《汇编语言与接口技术 第2版 教学课件 ppt 作者 叶继华 第9章 微型机接口》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汇编语言与接口技术 第2版 教学课件 ppt 作者 叶继华 第9章 微型机接口（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第9章 微机接口基本知识,9.1 微型机接口的基本知识 9.2 I/O设备数据传送方式 9.3 中断系统 9.4 DMA,9.1 微型机接口的基本知识,1，接口的概念 一个微机应用系统需要CPU、存储器、基本的输入输出系统以及将它们连接在一起的各种信号线和接口电路，如图9-1所示。,图9-1 微机应用系统组成,图9.2 微处理机通过接口与外设交换信息,介于主机和外设之间的一种缓冲电路称为I/O接口电路。如下图所示。,2 接口的功能,（1）数据缓冲功能,（2）设备选择功能（寻址功能）,（3）信号转换功能,（4）输入输出功能,（5）联络功能,（6）时序控制功能,（7）可编程功能,（8）错误检测功能
2、,（9）中断管理功能,（10）可复位功能,3 接口的组成,图9-3 外部设备通过接口与系统的连接,9.2 I/O设备数据传送方式,9.2.1 微型机I/O端口的布局 9.2.2 I/O端口地址的译码 9.2.3 CPU与外设之间的信息传送方式,（1）I/O端口的寻址特点 端口地址空间为1KB ； 使用专门的控制信号访问； 使用I/O指令对端口编程。 （2）I/O端口的地址分配 I/O端口地址分配见表9.1。,9.2.1 I/O端口的布局,表9.1 I/O端口地址分配,（1）固定式端口地址译码：所谓固定式端口地址译码是指接口中用到的端口地址不能更改。 （2）可选式地址译码：可选式地址译码常用的是
3、开关式可选端口地址译码。,9.2.2 I/O端口地址的译码,9.2.3 CPU与外设之间的信息传送方式,微机与外设之间的信息传送实际上是CPU与接口之间的信息传送，它们之间信息传送的方式主要有以下五种。,（1）无条件传送方式 无条件传送方式又称为同步方式，它所有的操作均由执行程序完成，主要适用于CPU或外部设备始终是准备好了的情况，或者微机和外设是完全同步的情况。,（3）中断处理方式,中断传送方式不需要反复查询外设的状态，当外设准备好和CPU交换数据时，由外设通过I/O接口向CPU发出中断请求，CPU响应中断请求后，暂停当前正在执行的程序，转入输入输出中断服务程序，完成了数据交换之后继续执行原
4、先的程序。,（4）DMA控制方式,（5）I/O处理机方式,I/O处理机方式（IOP），也就是I/O通道方式。在这种方式中，I/O处理机可以直接访问系统主存，当需要进行I/O操作时，CPU进行初始设置之后，将传送控制的功能下放给I/O处理机，CPU只负责数据处理功能。I/O处理机获取控制权后，自动完成全部的I/O操作，CPU和I/O处理机分时使用内存，实现了CPU内部运算与I/O设备的并行工作。,9.3 中断系统,9.3.1 中断系统概述 9.3.2 8086/8088的中断系统 9.3.3 可编程中断控制器8259A,9.3.1 中断系统概述,一、中断 是指在CPU正常运行程序时，由于内部/外
5、部事件引起CPU暂时停止正在运行的程序，转而去执行请求CPU服务的内部事件或外部事件的服务子程序，待该服务子程序处理完毕后又返回到被中止的程序继续运行，这一过程叫中断。,二、中断源 一般的输入输出设备 实时时钟 故障源 为调试程序而设置的中断,四、中断系统的功能 实现中断响应，中断服务及返回 实现优先权排队 实现多重中断嵌套处理,五、中断的处理过程 中断请求 中断响应 中断服务 中断返回,9.3.2 80868088的中断系统,1.外部中断,由外部硬件设备引起的，又称硬件中断 可分为非屏蔽中断NMI和可屏蔽中断INTR 共同特点：中断源向CPU发中断请求信号，通过中断请求信号形成向量地址。 非
6、屏蔽中断NMI中断类型号为02H 常用来处理机器内部硬件出错，如掉电、存储器错误或总线极性错误等紧急事态。 特点：中断号直接给出，不经中断控制器判优，直接送往CPU。,2.内部中断,指CPU执行软中断指令，或在程序运行过程中出现错误等异常情况而产生的中断，又可称为异常中断。 特点：不能被屏蔽，而且不使用中断控制器等硬件逻辑来提供中断号或向量地址，而是指令中直接给出中断号。,3.中断类型,除法错误中断类型0中断 单步中断类型1中断 断点中断类型3中断 溢出中断类型4中断 用户自定义的软件类型n中断,4.中断向量表,5.中断的处理过程, 将中断类型码乘以4，得到中断向量表地址； 将CPU的标志寄存
7、器内容压入堆栈，以保护各个标志位； 清除IF和TF标志，屏蔽新的INTR中断和单步中断； 保存断点，即把断点处的IP和CS值压入堆栈； 将从中断向量表中取出的中断服务程序的入口地址，分别送至CS和IP中； 按CS和IP中的地址执行中断服务程序。,非屏蔽中断响应过程：,中断源优先级,高 除法错误中断 溢出中断 INT n指令中断 非屏蔽中断 可屏蔽中断 低 单步中断,9.3.3 可编程中断控制器8259A,8259A的主要功能 （1）具有8级优先权控制，通过级联可扩展至64级优先权控制； （2）对任何一个级别的中断源都可以由编程进行屏蔽或开放； （3）在中断响应周期，可提供响应的中断向量，从而使
8、CPU迅速找到中断服务程序的入口地址； （4）可以通过编程来选择不同的工作方式。,1.8259A的内部结构,中断请求寄存器（IRR） 外部中断源提出的请求（一个或几个）由IR0IR7送入中断请求寄存器，使IRR中的相应位置1，IRR可以通过编程设置为电平触发或边沿触发。 中断屏蔽寄存器（IMR） 对中断请求IR起屏蔽作用，即对中断请求IR还是允许，寄存器8位对应8级中断屏蔽。哪一级中断被屏蔽，哪位就写“1”，即禁止IR提出中断请求。,中断服务寄存器（ISR） 当某个中断请求被响应后，ISR的相应位置1;中断处理结束时，ISR清0。 优先权比较器PR 确定中断请求寄存器中的各个中断请求位的优先权
9、，选择出优先权最高的中断。 控制逻辑 寄存8259A的命令字，多种工作方式的控制,数据总线缓冲器 三态，双向，8位缓冲器，用来传送CPU的控制命令字和返回状态信息。 级联缓冲与比较器 多片8259A级联时，对从片的标识码进行寄存与比较。,8259A的工作方式,中断触发方式 连接系统总线的方式 屏蔽中断源的方式 优先级排队的方式 中断结束方式,2. 8259A的编程,分为两种： 1、初始化编程：由CPU向8259A送24个字节的初始化命令字ICW。使其处在开始点。 2、工作方式编程：由CPU向8259A送三个字节的工作命令字OCW，以规定8259A的工作方式。在初始以后，任一时刻。,（1）ICW
10、1（初始化字）,（2）ICW2（中断向量字）,（3）ICW3（级联控制字）,（4）ICW4（方式控制初始化命令字）,（5）OCW1（中断屏蔽字）,（6）OCW2（中断结束和优先级循环控制字）,（7）OCW3（屏蔽和读状态控制字）,查询字格式,3. 8259A的级联,9.4 DMA概述,9.4.1 DMA传送方式 9.4.2 DMA控制器8237A,9.4.1 DMA传送方式,1. DMA的传送过程,2.DMA操作的基本方法,（1）周期挪用方式 （2）周期扩展方式 （3）CPU停机方式,3. DMA控制器的基本功能,（1）能接收外设的请求，并向CPU发出DMA请求信号。 （2）当CPU发出DMA响应信号后，能接管对总线的控制，进入DMA操作方式。 （3）能寻址存储器，即能输出地址信息和修改地址。 （4）能向存储器和外设发出相应的读/写控制信号。 （5）能控制传送的字节数，判断DMA传送是否结束。 （6）在DMA传送结束后，能发出DMA结束信号，释放总线，使CPU恢复正常工作。,9.4.2 DMA控制器8237A,1. 8237A的内部结构,工作方式寄存器,级联 方式示意图,寄存器组,单个通道屏蔽寄存器格式,4个通道屏蔽寄存器格式,请求寄存器格式,命令寄存器格式,状态寄存器格式,
