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1、五、五、I/OI/O译码电路和译码电路和PCPC机的机的I/OI/O地址分配地址分配 1 1）.译码电路的作用译码电路的作用 2 2）.译码电路的构成译码电路的构成 3 3）.设计译码电路的方法设计译码电路的方法 4 4）.片内译码和片选译码片内译码和片选译码 5).5).PCPC机的机的I/OI/O端口地址分配端口地址分配 将将CPUCPU执执行行IN/OUTIN/OUT指指令令发发出出的的地地址址信信号号,“翻翻译译”成欲操作端口的选通信号。成欲操作端口的选通信号。1）、译码电路的作用）、译码电路的作用该电路在该电路在CPU执行指令执行指令MOVDX,200HINAL,DX将输入设备的数据
2、读入将输入设备的数据读入CPU内内AL中中思思考考：其其他他的的指指令令为为什什么么不不可可以以？图中译码电路的作用图中译码电路的作用：只当只当A15A0上出现上出现200H时，时，（即即 0000001000000000B）输出输出0，其他输出，其他输出1。例例：一个输入设备的简单接口电路一个输入设备的简单接口电路三三 态态缓冲器缓冲器输入输入设备设备数据数据线线IOR地址地址译码译码地址线地址线200H000D7D0A15A0与与非非PC总线总线该电路在该电路在CPU执行指令执行指令MOVDX,300HOUTDX,AL将将CPU内内AL中的数据送至输出设备中的数据送至输出设备思考思考：其他
3、的指令为什么不可以？其他的指令为什么不可以？图中译码电路的作用图中译码电路的作用：只当只当A15A0上出现上出现300H时，时，（即（即0000001100000000B）输出输出0，其他输出，其他输出1。例例:一个输出设备的简单接口电路一个输出设备的简单接口电路PC总线总线锁存器锁存器输出输出设备设备数据线数据线IOW地址地址译码译码地址线地址线300H000D7D0A15A0与与非非74LS138译码器译码器可用门电路、译码器或者两者的组合实现。可用门电路、译码器或者两者的组合实现。AY0BY1CY2Y3G1Y4G2AY5G2BY6Y7门电路：门电路：与门、非门、或门、与非门、或非门等与门
4、、非门、或门、与非门、或非门等译码器：译码器：2-4线译码器线译码器74LS1393-8线译码器线译码器74LS1382）、）、译码电路的构成译码电路的构成3）、）、设计译码电路的方法设计译码电路的方法 由端口地址确定地址信号由端口地址确定地址信号A15A15A0A0的取值，用门电的取值，用门电路、译码器或两者组合实现满足此取值情况的电路。路、译码器或两者组合实现满足此取值情况的电路。设计译码电路时：设计译码电路时：1.1.端口的选通信号通常为低电平有效。端口的选通信号通常为低电平有效。2.2.除除端端口口的的地地址址信信号号参参加加译译码码外外，控控制制信信号号IOWIOW、IOR IOR
5、、AEN AEN也可参加译码。也可参加译码。译译码码电电路路A0A1A14A15IORIOWAEN译码电路示意图译码电路示意图74LS138译码器功能表译码器功能表74LS1383-8译码器译码器AY0BY1CY2Y3G1Y4G2AY5G2BY6Y7例例 设计端口地址为设计端口地址为218H的译码电路的译码电路分析分析CPU执行执行IN/OUT指令时，发出端口的地址信号指令时，发出端口的地址信号MOVDX,218HINAL,DX或或OUTDX,AL对应对应218H端口的地址信号为（取端口的地址信号为（取A9A0）：）：A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 (地址信号地址信号)1000011
6、000B218H只要满足此地址取值的译码电路均可只要满足此地址取值的译码电路均可方法一、方法一、用门电路实现用门电路实现218H的地址译码的地址译码数数据据线线DBRDWRCS端口端口译码译码电路电路0A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0AENIORIOWI/O接口接口PC总线总线D0D7D0D710000110000&译码电路满足：译码电路满足：只当地址信号只当地址信号A9A0为为：A9A8A7A6A5A4A3A2A1A01000011000即即218H时，输出时，输出0，使使I/O接口的接口的CS有效有效否则输出否则输出1使使I/O接口的接口的CS无效无效采用实际芯片采用实际芯片PC总
7、线总线RDWRCSI/O接口接口D0D7数数据据线线DB端端口口译码电路译码电路0A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0AEN+5VIORIOWD0D710000110000&110074LS3074LS2074LS3274LS30为为8输入与非门输入与非门74LS20为为4输入与非门输入与非门74LS32为为2输入或门输入或门当地址信号为：当地址信号为：A9A8A7A6A5A4A3A2A1A01000011000即地址为即地址为218H或门或门74LS32输出输出0，使使I/O接口的接口的CS有效。有效。当端口地址信号为当端口地址信号为：A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0100001
8、1000即：即：218H时时,Y0输出输出0，使使I/O接口的接口的CS有效。有效。方法二方法二、用译码器、门电路组合实现、用译码器、门电路组合实现218H的地址译码的地址译码74LS1383-8译码器译码器218HAY0BY1CY2G1Y3Y4G2AY5Y6G2BY70000110000100&A0A1A2AENA3A4A5A6A7A8A9IORIOWPC总线总线CSI/O接口接口D0D7&RDWR数数据据线线DBD0D7端端口口译码电路译码电路219H21AH21BH21CH21DH21EH21FH218H思考：思考：1.Y2Y7译出的端口地址各是多少？译出的端口地址各是多少？74LS13
9、83-8译码器译码器AY0BY1CY2G1Y3Y4G2AY5Y6G2BY70110000100&端端口口译码电路译码电路A0A1A2AENA3A4A5A6A7A8A9IORIOWPC总总线线101010101100110011110000Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y01根据电路先确定与使能控制连接的信号根据电路先确定与使能控制连接的信号：G1=1即：即：AEN=0A9A8A7A6A5A4A3 G2A=01 0 0 0 0 1 11 0 0 0 0 1 1G2B=0IOW或或IOR为为02再分析与选择控制再分析与选择控制C、B、A相连的各引脚相连的各引脚3最后综合所有地址信号的取值，得出结论最
10、后综合所有地址信号的取值，得出结论分析方法：分析方法：外部连线可变，而外部连线可变，而74LS138芯片的工作原理不变。芯片的工作原理不变。片内译码片内译码:在芯片内部的译码电路在芯片内部的译码电路 用于区分芯片内部不同的端口用于区分芯片内部不同的端口片选译码片选译码:在芯片外部的译码电路在芯片外部的译码电路 用于选择不同的芯片或端口用于选择不同的芯片或端口4 4）、）、片内译码和片选译码片内译码和片选译码片选译码通常译出的是一个地址范围片选译码通常译出的是一个地址范围,通常将通常将低位地址线（低位地址线（1位或位或几位）直接连在芯片上几位）直接连在芯片上，用于片内译码，而其余的高位地址线用于
11、片用于片内译码，而其余的高位地址线用于片选译码选译码。并行接口并行接口8255ACS外外设设数数据据线线A0A1RDWRPC总线总线IORA0A1IOWA2A3A4A5A6A7A8A9AEN片片选选译译码码片内片内译码译码端口端口A端口端口B端口端口C端口端口D串行接口串行接口8251数数/模转换模转换0832模模/数转换数转换080921821FH220227H22822FH230237H例例 分析下图分析下图74LS138各输出端的译码地址各输出端的译码地址74LS1383-8译码器译码器218HAY0BY1CY2G1Y3Y4G2AY5Y6G2BY700010&A3A4A5+5VA6A7A
12、8A9AENIORIOWPC总线总线&端口译码电路端口译码电路结论：结论：200207h20820Fh210217h21821Fh220227h22822Fh230237h23824Fh74LS1383-8译码器译码器AY0BY1CY2G1Y3Y4G2AY5Y6G2BY700010&A3A4A5+5VA6A7A8A9AENIORIOWPC总线总线&端口译码电路端口译码电路Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7&A15A14A13A12A5A4A3M/IOG1G2AG2BCBA教材教材P259例：例：I/O端口译码电路举例端口译码电路举例 1514131211109876543210地址范围地址范围(
13、H)1100000000000C000 C0071100000000001C008 C00F1100000000010C010 C0171100000000011C018 C01F1100000000101C020 C0271100000000101C028 C02F1100000000110C030 C0371100000000111C038 C03FI/O译码电路译码电路的端口地址分配表的端口地址分配表5).PC5).PC机的机的I/OI/O端口地址分配端口地址分配Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7A9A8A7A6A5G1G2AG2BCBA&AENIOWDMACS（8237）WRTDMAPG
14、（写（写DMA页面寄存器）页面寄存器）T/CCS（8253）PPICS（8255A）INTRCS（8259A）WRTNMIREG（写（写DMA页面寄存器）页面寄存器）74LS138PC/XT机的系统板地址分配表（使用低机的系统板地址分配表（使用低10位地址）位地址）地址范围（地址范围（H）I/O设备（端口）设备（端口）00001F（000F）8237A-5DMA控制器控制器02003F（2021）8259A中断控制器中断控制器04005F（4043）8253-5计数器计数器/定时器定时器06007F（6063）8255A-5并行接口并行接口08009F（8083）DMA页寄存器页寄存器0A00
15、BF（A0）NMI屏蔽寄存器屏蔽寄存器0C00DF保留保留0E00FF保留保留系系统统板板A9=0*参见教材参见教材P261表表7-3 总线是总线是用来连接各部件的一组通信线用来连接各部件的一组通信线,是一种在多于两个模是一种在多于两个模块块(设备或子系统设备或子系统)间传送信息的间传送信息的公共通路公共通路。为在各模块之间实现信息共享和交换，总线由传送信息的为在各模块之间实现信息共享和交换，总线由传送信息的物理介质物理介质以及一套管理以及一套管理信息传输的协议信息传输的协议所构成。所构成。采用总线结构有采用总线结构有两个优点两个优点：一是一是各部件可通过总线交换信各部件可通过总线交换信息，相
16、互之间不必直接连线，减少了传输线的根数，从而提高息，相互之间不必直接连线，减少了传输线的根数，从而提高了微机的可靠性；了微机的可靠性；二是二是在扩展微机功能时，只需把要扩展的部在扩展微机功能时，只需把要扩展的部件接到总线上即可，使功能扩展十分方便。件接到总线上即可，使功能扩展十分方便。7.2 7.2 总总 线线一、总线的概念一、总线的概念 微机总线分类微机总线分类 (1)(1)片级总线：片级总线：又称芯片总线，或元件级总线，是芯片内又称芯片总线，或元件级总线，是芯片内部通过引脚引出的总线。部通过引脚引出的总线。(2)(2)系统总线：系统总线：又称内总线，或板级总线、微机总线，是又称内总线，或板级总线、微机总线，是用于微机系统中各插件之间信息传输的通路。用于微机系统中各插件之间信息传输的通路。(3)(3)外部总线：外部总线：又称通信总线，是微机系统之间或微机系又称通信总线，是微机系统之间或微机系统与其他系统之间信息传输的通路。统与其他系统之间信息传输的通路。各种标准总线都在信号系统、电气特性、机械特性及模板各种标准总线都在信号系统、电气特性、机械特性及模板结构等多方面做了规范定义。如：结
