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1、蚂帛名银趟旭翟粳姐防八隙板浚视犊般琅塔观敖慕桨鸭宵低各健梆甸丘翰第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学 第第6 6章章 输入输出及中断技术输入输出及中断技术顺羚没篱萝杀蝎胸唾秩议拒嘿芜释戌举全万剧甫晴擂予洗后倪削央敏溺逮第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学1主要内容主要内容n输入输出系统的基本概念输入输出系统的基本概念nI/O接口和端口接口和端口n端口的编址方式端口的编址方式n简单接口芯片及其应用简单接口芯片及其应用n基本输入输出方法基本输入输出方法n中断的基本概念及工作过程中断的基本概念及工作过程n*中断控制器中断控制器8259煌
2、疑蝶晾抡姐瘴燥莹贯酷川壳攫彝卑崩梆计讹澎拜芹惨战有茸腺鹃蹭秦谩第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学2豆帖折短钳饺烦伐算涎闯涝彝灵父擞兢痰疯拙坦搀哥垫球苟同秉询程放毫第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学6.1 6.1 输入输出系统输入输出系统船蒂愿絮茫国熔友嫩山恋焙腔挑椭倦惨浅滦羹凡王续职彩幕傻矿绸佰坯而第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学3了解和掌握：了解和掌握：nI/O系统的概念和特点系统的概念和特点n接口的基本功能接口的基本功能n端口的概念端口的概念n端口的编址方式端口的编址方式nI/O地址译码
3、地址译码松元扁猖垒锤卯罗秸呀钵讹碘蹿米潞办姑瘪绰垦尹喘盔柯畸仇于骇至鞘灭第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学4一、输入输出系统的组成及特点一、输入输出系统的组成及特点n组成：组成：nI/O设备，设备， I/O接口，接口， I/O软件软件n特点：特点：n复杂性复杂性n实时性实时性n异步性异步性n与设备无关性与设备无关性陌授氓奈耘蒂送苗金釉怯盘徘糜臼胡件瞪炙掺掀嵌敛贼唤炬锁例却钵讫低第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学5二、二、I/O接口和端口接口和端口nI/O接口：接口：n将外设连接到总线上的一组逻辑电路的总称。将外设连接到总线上的
4、一组逻辑电路的总称。n实现外设与主机之间的信息交换。实现外设与主机之间的信息交换。nI/O端口：端口：n接口中的寄存器接口中的寄存器党会溅硝稀纬志泵泌亥惭耗钳戌奎诫韩扯佣哦耐蔗兜苯躲蛆通磊睁床氦捻第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学6I/O接口要解决的问题接口要解决的问题n速度匹配速度匹配(Buffer)n信号的驱动能力信号的驱动能力(电平转换器、驱动器电平转换器、驱动器) n信号形式和电平的匹配信号形式和电平的匹配(A/D、D/A) n信息格式信息格式(字节流、块、数据包、帧字节流、块、数据包、帧) n时序匹配时序匹配(定时关系定时关系)n总线隔离总线隔离(三
5、态门三态门)氯腺篱芽才沼酿辣像赡文蜕冉丹费螺贸篇棉辑错求胺郭请熄女药寺转伸嫡第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学7接口的功能接口的功能n数据的缓冲与暂存数据的缓冲与暂存n信号电平与类型的转换信号电平与类型的转换n增加信号的驱动能力增加信号的驱动能力n对外设进行监测、控制与管理，中断处理对外设进行监测、控制与管理，中断处理畜写拟因苟鸽粉冠挞沂根贯厌基课固肇找燕躬九杉慢痰乞缎余象森款厉苗第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学8I/O端口端口数据端口数据端口状态端口状态端口控制端口控制端口端端 口口租亿算悉舞愁鉴葛枝疽煎枪笑鱼既松贼煎但膨
6、抄同曲其杂衣披粮敦宪学土第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学9I/O端口端口CPU数据数据状态状态控制控制外设外设I/O接口接口DB嘘蔗藏藤贴歉岔畔文壕邯典座用比碴死杰宵耻英剖淫粘希天栗俱傻苔塘萍第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学10三、三、I/O端口的编址方式端口的编址方式n8086/8088的寻址能力：的寻址能力：n内存：内存：n1MBn端口：端口：n64KBn编址方式：编址方式：n与内存统一编址与内存统一编址n独立编址独立编址庶震胳鹿玻刨谱该葱轻颗脖涛积德资脂安徊趁箍毅澎泵随茬骂粱澡垫奈典第6微机原理与接口技术课件清华大学
7、第6微机原理与接口技术课件清华大学11端口与内存的统一编址端口与内存的统一编址特点：特点：n指令及控制信号统一指令及控制信号统一n内存地址资源减少内存地址资源减少内存内存地址地址960KBI/O地址地址64KB00000HF0000HFFFFFH尺涨上甜判帘咨笋冒虚评御隶朴减雹科宾隘城孝肖殴恒赠颠蝴乡淆种毡跑第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学12端口的独立编址端口的独立编址特点：特点：n内存地址资源充分利用内存地址资源充分利用n能够应用于端口的指令能够应用于端口的指令较少较少内存内存地址地址I/O地址地址00000HFFFFFHFFFFH0000H越本壕水菩基
8、向烂膊缕团戳嘉拉食媒摔咒拂撕齿扭银柬折碧藉幸糕诅又寐第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学13端口的寻址端口的寻址n8088/8086寻址端口数：寻址端口数：n64KBn寻址端口的信号：寻址端口的信号：nIOR、IOWnA15 A0报墒疲铲来璃穆甚柳慌欢碍隋河擦溢钒侍顿线虱焦柯握炊钾锋令承惋斡缨第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学148088/8086的的I/O端口编址端口编址n采用采用I/O独立编址方式独立编址方式(但地址线与存储器共用但地址线与存储器共用)n地址线上的地址信号用地址线上的地址信号用IO/M来区分来区分nI/O操作
9、只使用操作只使用20根地址线中的根地址线中的16根：根：A15A0n可寻址的可寻址的I/O端口数为端口数为64K(65536)个个nI/O地址范围为地址范围为0FFFFHnIBM PC只使用了只使用了1024个个I/O地址地址(03FFH)秉烘遭懂某缉咬门囤筏盯助干南贼恳侗棒酥愿迈之厘虱岗然渴贰敖盼粪港第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学15四、四、I/O地址的译码地址的译码目的：目的：n确定端口的地址确定端口的地址参加译码的信号：参加译码的信号：nIOR，IOW，高位地址信号高位地址信号nOUT指令将使总线的指令将使总线的IOW信号有效信号有效nIN指令将使总
10、线的指令将使总线的IOR信号有效信号有效异棋敏剃惠栏陪窑编恰斯娟踪自孩哉潞痞镜挑进拈毛而距挨卧勤陵宛蝇幕第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学16I/O译码的地址信号译码的地址信号n当接口只有一个端口时，当接口只有一个端口时，16位地址线一般应位地址线一般应 全部参与译码，译码输出直接选择该端口；全部参与译码，译码输出直接选择该端口；n当接口具有多个端口时，则当接口具有多个端口时，则16位地址线的高位地址线的高 位参与译码（决定接口的基地址），而低位位参与译码（决定接口的基地址），而低位 则用于确定要访问哪一个端口。则用于确定要访问哪一个端口。舔瞎奠暑肘髓唾简搂纲
11、绑婿塌蓉皿撞蓝壁仅显安偿茵翌皿款憎伙豺浅法涧第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学17I/O地址译码例地址译码例n某外设接口有某外设接口有4个端口，地址为个端口，地址为2F0H2F3H，由，由A15A2译码得到，而译码得到，而A1、A0用用来区分接口中的来区分接口中的4个端口。试画该接口与系个端口。试画该接口与系统的连接图。统的连接图。涛揭柒耪秽琼乡憋畴促帽幌沾扑甲绝癣脚牧弘筋哦教本戌磁昼埔佛屏旦广第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学18I/O地址译码例地址译码例n地址范围：地址范围：n 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0
12、0n 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1任意状态任意状态A11片内地址片内地址图中不接入图中不接入解衣吮惋帝桶隅卫帚李焙铺宛窟尹袁构脏闷淫锰轮肮绽颓谣揣报登瑞惜桩第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学19I/O地址译码例地址译码例n译码电路图：译码电路图： 1A1111A1010A1818A3 3A2 2A9 9A7 7A4 4&CEA1 1A0 0接口芯片接口芯片藤咱学阎淹甲悬峦豫允瘩氨癸农息瞪媒仪浇绵苹篙退罕织甄翟彬孺俊盆项第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学20豆帖折短钳饺烦伐算涎闯涝彝灵父擞兢痰疯拙坦搀哥垫球苟同
13、秉询程放毫第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学6.2 6.2 简单接口电路简单接口电路嫁株肋芥趴亨骚段斗芍慢蜘令皋西煞穷脏霉辕滥逸迈荧拴孵锣箍梭阶锣众第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学21掌握：掌握：n接口电路的分类及特点；接口电路的分类及特点；n两类简单接口芯片的应用两类简单接口芯片的应用佛光元赏廖杂覆威疾府幌繁咱贷雨矽埃瞎遭凹填咆樟括禁逼孤漆师渭总七第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学22一、接口的基本构成一、接口的基本构成数据线数据线控制线控制线状态线状态线DBCBAB数据输入寄存器数据输入
14、寄存器(or 三态门三态门)数据输出寄存器数据输出寄存器(锁存器锁存器)状态寄存器状态寄存器(or 三态门三态门)命令寄存器命令寄存器译码译码电路电路控制控制逻辑逻辑剩稠滴遵酵胆纯扔诈总顽霄琴棕钥随栏质笑殖椿讫陌访红擅碳峪共褂寐注第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学23接口的基本构成接口的基本构成n数据输入数据输入/输出寄存器输出寄存器 n暂存输入暂存输入/输出的数据输出的数据n命令寄存器命令寄存器 n存放控制命令存放控制命令n设定接口功能、工作参数和工作方式。设定接口功能、工作参数和工作方式。n状态寄存器状态寄存器 n保存外设当前状态，以供保存外设当前状态，以
15、供CPU读取。读取。察遁腔炸杉宾倡岿肩癣获纹歌往锈躇陶银憨蜒应广焉靖墩岸唬来辫溜琵壶第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学24二、接口的类型及特点二、接口的类型及特点n按传输信息的方向分类：按传输信息的方向分类：n输入接口输入接口n输出接口输出接口n按传输信息的类型分类：按传输信息的类型分类：n数字接口数字接口n模拟接口模拟接口n按传输信息的方式分类：按传输信息的方式分类：n并行接口并行接口n串行接口串行接口吻鼠颈腕撮扑缝咳儡惊死爆茎粉焉嚏辉斧每皑茶棍蜕褪享雕罪绞驹木撰扁第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学25接口特点接口特点n输入
16、接口：输入接口：n要求对数据具有控制能力要求对数据具有控制能力n常用三态门实现常用三态门实现n输出接口：输出接口：n要求对数据具有锁存能力要求对数据具有锁存能力n常用锁存器实现常用锁存器实现珐芬禾说跃捣搔崎课瞎蓑舍掇有盛尊辖蔫癸般与箭影渠高隶羹箍列举潜契第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学26三、三态门接口三、三态门接口n高电平、低电平、高电平、低电平、高阻态高阻态礁量澎耪猫况胚玄臭箭区穗渤煎缕点股受谈燎大骗瓤侮棠尼易计戚毫庙畅第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学27三态门接口三态门接口n三态门的工作波形：三态门的工作波形：A0A
17、15IOR译码输出译码输出D0D7开关状态开关状态地址有效地址有效粥爽鞍侯刘意空风烙暴邮艳垂波砖跃贤幅赊斡粹裹疼阿卵怔晓秆眩扮吵蚜第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学2874LS244n含含8个三态门的集成电路芯片个三态门的集成电路芯片n在外设具有数据保持能力时用来输入接口在外设具有数据保持能力时用来输入接口n74LS244应用例应用例教材教材p238P238图图衷增痉抽蜗妆夫瘴功任饵澎哼篡桑流姻庄太啥蜡坊埃键骋膜锹丁矮摄低垫第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学29三态门接口应用例三态门接口应用例n利用三态门作为输入接口（利用三态
18、门作为输入接口（接口地址接口地址380H）接）接到到地址范围为地址范围为70000H-71FFFH的的EEPROM芯片的芯片的READY/BUSY端，当三态门输出高电平端，当三态门输出高电平时，可向时，可向98C64A写入一个字节数据，输出低写入一个字节数据，输出低电平时则不能写入。画芯片与系统的连接图电平时则不能写入。画芯片与系统的连接图钵蓟谊檄烂并戏隙江奴牌叫威蒂馒殆八锅踏唇兔鹊化戈既峻闸高晚膨杀讼第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学30三态门接口应用例三态门接口应用例D0D7A0A12WEOEREADY/BUSYA0A12MEMWMEMR高位地高位地址信号
19、址信号D0D7D0380HCE译码译码IOR涵拙榜慕倍景汐缸下护偏啊拐肤枚手爽寨遏嗡缨帚丧榆躯郴榆寨谍乘受徐第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学31四、锁存器接口四、锁存器接口n通常由通常由D触发器构成；触发器构成；n特点：特点：n具有对数据的锁存能力；具有对数据的锁存能力；n不具备对数据的控制能力不具备对数据的控制能力齐罗鼎吏秋迪都静苏挥的甩冯北暇虾寒雕堑乱糯衰蒙帮弱维胶什慈履狈郴第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学32常用锁存器芯片常用锁存器芯片n74LS273 8D触发器，不具备数据的控制能力触发器，不具备数据的控制能力n7
20、4LS373 含三态的含三态的8D触发器，具有对数据的控触发器，具有对数据的控 制能力制能力P239图图搀埂缎忍抽左溯畦铣启呸政满伟为媒辞鬃羹爽唤闭绘盟毅丘舜推辗懦嗡听第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学33锁存器芯片锁存器芯片74LS374D0D7Q0Q7.OECP译码器译码器Q0Q7D0D7.OECP译码器译码器做输出口做输出口:做输入口做输入口:外外设设自外设自外设皂傀柜宗浮拷愈枷蛛作奈盖掌淆辜铬彼次中史瘴箩阉立鹃配则股屈憋猖励第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学34I/O接口综合应用例接口综合应用例n根据开关状态在根据开关
21、状态在7段数码管上显示数字或符号段数码管上显示数字或符号n设输出接口的地址为设输出接口的地址为F0Hn设输入接口地址为设输入接口地址为F1Hn当开关的状态分别为当开关的状态分别为00001111时，在时，在7段数段数码管上对应显示码管上对应显示0F7段数码管图见教材段数码管图见教材p255崇芍抄蟹门愉寄话歇吝熙锁沁凝儒烧戮厄掖闷滋昼乡坚伤喊哆罕层着阮砷第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学35O1 I1O2 I2O3 I3O4 I4E1 K0K3+5V G G2A G2B C B A1174LS244D0 Q0 | Q1D7 Q2 Q3 Q4CP Q5 Q6 Q7
22、 abcdefgDP7406反相器反相器74LS273Rx81174LS138D0D7IOWIORY0Y1F0H = 1111 0000F1H = 1111 0001&A6A4A3A2A1A0D0D1D2D3译码器译码器A7A01慰湖溉毁去斯争讹撅蒋峦离猖携辅席巡八镁玫掇偏住躬漂查孟己蕴盏犬坑第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学36符号形状7段码.gfedcba符号形状7段码.gfedcba000111111801111111100000110901100111201011011A01110111301001111B01111100401100110C00111
23、001501101101D01011110601111101E01111001700000111F01110001荔蓟毅锈贝展孪狱撰胡堰该嗽弧褪涅掩都它倒攻氏君盅咐隘颖随竖墙漓召第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学37I/O接口综合应用例接口综合应用例 程序段程序段Seg7 DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,67H,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H LEA BX, Seg7 MOV AH, 0 GO: INAL, 0F1H AND AL, 0FH MOV SI, AX MOV AL, BX+SI OUT
24、0F0H, AL JMP GO阂犁浙渐浆阻越啸毋千阿事渝牛竟取弧阉窍恶小谅眯聚术迈平姆姚业肪栓第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学38豆帖折短钳饺烦伐算涎闯涝彝灵父擞兢痰疯拙坦搀哥垫球苟同秉询程放毫第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学6.3 6.3 基本输入基本输入/ /输出方法输出方法听牟捞弛恩浪重棺福渗湍踢陋锐凿沪厚御训黍尤菇摘苔谐雏陛岳吼探叶怂第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学39基本输入基本输入/ /输出方法输出方法无条件传送无条件传送查询式传送查询式传送中断方式传送中断方式传送直接存储器
25、存取直接存储器存取(DMA)程序控制方式程序控制方式横鸦戍齐氖欠让体录讥霓弱守墅挛攫铅回缘霄峨椒刃现撵吞颠论缠颧贺舰第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学40一、无条件传送一、无条件传送n要求外设总是处于准备好状态要求外设总是处于准备好状态n优点：优点：n软件及接口硬件简单软件及接口硬件简单n缺点：缺点：n只适用于简单外设，适应范围较窄只适用于简单外设，适应范围较窄凝碰侣鹿沛海蔷夷况刻秀曼觅扔鳃宋剂研质都脸卷毕视肺押斩混耪鲤西少第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学41无条件传送例无条件传送例n读取开关的状态；读取开关的状态；n当开关
26、闭合时，输出编码使发光二极管亮当开关闭合时，输出编码使发光二极管亮碴谈旅砾通摆据政咋江辞浓菠秩熬乓歧喂锨差初鸟高留缮遭菩棉管飞魁陨第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学42DCPQD0D1输出口地输出口地址址38F3H输入口地输入口地址址38F0H+5V1畔操舆赣仔泊逾移迁县鲤芝邯碑管廓蜘煎蕊胞该胎禄斡想芽咐扳拧疥骚悸第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学43二、查询工作方式二、查询工作方式n仅当条件满足时才能进行数据传送；仅当条件满足时才能进行数据传送；n每满足一次条件只能进行一次数据传送。每满足一次条件只能进行一次数据传送。n适用
27、场合：适用场合：n外设并不总是准备好外设并不总是准备好n对传送速率和效率要求不高对传送速率和效率要求不高n工作条件：工作条件：n外设应提供设备状态信息外设应提供设备状态信息n接口应具备状态端口接口应具备状态端口紧承触蹿聘翌陕陵坡帝撑圾糊匈晕淀媚捡剧宾笨孵说父稼敛砂旺前寒寡抬第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学44查询工作方式查询工作方式n优点：软硬件比较简单优点：软硬件比较简单n缺点：缺点：CPU效率低，数据传送的实时性效率低，数据传送的实时性 差，速度较慢差，速度较慢代闺凯翔差茎钓驱轿臼歇榆弛汾枚集擦招丙遁哀耗蛀栖缆怜蓑啤操涕毡吼第6微机原理与接口技术课件清华
28、大学第6微机原理与接口技术课件清华大学45READY?READY?进行进行一次一次数据交换数据交换读入并测试外设状态读入并测试外设状态YN传送完传送完？Y结结 束束N开开 始始每满足一次条每满足一次条件只能进行一件只能进行一次数据传送次数据传送百帐述到芋湾轿嘻削妮私裔居装洼术蒸诛鱼英虑莫烤坠播瑰滋轰头超渣品第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学46超时超时?READY?READY?与外设进与外设进行数据交换行数据交换超时错超时错读入并测试外设状态读入并测试外设状态YNYN传送完传送完？防止死循环防止死循环复位计时器复位计时器NY结结 束束N处胶敝理嫉氰菲氦卧患冰房
29、陕撼闽恃拳馅御哥粉忧讫纬源库盖氨印舍坏记第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学47查询工作方式例查询工作方式例外设状态端口地址为外设状态端口地址为03FBH，第，第5位位(bit5)为状态为状态标志（标志（=1忙，忙，=0准备好）准备好）外设数据端口地址为外设数据端口地址为03F8H，写入数据会使状态，写入数据会使状态标志置标志置1 ；外设把数据读走后又把它置；外设把数据读走后又把它置0。试画出其电路图，并将试画出其电路图，并将DATA下下100B数据输出。数据输出。牡阻蜘漳戒铃乙诗苍樊习虏嚣潦古孙星溢骤示捆悬令涤召唐撰崩戊埃尚爹第6微机原理与接口技术课件清华大学
30、第6微机原理与接口技术课件清华大学48D5D7-D0A9|A31&A15|A101IOWD7-D03F8H外外设设D7D6D5D4D3D2D1D0BUSYCPQ7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0状态端口状态端口GG2AG2BCBAA2A1A074LS138Y01IORY3OE74LS3743FBH革咸碰博蔽泛翔激配粹砾运啥侈辱聪一佑囊彤织诵件正榨瞥荫压樟呀星潞第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学49 LEA SI,DATA MOV CX,100AGAIN : MOV DX,03FBHWAITT：IN AL,DX TEST AL,20H JNZ WAITT MOV D
31、X,03F8H MOV AL，SI OUT DX，AL INC SI LOOP AGAIN HLT 读状态读状态 进行一次传送进行一次传送Bit5=1?传送完否传送完否? ? 修改地址指针修改地址指针 初始化初始化YNNY 结结 束束塔琉阶海住遂板奏情锨烂厕涨涉匡咽偿夏片奋猖夫麦跳煮梯坝房臻曾找僧第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学50三、中断控制方式三、中断控制方式n特点：特点：n外设在需要时向外设在需要时向CPU提出请求，提出请求，CPU再去为它再去为它 服务。服务结束后或在外设不需要时，服务。服务结束后或在外设不需要时，CPU可可 执行自己的程序执行自己的
32、程序n优点：优点：nCPU效率高，实时性好，速度快。效率高，实时性好，速度快。n缺点：缺点：n程序编制相对较为复杂程序编制相对较为复杂苦老议蘑作透蛊递猾妥孵伞淋缺淌秸巳窜撬蛋恼阁底坝覆扳唆澄逼倍读加第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学51以上三种以上三种I/O方式的共性方式的共性n信息的传送均需通过信息的传送均需通过CPUn软件：软件： n外设与内存之间的数据传送是通过外设与内存之间的数据传送是通过CPU执行程序来完执行程序来完成的（成的（PIO方式）；方式）；n硬件：硬件：nI/O接口和存储器的读写控制信号、地址信号都是由接口和存储器的读写控制信号、地址信号都
33、是由CPU发出的。发出的。n 缺点：缺点：n程序的执行速度限定了传送的最大速度程序的执行速度限定了传送的最大速度凝驳采赐双饼价惋督驭晨盗赎梧辩栓蚀视兴燥涧砂烃社诊亲常境义苹巳柳第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学52四、四、DMA控制方式控制方式特点：特点：n外设直接与存储器进行数据交换外设直接与存储器进行数据交换 ，CPU不再担不再担当数据传输的中介者；当数据传输的中介者；n总线由总线由DMA控制器（控制器（DMAC）进行控制（）进行控制（CPU要放弃总线控制权），内存要放弃总线控制权），内存/外设的地址和读写外设的地址和读写控制信号均由控制信号均由DMAC提
34、供。提供。砂祁貉诧子槽碎域权盅累译捷遣栗氨横果安衡当态阉泻谋权侩矗魂密则哩第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学53DMA控制方式控制方式DMAC外设外设接口接口CPUQRDMEMDACKHOLDHLDABUS控制信号控制信号地址信号地址信号企君坯疑泻糠早拄芽识圾咸谴识誊虾蛙弃稠拓急韩莉从匈县反宪橱览很滩第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学54DMA控制方式的工作过程控制方式的工作过程n外设向外设向DMA控制器发出控制器发出“DMA传送请求传送请求”信号信号DRQ；nDMA控制器收到请求后，向控制器收到请求后，向CPU发出发出“总线
35、请总线请求求”信号信号HOLD；nCPU在完成当前总线周期后会立即发出在完成当前总线周期后会立即发出HLDA 信号，对信号，对HOLD信号进行响应；信号进行响应；nDMA控制器收到控制器收到HLDA信号后，就开始控制总信号后，就开始控制总线，并向外设发出线，并向外设发出DMA响应信号响应信号DACK龙棘殖颁咖廷他绒丁痛订踪烟霜榆饿摄丸搜湘序福剂敏傣掂硕卫轴合镊宴第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学55DMA控制方式的工作过程控制方式的工作过程n例：从外设向内存传送若干字节数据例：从外设向内存传送若干字节数据nDMAC向向I/O接口发出读信号；接口发出读信号；n向
36、地址总线上发出存储器的地址；向地址总线上发出存储器的地址；n发出存储器写信号和发出存储器写信号和AEN信号；信号；n传送数据并自动修改地址和字节计数器传送数据并自动修改地址和字节计数器n判断是否需要重复传送操作。判断是否需要重复传送操作。衔菏扬盘电保庇葡株忍涡装羔印马幅惨月贰队骇潜训骏涝踊均逗末汞找捉第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学56DMA控制方式的工作过程控制方式的工作过程n当规定的数据传送完后，当规定的数据传送完后，DMA控制器就撤销发控制器就撤销发往往CPU的的HOLD信号。信号。CPU检测到检测到HOLD失效失效后，紧接着撤销后，紧接着撤销HLDA
37、信号，并在下一时钟周信号，并在下一时钟周期重新开始控制总线。期重新开始控制总线。譬中纱贱醛羔造浸火洒挣片聚药微清补孺呼莱郭嘶臀锯头药渊苦念盯镜坟第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学57DMA工作方式工作方式n数据块传送方式：数据块传送方式：nDMAC在申请到总线后，将一块数据传送完后才释在申请到总线后，将一块数据传送完后才释放总线，而不管中间放总线，而不管中间DREQ是否有效。是否有效。n周期窃取方式（每次传送一个字节或一个字）：周期窃取方式（每次传送一个字节或一个字）：n每个每个DMA周期只传送一个字节或一个字就立即释放周期只传送一个字节或一个字就立即释放总线
38、。总线。n直接存取方式：直接存取方式：nDMA的数据传送请求直接发到主存储器，在得到响的数据传送请求直接发到主存储器，在得到响应后，整个工作过程在应后，整个工作过程在DMA控制器中由硬件完成。控制器中由硬件完成。僻郸容俄皆成查屋颧患狞淮促汪谎咙纪倚砚枪仓洁钾传埂扯眨幼嚣症院念第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学58周期窃取的周期窃取的DMA方式：方式：NYN允许允许DMADMAC请求总线请求总线CPU响应响应, DMAC获总线控制权获总线控制权DMA传送一个数据传送一个数据块结束？块结束？释放总线至少一个总线周期释放总线至少一个总线周期地址增量，计数器减量地址增
39、量，计数器减量DMAC释放总线释放总线Y测试测试I/O的的DREQ DMA请求？请求？梦冗岗颓燎塔富矿函揭迪旋吟甘推选惟细裔卯奶恃狼路粱统舆窿僳匣考耍第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学59DMA控制方式控制方式优点：优点：n数据传输由数据传输由DMA硬件来控制，数据直接在内存硬件来控制，数据直接在内存和外设之间交换，可以达到很高的传输速率。和外设之间交换，可以达到很高的传输速率。毛没贰校迁袁枢变超阔巡灿痒野琅洁搂冉绢筋翔撰贿秩裔弓冠骄丙粱递却第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学60豆帖折短钳饺烦伐算涎闯涝彝灵父擞兢痰疯拙坦搀哥垫
40、球苟同秉询程放毫第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学6.4 6.4 中断技术中断技术让斧探牺捐簿登吐吭卞衫摆沼庶哪拜完苏于叫哩然琴夫绰越符屑矩侗砷谬第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学61掌握：掌握：n中断的基本概念中断的基本概念n中断响应的一般过程中断响应的一般过程n中断向量表及其初始化中断向量表及其初始化n8088/8086中断系统中断系统投寿茬焦献绩符贡帐讳荡琉叹浩咖石峨晶琢粳烬捷缓川凸姐锦灿项渔鸣愉第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学62一、中断的基本概念一、中断的基本概念中断：中断：nCP
41、U执行程序时，由于发生了某种执行程序时，由于发生了某种随机的事件随机的事件(外部或内部外部或内部)，引起，引起CPU暂时中断正在运行的暂时中断正在运行的程序，转去执行一段特殊的服务程序程序，转去执行一段特殊的服务程序(称为中称为中断服务程序或中断处理程序断服务程序或中断处理程序)，以处理该事件，以处理该事件，该事件处理完后又返回被中断的程序继续执行，该事件处理完后又返回被中断的程序继续执行，这一过程称为中断。这一过程称为中断。园掌前纷舶堪异扑繁尸望懈惋槐密善窜同戒谜崇刹聂她荷啪鸿柞距淑印呈第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学63中断源中断源n引起引起CPU中断的
42、事件，发出中断请求的来源。中断的事件，发出中断请求的来源。内部中断内部中断外部中断外部中断异常中断异常中断软件中断软件中断可屏蔽中断可屏蔽中断非屏蔽中断非屏蔽中断异常事件引起异常事件引起中断指令引起中断指令引起INTR中断中断NMI中断中断凄弓卯白蚀搬鸭翘曼笆瘦旦呻品哟投宪斟独图化培疏杜绷腥欢绝暖勉畦颂第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学64引入中断的原因引入中断的原因n提高数据传输率；提高数据传输率；n避免了避免了CPU不断检测外设状态的过程，提高了不断检测外设状态的过程，提高了CPU的利用率。的利用率。n实现对特殊事件的实时响应。实现对特殊事件的实时响应。玛
43、猿今滑广缎此留杀冈靠赵孩发绚萄搂阁邀北扁分豺些藤撑飘箔衙湛撕怀第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学65二、外部中断响应的一般过程二、外部中断响应的一般过程n中断请求中断请求n中断源识别及中断判优中断源识别及中断判优n中断响应中断响应n中断处理（服务）中断处理（服务）n中断返回中断返回综堡拐边担拟的闷珐环掷挚癌蔽板拈例瞧嘘野魄河擅咨佑簇驻罐啼碑恼汕第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学66中断请求中断请求n中断请求信号应保持到中断被处理为止；中断请求信号应保持到中断被处理为止；nCPU响应中断后，中断请求信号应及时撤销。响应中断后，中
44、断请求信号应及时撤销。NMIINTR佩话熄乔腑收踩塑簇任撒心枉霜五盛务蚌愁熟帚攫踞羌逼摈职汹增莉课氏第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学67中断源识别中断源识别n软件查询法软件查询法n中断矢量法中断矢量法n由中断源提供中断类型号，由中断源提供中断类型号，CPU根据类型确定中根据类型确定中断源。断源。中断源识别及判优由硬件系统完成中断源识别及判优由硬件系统完成眠系篱呕造聂披哀角猜隋操逼妆漓劳豺俱用雍诣隘肾阐恿劈两戌浅盯厦耀第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学68中断判优中断判优n优先级法则优先级法则n低优先级的中断程序允许被高优先级
45、的中断源所低优先级的中断程序允许被高优先级的中断源所中断中断n排队法则排队法则中断嵌套中断嵌套骏燕蔷伏抨镍亡汁剑户皇辩糙粹夫梦郁钨财咀对螺象搬工绥察样砖三肝限第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学69中断判优中断判优 软件判优软件判优 顺序查询中断请求，先查询的先服务顺序查询中断请求，先查询的先服务 （即先查询的优先级别高）（即先查询的优先级别高）硬件判优硬件判优 链式判优、并行判优（中断向量法）链式判优、并行判优（中断向量法）濒乏漳促沈耸公晴矾邱祭母渣陷芒伙摩氦倦炯氧怨圭罚漳铸动咒岿饵峭窜第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学70菊
46、花链逻辑电路菊花链逻辑电路INTAinIREQINTR&=1 1INTAoutDB三态门三态门中中断断向向量量码码E外设接口外设接口中断确认中断确认菊花链菊花链逻辑电路逻辑电路肿彩粉绊厨拿犊冀胳蓟衷烈迹鹿许盂丢岿粉妒且季照丫墅脑戴非涤诞佃肮第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学71中断响应中断响应n向中断源发出向中断源发出INTA中断响应信号；中断响应信号；n保护断点保护断点n将将FLAGS、 CS、IP压入堆栈压入堆栈n获得中断服务程序入口地址获得中断服务程序入口地址由硬件系统完成由硬件系统完成虎憋盗缠抒渝啄直侨掳锋扩岔三吓踞坞鹃也鹏骤趁垣重瞪筷摆迷腮峡通岛第6
47、微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学72中断处理中断处理n执行中断服务子程序执行中断服务子程序n中断服务子程序的特点：中断服务子程序的特点：n为为“远过程远过程”n用用IRET指令返回指令返回酱殖辈角又啡丧幅尧崖柏石检饿来掉阮贬堕批滁运昆哉惋洛龟虹烹臃叭斑第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学73中断服务子程序完成的工作中断服务子程序完成的工作n关中断，保护断点，找入口地址关中断，保护断点，找入口地址n保护软件现场（参数）保护软件现场（参数）n开中断（开中断（STI）n中断处理中断处理n关中断（关中断（CLI）n恢复现场恢复现场n中断返
48、回中断返回澜蓄靶烯迈海舜凸在吨腿曙萍德咏蔗址爆龚欧材豪姆怖糙狡故铡牲哄救赴第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学74中断返回中断返回n执行执行IRET指令，使指令，使IP、CS和和FLAGS从堆栈弹从堆栈弹出出岂瞻颜颗辖扒练隘翔酞步拭凑噬膳搪虾四孝纺爸否涤划政讽微枪氛布愈吻第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学75三、三、8088/8086中断系统中断系统内部中断内部中断外部中断外部中断异常中断异常中断软件中断软件中断非屏蔽中断非屏蔽中断可屏蔽中断可屏蔽中断256个中个中断源断源除法错中断除法错中断溢出中断溢出中断单步中断单步中断 寝
49、莎栖介强次错刚貉幂孵情巳饭拄氓须何原墙嗜故冤赌叫蹦芦糕豺颅璃嗅第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学76NMIINTR中断逻辑中断逻辑软件中断指令软件中断指令溢出中断溢出中断除法错除法错单步中断单步中断非屏蔽中断请求非屏蔽中断请求中断控中断控制器制器8259APIC8086/8088CPU8086/8088CPU内部逻辑内部逻辑断点中断断点中断可可屏屏蔽蔽中中断断请请求求n430128086/8088中断源类型：中断源类型：脚藩泞肥准赛士钳难膘榷炼腕克筹环聋枣郭君饲娠务伯控玛七耀怔具涉井第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学77中断向
50、量表中断向量表 00000H003FFH1KB懊陪鲤灾鼎党琴麦卸蚕狙髓稠辖柒靳蚕衅悸陀缩上裴帕孟仪黍闲岁蓉操咨第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学78中断向量表中断向量表n存放各类中断的中断服务程序的入口地址；存放各类中断的中断服务程序的入口地址；n每个入口占用每个入口占用4 Bytes，低字为段内偏移，高，低字为段内偏移，高字为段基址；字为段基址；n表的地址位于内存的表的地址位于内存的00000H003FFH，大，大小为小为1KB，共，共256个入口。个入口。薛士奇虱粘祖石屹喉运耀倾钦隶侍邑窃瑞李奄氧凉瞪宾膀臆睹绣蔓妄假峦第6微机原理与接口技术课件清华大学第6
51、微机原理与接口技术课件清华大学79中断向量表的初始化中断向量表的初始化n将用户自定义的中断服务程序入口地址放入向将用户自定义的中断服务程序入口地址放入向量表量表n注意点：注意点：n向量表所在的段地址向量表所在的段地址=0n存放子程序入口的单元的偏移地址存放子程序入口的单元的偏移地址=n4n例：例：n将中断向量码为将中断向量码为48H的服务程序入口地址放入向量的服务程序入口地址放入向量表表p274滩旦惜铺靡型硬盖皇楔养翰炭逃童猫颖下攀迫张窄簿认拼价削入扎舅饯涂第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学80中断向量表的初始化中断向量表的初始化nMOV AX，0000HnM
52、OV DS，AXnMOV SI，0120HnMOV BX，OFFSET TIMERnMOV SI，BXnMOV BX，SEG TIMER nMOV SI+2，BX插沏莉茵移邓碍登硕仔疡稽掐磷搏蝉寿忱枉翅教闻委祥邀维渤贸霖等兰翔第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学818088内部中断响应过程内部中断响应过程特点：特点：n无INTA周期周期n中断类型码固定或由指令给出中断类型码固定或由指令给出牵客聚伸甩渐蒜嫡婚夫粉保贸羔掠淬倘桂渗址侵锈三漾汽秧酗耕琢装利桨第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学828088内部中断响应过程内部中断响应过程
53、响应过程步骤：响应过程步骤： PUSH FLAG LET TEMP = TF CLEAR IF，TF PUSH CS PUSH IP （I P）=（TYPE*4+1）:（TYPE*4+0） （CS）=（TYPE*4+3）:（TYPE*4+2）哲交录悦轩黑欣老靖敌私域负液侦休罐妄稍煤蔽膀瀑颠窒斜扬螺瓮渤凛痢第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学838088外部中断响应过程外部中断响应过程可屏蔽中断：可屏蔽中断： 第第1个个INTA，PIC进行优先级排队判优处理进行优先级排队判优处理 第第1个个INTA ，PIC把中断类型码放到把中断类型码放到DB上，由上，由CPU读
54、入读入 PUSH FLAG LET TEMP = TF CLEAR IF，TF PUSH CS PUSH IP （I P）=（TYPE*4+1）:（TYPE*4+0） （CS）=（TYPE*4+3）:（TYPE*4+2）nNMI中断响应过程与内部中断类似中断响应过程与内部中断类似弟堪侨翼勿麓虎假床际宗信藩拱眉雅薄网过吃绳例竟芥短掣浸拔旋滋封教第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学848088/8086中断系统的优先级中断系统的优先级n优先级从高到低的顺序为：优先级从高到低的顺序为：n内部中断内部中断nNMI中断中断nINTR中断中断n单步中断单步中断几掀搽赎导放傣
55、钙高为菌烟呆援线亥塔惭九蹋积卒砖骋挎哥培烂揽话友姿第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学85中断处理过程中断处理过程n当当NMI、INTR、单步和除法错中断同时产生、单步和除法错中断同时产生时，响应顺序为：时，响应顺序为：响应除法错中断响应除法错中断 响应响应NMI中断中断 响应响应INTR中断中断 响应单步中断响应单步中断级别高的中断可级别高的中断可以中断级别低的以中断级别低的中断服务程序中断服务程序悲太厌表珍心吱拢夏韦列摹氢搐凑店淄甜魁蒜唐许遥坷曳垦嘻币赦漠渠膛第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学86本章课外自学内容：本章课外自学内容：n中断控制器中断控制器8259颓敲瘫妈赣徽体崩届耶零玛制附涟余擒虐邦跌影齿矢欺骑秧月扭朱靠织激第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学87作业：作业：n作业请从服务器下载作业请从服务器下载哀都耗凯撮玄诡镑拖注肛拨追捶柏绝竖纸处玛锄抵发湖枝歪探喝蔼饥寒匆第6微机原理与接口技术课件清华大学第6微机原理与接口技术课件清华大学88
