双向数据线。,3） 控制总线CB（Control Bus）：用来传递各种控制信号。,3. 总线分类,【领会】 数据总线、 地址总线、 控制总线的作用。,【领会】总线的分类,6,2012-22. 根据传送的信号不同，CPU与存储器及

3、外部设备的连线 可分为地址总线、数据总线和_。（P188）,2009-26. CPU和I/0设备之间传送的信息可以分为 地址信息、控制信息和_。,控制总线,数据信息,7,1） 片总线C-Bus（Chip Bus）：在CPU内部，寄存器之间和算术逻辑部件ALU与控制部件之间传输数据所用的总线，也称CPU总线。, （2）按照总线所处的位置分类,片总线,内总线,外总线,2） 内总线I-Bus（Internal Bus）：是微机系统中各插件（模块）之间的信息传输通路，也称系统总线或板级总线。,3） 外总线E-Bus（External Bus）：是微机系统之间或微机系统与通信设备之间进行通信的一组信号线

4、，也称通信总线。,8,5.2 I/O接口概述,5.2.1 接口的概念与I/O接口 5.2.2 I/O接口的典型结构 5.2.3 I/O端口的编址 5.2.4 I/O数据传输的控制方式,9,I/O接口的交换信号,I/O接口与I/O设备之间交换的信号通常有四种：,1） 数字量：用二进制表达的信息或经过编码的二进制信息，最小单位为位（bit），8个位为一个字节（byte），如按键编码、字符编码等。,2） 模拟量：用于时间有连续关系的模拟电压或模拟电流表示的物理量，如电压、电流、压力、频率、位移、速度、转角等。,3） 开关量：仅有两种状态的量，如开关的状态、电机的起停，用二进制表示时只需一个位即可。,

5、4） 脉冲量：在计算机控制系统中常用到计数脉冲、定时脉冲或控制脉冲，脉冲量是指以脉冲形式表示的一种信号。,【识记】数字量；模拟量；开关量；脉冲量,10,IO接口与CPU之间交换的信息通常有三种：,1） 数据信息：由IO设备产生，经过I/O接口转换后可以输入给CPU，或由CPU产生，经I/O接口转换后可以输出到I/O 设备的信息。,2） 状态信息：反应I/O设备以及I/O接口本身工作状态的信息，如I/O设备“已就绪”、“忙”等。,3） 控制信息：用以控制I/O设备操作以及设定I/O接口本身工作方式的信息。,11,基本I/O接口,74LS244 74LS245 74LS373 74LS374,12

6、,5.2.3 I/O端口的编址,可被CPU寻址的I/O接口内部寄存器称之为端口（Port）。,I/O端口有两种编址方式： I/O端口独立编址和 I/O端口与存储器统一编址,【识记】I/O端口,【识记】I/O端口的编址方式,2011-27. 对于8086系统， I/O与存储器采用的是 编址方式。,独立,13,1. I/O端口独立编址,I/O端口独立编址也称I/O映像（I/O Mapped）。 CPU将内存和I/O端口视为完全分离的地址空间， 访问内存时给出A0A19地址，访问I/O端口时，给出A0A15地址。,14,15,2. I/O端口与存储器统一编址,在这种编址方案中，把内存中的某个区域规划

7、出来留给I/O端口使用，I/O端口看作内存中的一个存储单元，即每一个I/O 端口占用一个存储器单元的地址。由于I/O 端口的地址映射到存储器空间，所以也称为内存映像（Memory Mapped）。,16,5.2.4 I/O数据传输的控制方式,【识记】I/O传输控制方式,17,1. 程序控制方式,（1） 无条件传输方式, 无条件传输方式： 输入时，I/O接口总是已将数据准备好，可供CPU读取； 输出时，I/O接口总是处于就绪状态，随时可以接受数据。,【领会】无条件传输方式,（2） 查询传输方式,查询（Polling）传输方式也称为条件传输方式或异步传输方式。 查询输入方式是指当CPU需要传输数据

8、时首先查询I/O接口的状态，只当I/O接口已就绪时才能进行数据的输入或输出。 与无条件传输方式类似，传输的一方为CPU，另一方为I/O接口。,18,2. 中断控制方式,1） 中断请求：当IO设备就绪时，主动向CPU发出通告，请求CPU取走数据或输出新的数据。, 对于不同的微机系统，CPU中断处理的具体过程不尽相同，但是一个完整的中断基本过程应包括：中断请求、中断判优、中断响应、中断处理及中断返回等五个基本过程。,中断请求,中断判优,中断响应,中断处理,中断返回,2） 中断判优：,3） 中断响应：CPU收到中断请求后，暂停当前的程序，执行输入或输出程序（中断服务程序）完成一次数据传输。,4） 中

9、断处理：执行中断服务程序的过程。,5） 中断返回：执行完中断服务程序后，返回原来程序的暂停之处（断点）继续执行。,【领会】中断控制方式,19,3. 直接内存存取（DMA）方式,是一种完全由硬件执行I/O交换的工作方式，传输的一方为内存，另一方是I/O接口和其连接的I/O 设备，CPU不参与传输，即数据不经过CPU。,直接内存存取:（Direct Memory Access）,【领会】DMA方式,20,2011-28. CPU与外设交换数据前必须先查询外设状态， 这种方式称为 传送方式。,查询,21,5.3 中断系统,5.3.1 中断概述 5.3.2 8086/8088的中断系统 5.3.3 8

10、259A可编程中断控制器 5.3.4 8259A的应用,22,1. 中断概述,什么是中断（Interrupt）？ 在CPU执行当前程序的过程中，由于某种随机发生的内部或外部事件使程序暂停，而转去执行别的程序，然后再返回暂停处（即断点）继续执行原来程序。这一个过程就称为中断。,【识记】中断的概念,23,2. 识别中断,中断类型号：以一个字节的无符号数予以识别和区分中断。,【识记】中断类型号,B,2012-04 指令中断INT 20H的中断类型码是 【 】 A 08H B 20H C 80H D 不能确定,24,3. 中断向量和中断向量表,（1）中断服务程序第一条可执行指令在内存中的地址称为 中断

11、服务程序的入口地址。,（2）中断服务程序的入口地址被称为中断向量。,（3）中断向量依中断类型号之次序排列成一个表， 即中断向量表。,（4）中断向量表（Interrupt Vector Table，IVT） 是一种表数据结构，是中断服务程序的入口地址表， 占用内存00000H003FFH的1K空间。 对应中断类型号0255。,【识记】中断向量,【领会】中断向量表,25,图5-24 8086/8088中断向量表,26,2009-28. 中断向量表放在内存的00000H _ 。,003FFH,2011-29. 8086系统存放所有 中断服务程序入口地址的内存区域称为 。,中断向量表,2010-30.

12、 某中断矢量从低到高连续四个字节的值 分别为：00H、01H、02H、和03H， 则该中断服务程序的入口地址为_ 。,0302H：0100H,或03120H,27,4. 中断类型号、中断向量和中断向量表的关系,(1)中断类型号n对应的中断向量物理地址为 （此处注意将计算结果化为4位十六进制的形式）,(2)根据物理地址确定一种可能的逻辑地址，即可在中断向量表中找到该逻辑地址存储的值，该值即为中断服务程序的入口地址。,n4,n4+1,n4+2,n4+3,28,2011-15. 类型号为21H的中断服务程序入口地址存放在 【 】 A 0000H:0021H B 0000H:0042H C 0000H

13、:0084H D 0000H:0108H,C,2010-11. 10H号中断的入口地址存放在 【 】 A 0000H:0010H B 0000H:0040H C 0010H:0000H D 0040H:0000H,B,29,每个中断服务程序的入口地址包括CS和IP共四个字节。,5. 中断服务程序,在中断响应时，根据中断类型号n,到中断向量表中从地址0000:4n开始连续四个单元内容分别装入IP和CS，然后以新的CS:IP为入口，CPU转入中断服务程序。,中断服务完成后，子程序的最后一条指令是中断返回指令IRET。该指令的执行将栈顶6个单元的内容依次弹到IP、CS和FLAGS，于是返回断点执行主

14、程序。,30,2009-22. 编写程序时，对不允许外部中断的程序要先关中断， 其指令是_ 。,D,2012-10. 8086CPU执行INT n指令时， 自动将下列寄存器推入堆栈的顺序是 【 】 A FLAGS，IP，CS B IP，CS，FLAGS C CS，IP，FLAGS D FLAGS，CS，IP,2011-14. 8086CPU在响应外部中断请求后， 自动入栈的寄存器顺序是 【 】 A IP，CS，FLAGS B FLAGS，CS，IP C CS，IP，FLAGS D CS，FLAGS，IP,2010-15. 8086 CPU执行IRET时，寄存器出栈的顺序是【 】 A FLAGS

15、,IP,CS B IP,CS,FLAGS C CS,IP,FLAGS D FLAGS,CS,IP,B,B,CLI,31,5.3.3 8259A可编程中断控制器,性能概述 1. 具有8级中断优先控制， 通过级连可以扩展至64级优先权控制； 2. 每一级中断都可以通过初始设置为允许或屏蔽状态； 3. 8259A的工作方式，可以通过编程进行设置， 因此，使用非常灵活； 4. 8259A采用NMOS制造工艺，只需要单一的+5V电源。,32,图5-27b 8259A逻辑符号,33,8259A的控制字有两种： 初始化命令字(ICW)， 在8259A启动之前写入，使其处于预定的初始状态。 操作命令字(OCW)， 可在8259初始化后的任何时刻写入， 使处于初始状态的8259去执行具体的某种操作方式。,8259A的编程,34,2009-24. 在某微机系统中有3片8259中断控制器芯片级联， 能提供中断申请的个数是_ 。,22个,2010-16. 两片8259A级联时可接收的外部中断请求的数量有【 】 A 8个 B 14个 C 15个 D 16个,C,2012-29. 要初始化8259A的工作方式、中断类型码等， 必须先向其