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1、接口电路l接口电路： Interface，CPU与外设间电路，简称I/O接口，是微机系统中最复杂的部分，包括主板上的可编程接口芯片，插在I/O插槽中的插卡（适配器）l外部设备具有多样性：速度、功能、信号形式、信号类型、电平、数据格式、时序等l外部设备不能直接连接到总线l接口应该具有的功能：寻址、输入输出、联络、格式转换、中断管理、复位、可编程、错误检测l多种分类方式功能与分类微型计算机的系统组成系统总线l l定义：从CPU引出的若干信号线，CPU通过它们与存储器和外设交换信息。l l地址总线AB：单向输出，其位数决定了CPU可以直接寻址的存储单元范围。l l数据总线DB：双向，其位数体现了CP
2、U的处理能力。l l控制总线CB：输入、输出或双向。8086引脚引脚功能l lADAD0 0ADAD1515 ：地址：地址/ /数据复用总线数据复用总线；l lA A1616/S/S3 3AA1919/S/S6 6 ：地址：地址/ /状态总线状态总线；l lBHE/SBHE/S7 7：高高8 8位数据总线允许位数据总线允许/ /状态复用引脚；状态复用引脚；l lRDRD：读信号；读信号；l lWRWR：写信号；写信号；l lM/IOM/IO：存储器或存储器或I/OI/O端口访问信号；端口访问信号；l lREADYREADY：读写准备就绪信号；读写准备就绪信号；l lINTRINTR：可屏蔽中断
3、请求信号；可屏蔽中断请求信号；l lINTAINTA：中断响应信号；中断响应信号；l lNMINMI：不可屏蔽中断请求信号，上升沿触发；不可屏蔽中断请求信号，上升沿触发；引脚功能（续）l lALEALE：地址锁存允许信号，将地址送上系统地址锁存允许信号，将地址送上系统ABAB；l lDT/RDT/R：数据发送数据发送/ /接收控制信号；接收控制信号；l lDENDEN：数据允许信号，将数据送上系统数据允许信号，将数据送上系统DBDB；l lHOLDHOLD：总线请求信号，由另一主控模块发起；总线请求信号，由另一主控模块发起；l lHLDAHLDA：总线请求响应信号，由总线请求响应信号，由CPU
4、CPU应答；应答；l lTESTTEST：测试信号，执行测试信号，执行WAITWAIT指令时决定是否指令时决定是否继续等待；继续等待；l lRESETRESET：复位；复位；l lMN/MXMN/MX：最小最小/ /最大模式选择；最大模式选择；l lCLKCLK：时钟时钟两种组态模式l l最小组态模式，可构成小规模应用系统，系统总线信号由8086单独形成。l l最大组态模式，可构成较大规模应用系统，如加入协处理器或构建多CPU系统，此时系统总线信号由8086和总线控制器8288共同形成。最小组态下的总线形成总线周期l l一个总线的读写周期至少由4个时钟周期组成，分别称为T1 1，T2 2，T3
5、 3，T4 4l l指令的读取和数据的输入输出都要经过一个完整的总线周期， T1 1周期送出地址， T2 2 T3 3周期对存储器或外设操作， T4 4周期结束l l如果存储器或外设速度慢，可以在T3 3和T4 4之间插入若干个等待周期 Tw w ，此时应通过REDAY信号线通知CPU总线周期示例CPU与I/O设备间的信号l三类基本信号：数据、状态、控制l注意：与CPU连接的是接口，CPU的AB用于寻址接口，CB也是用于控制接口l把CPU和外设间的信号看成广义的数据信息，最终都将通过DB传送，此时可以定义的状态和控制信号将非常丰富，在一定程度上脱离CPU控制总线的限制，而取决于数据总线I/O端
6、口l l接口电路的典型结构l l端口就是寄存器，对接口电路的操作就是端口的寻址过程l l一个接口电路可以有多个端口以完成不同信息的传送l l同一个端口在不同时刻可以有不同的作用，可以作为输入或输出使用I/O端口的编址l l统一编址和单独编址各有优缺点l l8086系统采用独立编址l lI/O指令 IN 和 OUTI/O端口地址译码l l正确寻址是接口电路正常工作的保证l l片选：片外译码电路；字选：芯片内部地址译码电路。重点是片选l l如果将地址看作资源，那么I/O地址空间足够大，可以容忍一定程度的浪费。l lI/O访问的频度远低于存储器访问，而且不同的外设其操作性互相独立，所以编址时不太强调
7、地址的连续性。三种地址译码方法l l全译码：无地址重叠，结构复杂l l线选法：结构简单，地址重叠严重l l部分译码：两者结合，仍有地址重叠，最常见l l38 译码器l l译码电路还应与控制信号结合，如WR、RD、M/IO等译码电路设计策略l l多采用部分译码，可节省译码的硬件开销。高端地址线参与片选译码，低端地址线参与芯片的片内译码。l l位于最高端和中间段的若干地址线可能不参与，最低端的若干地址线也可能不参与。端口译码例题I/O译码电路设计练习l l假定只使用3-8译码器和门电路l l要求某个具有8个8位端口的接口芯片地址为01FFF8H01FFFFHl l要求某个具有8个端口的芯片地址为0
8、1FFF0H01FFF7H，另一个具有4个端口的芯片地址为01FFF8H01FFFBHl l要求某个具有4个端口的芯片地址为01FFF0H02000FH，每个端口占据8个连续端口号存储器与CPU的连接1l l存储容量=存储单元数*数据位数l l常用SRAM：2114（1K*4）、6116（2K*8）、6264（ 8K*8 ）、62128（ 16K*8 ）、62256（ 32K*8 ）等l l常用EPROM：2716 （2K*8）、2732 （4K*8）、27128 （16K*8）等存储器与CPU的连接2l l存储器芯片均采用阵列式双译码结构，所需地址线最少l l一般需要以下控制逻辑： 片选，C
9、S或CE，一般连接高位地址译码 读：一般用OE标记，与RD或MEMR连接 写：一般用WE标记，与WR或MEMW连接l l其他如DRAM等芯片需更复杂控制逻辑。存储器与CPU的连接3l l数据线的连接：是否需要位扩充l l地址线的连接：是否有容量不同的芯片l l片选端的连接 常有效方式：无法扩充，适合大容量单芯片 全译码 部分译码：编号较低的高位地址线参与 线选：高位地址不连续部分译码例题线选法例题综合示例练习l l用74138、门电路、两块2114（1K*4）、两块6116（2K*8）构成5K存储空间，要求地址从0D5000H0D63FFHCPU和I/O设备的信息交换l l程序控制下的数据传送
10、：无条件传送、查询传送、中断传送l l直接存储器存取无条件传送l l假定设备准备好l l典型应用：按键/开关，LED灯点亮等l l常用缓冲器：74HC244l l常用锁存器：74HC273查询传送l l查询什么？从哪里获取？比无条件方式多了什么端口？l l状态信息需要被复位，谁来完成？什么时候？l l输入和输出在端口设置上可以有重大不同l l观察程序，想想查询方式有什么缺点，什么场合比较合适，可以改进或利用吗？中断方式l l理解中断服务的流程l l中断适合什么场合？l l一般会设置中断控制口，以设置中断屏蔽等操作l l中断方式还有缺点吗？DMA方式l l高速大量数据传输的首选l l处理对象是高速I/O设备和存储器之间，且一读一写l l只需寻址存储器
