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1、11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术大学第第1111章章 DMADMA控制器控制器8237A8237AM/微型计算机原理与接口技术 第5版11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术大学本章主要内容:11.1 8237A 的组成与工作原理 11.2 8237A的时序11.3 8237A的编程和应用举例11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术大学11.1 8237A的组成和工作 原理11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术大学DMADMA传送传送l l用用DMADMA方式传送数据时，传送过程完全由方式
2、传送数据时，传送过程完全由DMADMA 控制器（控制器（DMACDMAC）控制。其基本功能：）控制。其基本功能：能向能向CPUCPU的的HOLDHOLD脚发出脚发出DMADMA请求信号。请求信号。CPUCPU响应响应DMADMA请求后，请求后，DMADMAC C获得总线控制权，由获得总线控制权，由 它控制数据的传送，它控制数据的传送，CPUCPU则暂停工作。则暂停工作。能提供读能提供读/ /写存储器或写存储器或I/OI/O设备的各种控制命令。设备的各种控制命令。确定数据传输的始址和数据长度，每传送确定数据传输的始址和数据长度，每传送1 1个数据便个数据便 自动修改地址自动修改地址(+(+1 1
3、或或- -1)1)，数据长度，数据长度- -1 1。传送完毕，能发出结束传送完毕，能发出结束DMADMA传送的信号。传送的信号。uuCPUCPU在每个非锁定时钟周期结束后，都会检测在每个非锁定时钟周期结束后，都会检测HOLDHOLD 脚上有无脚上有无DAMDAM请求？若有，便转入请求？若有，便转入DMADMA传送周期。传送周期。11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术大学8237A DMA控制器l l8237A8237A是高性能可编程是高性能可编程DMADMA控制器，主要特点控制器，主要特点: :含含4 4个通道，每通道有个通道，每通道有64K64K地址和字节计数能力。
4、地址和字节计数能力。有有4 4种传送方式：单字节传送、数据块传送、请求种传送方式：单字节传送、数据块传送、请求 传送、级联传送。传送、级联传送。每个通道的每个通道的DMADMA请求可被允许或禁止。请求可被允许或禁止。4 4个通道的个通道的DAMDAM请求有不同优先级，优先级可以是请求有不同优先级，优先级可以是 固定的，也可以是循环的。固定的，也可以是循环的。任一通道完成数据传送后，会产生过程结束信号任一通道完成数据传送后，会产生过程结束信号 EOPEOP（End End of of ProcessProcess），结束），结束DMADMA传送；还可从传送；还可从 外界输入外界输入EOPEOP
5、信号，中止正执行的信号，中止正执行的DMADMA传送。传送。11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术大学8237A的两种工作状态1）从态方式开始DMA传送前，8237A是系统总线的从属设备 ，由CPU对它进行编程，如指定通道、传送方式 和类型、内存单元起始地址、地址是递增还是递减 以及要传送的总字节数等等，CPU也可读取 DMAC的状态。 2）主态方式当8237A取得总线控制权后，它就完全控制了系统 ，使I/O设备和存储器之间或者存储器与存储器之 间进行直接的数据传送。 u8237A芯片的内部结构和外部连接与这两种工作 状态密切相关。11.1 8237A原理第11章 D
6、MA和8237A中国科学技术大学11.1 8237A的组成和工作原理11.1.1 8237A的内部结构11.1.2 8237A的引脚功能11.2.3 8237A的内部寄存器11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术大学图11.1 8237A的内部结构11.1.1 8237A的内部结构11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术大学8237A内部结构1. 时序与控制逻辑从态时, 接收系统时钟、复位、片选和读/写等信号 ，完成相应控制操作；主态时, 向系统发控制信 号。 2. 优先级编码电路对同时提出DMA请求的多个通道进行排队判优， 决定哪个通道优先级最
7、高。可选固定或循环优先 级。某个优先级高的设备服务时，禁止其它通道请 求。 3. 数据和地址缓冲器组8237A的A7A4、A3A0为地址线；DB7DB0在从态 时传输数据，主态时传送地址。它们都与三态缓冲 器相连，便于接管或释放。11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术大学8237A内部结构 4.命令控制逻辑从态时接收CPU送来的寄存器选择信号（A3A0） ，选择寄存器；主态时译码方式字的D1D0，以确定 操作类型。A3A0与 、 配合组成各种操作 命令。 5.内部寄存器组每通道有16位基址寄存器、基字计数器、当前地址 寄存器、当前字计数器以及6位工作方式寄存器。片内还
8、有命令寄存器、屏蔽寄存器、请求寄存器、 状态寄存器和暂存寄存器。不可编程的字数暂存器和地址暂存器。11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术大学11.1 8237A的组成和 工作原理11.1.1 8237A的内部结构11.1.2 8237A的引脚功能11.2.3 8237A的内部寄存器11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术大学11.1.2 8237A的 引脚功能8237A为40 引脚DIP封 装, 引脚排 列 11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术大学8237A引脚功能1. CLK 时钟信号，输入 8237A时钟频率3M
9、Hz，8237A-5为5MHz。 2. 片选信号，输入，低电平有效 从态方式下选中8237A，接受CPU对它的编程等。 3. READY 准备好，输入，高电平有效 慢速I/O设备或存储器参与DMA传送时，可使 READY变低，让8237A在DMA周期中插入等待周 期TW；当它们准备就绪时READY变高。 4. A3A0 低4位地址线 从态为输入，寻址8237A内部寄存器，实现编程； 主态时输出要访问内存的低4位地址。11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术大学8237A引脚功能 5. A7A4 4位地址线始终是输出或浮空, 主态时输出4位地址信息A7A4 。 6. DB
10、7DB0 8位数据线与系统数据总线连。从态时，CPU经数据线读取各 有关寄存器内容，并对各寄存器编程。主态时，由它们输出高8位地址A15A8，并由AD STB信号将它们锁存到外部的高8位地址锁存器中 ，与A7A0输出的低8位地址构成16位地址。存储器-存储器传送方式下，源存储器读出的数据 ，经它们送暂存寄存器，暂存器中数据再经它们写 到目的存储单元中。11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术大学8237A引脚功能7. AEN 地址允许信号，输出，高电平有效送出锁存的高8位地址，与芯片输出的低8位地址一 起构成16位内存偏址。同时使连到CPU的地址锁存 器无效，保证地址线
11、上的信号来自DMAC。 8. ADSTB 地址选通信号，输出，高电平有效选通外部地址锁存器，将DB7DB0上的高8位地址 送到外部的地址锁存器。 9. I/O读信号，双向从态时，控制CPU读取8237A 内部寄存器。 主态时，与 配合，控制数据由外设传到存储 器中。11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术大学8237A引脚功能10. I/O写信号，双向，低电平有效从态时，控制CPU对8237A内部寄存器编程。 主态时，与 相配合，控制数据从存储器传送 到外设。 11. 存储器读，输出，低电平有效主态时，可与 配合，实现存储器外设传送， 也可控制内存间数据传送，从源地址单
12、元中读出数 据。从态时无效。 12. 存储器写，输出，低电平有效主态时，可与 配合，实现存储器外设传送， 也可控制内存间数据传送，把数据写入目的单元。 从态时无效。11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术大学8237A引脚功能 13. DREQ3DREQ0 通道30的DMA请求信号，输入外设请求DMA服务时，向这些引脚发请求信号， 有效极性由编程确定。固定优先级时，DREQ0的优 先级最高，编程可改变优先级。 14. HRQ 保持请求信号，输出，高电平有效向CPU的HOLD端发出的DMA请求信号，可从 8237A任一个未被屏蔽的通道发出。 15. HLDA 保持响应信号
13、，输入，高电平有效与CPU的HLDA相连，CPU收到HRQ信号后，至 少经过1个时钟周期后，使HLDA变高，表示已让 出总线控制权，8237A收到HLDA信号后，便开始 DMA传送。11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术大学8237A引脚功能16. DACK3DACK0 通道30的DMA响应信号，输出其有效电平极性由编程确定。相应通道开始DMA 传送后，DACKi有效，通知外部电路现已进入 DMA周期。 17. 传输过程结束信号，双向，低电平有效DMA传送中，任一通道的字计数器减为0，再由0 减为FFFFH 而终止计数时，会在 引脚上输出低 电平信号，表示DMA传输结
14、束。也可在 脚上输入低电平信号来终止DMA传 送。 若通道设置成自动预置状态，该通道完成一次 DMA传送，出现 信号后，又能自动恢复有关 寄存器的初值，继续执行另一次DMA传送。11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术大学11.1 8237A的组成和 工作原理11.1.1 8237A的内部结构11.1.2 8237A的引脚功能11.2.3 8237A的内部寄存器11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术大学11.2.3 8237A的内部寄存器l8237A的内部可编程寄存器主要有10种：11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术
15、大学8237A的内部寄存器1. 当前地址寄存器 16位，每通道1个，存放DMA传送的存储器地址值。每 传送1个数据，地址值自动+1或-1，指向下个单元。 编程时可写入初值，也可被读出，但每次只能读/写8位 ，所以读/写要两次完成。 自动预置操作方式, 在 有效时, 会重装入基地址 值。 2. 当前字计数寄存器 16位，每通道1个，编程时置其初值为实际传送字节数 少1。每传送1字节，自动1。由0FFFFH时，将产生 终止计数信号TC。 自动预置操作方式, 在 有效时，会重装入基字计数 寄存器的内容。11.1 8237A原理第11章 DMA和8237A中国科学技术大学8237A的内部寄存器3. 基地址寄存器16位，每通道1个，存放通道当前地址寄存器初值 ，与当前地址寄存器地址一样，编程时写入相同 值。其内容不能读出和修改。用在自动预置操作时，使 当前地址寄存器恢复到初值。 4. 基字计数寄存器16位，每通道1个，存放通道当前字计数器初值， 该值也是编程时与当前字计数器一起写入的。其内容不能读出和修改，用于自动预置操作时，使 当前字计数器恢复到初
