输入与输出.ppt

输入与输出**§1基本概念CPU的外设种类繁多,在电平,功率,速度,信息形式上与CPU有很大的差别。有许多矛盾需解决,而不能简单的连接。要解决的问题:CPU如何对I/O寻址CPU如何与不同速度的外设配合工作CPU如何与大量外设协调工作CPU如何在电平,功率上与外设协调工作CPU如何与不同信息形式的外设配合工作**执行CPU的命令CPU对被控对象外部设备的控制命令是以命令代码的形式先发送到接口的命令寄存器,即命令端口。返回外设状态如,“忙”、“闲”、“准备就绪”、“未准备就绪”等状态,接口中一般设置状态寄存器,即状态端口。数据缓冲为了解决高速主机和低速外设的矛盾,避免因速度不匹配而丢失数据,接口中一般都设置数据缓冲器。信号转换外设所需的控制信号和它所提供的状态信号往往与系统的总线信号不兼容,信号转换是接口的一个重要任务。设备选择数据宽度与数据格式转换应具有“并-串”或“串-并”转换的功能接口的功能**§2I/O寻址方式存储器对应的寻址方式将I/O当成存储器寻址,每个I/O占有存储器的一个地址。与存储器一起占有1MB的存储空间特点:指令丰富,I/O数量不受限制,不便于阅读专用I/O寻址方式将存储器和I/O分别寻址用专用的IN和OUT指令用8条地址线或16条地址线寻址特点:I/O不占存储器地址,译码电路较简单。易于阅读**§3CPU与I/O数据传送方式一,CPU与I/O间的接口信号一个控制过程工业现场的模拟量传感器放大A/DCPUD/A执行机构接口信号CPUI/O状态数据控制数据数字量模拟量开关量状态信息表征目前I/O所处状态控制信息CPU发出控制I/O工作的信息**CPUI/O装置数据端口状态端口控制端口端口地址数据M/IOWRRD数据数据状态控制数据,状态和控制是不同性质的信息,必须分别传送但CPU只有IN和OUT指令所以外设的状态信息也必须作为数据输入CPU发出的控制信息也必须作为数据输出外设与主机的连接端口也包含:数据端口,状态端口和控制端口每个端口一个地址,CPU是对端口寻址,而不是笼统对外设寻址接口是有若干个端口组成**二,I/O控制方式无条件传送方式(同步方式)用于CPU与低速的外设间传送数据。数据的保持时间相对CPU的速度要慢得多。输入端口直接用三态缓冲器,外界数据送到其输入端,CPU执行“IN”指令对于输出设备要求锁存,输出的数据应在输出接口的输出端保持一段时间,锁存的时间与外设的动作速度相适应。CPU执行“OUT”指令特点接口电路简单,程序设计简单。输入时,应保证输入的数据已准备好。输出时,应保证外设已将上次送出的数据取走,可接收新的数据。**锁存器输出数据CPU数据线WR地址M/IO&无条件式传送输出接口OUT08H,AL无条件式传送输入接口INAL,08H三态缓冲器CS输入数据CPU数据线RD地址M/IO&CS**例,不断读入按钮的状态,若按钮按下,LED亮,未按下则灭.注:三态门作为输入接口,锁存器作为输出接口Q7=1,亮;Q7=0,灭STA:INAL,40HANDAL,80HJNZOPEMOVAL,80HOUT30H,ALJMPSTAOPE:MOVAL,00HOUT30H,ALJMPSTAHLTQ7锁存器CSD0-D7IOW·30HIOR·40HD7输出接口输入接口+5V**查询传送方式CPU与外设的速度在多数情况下是不匹配的。CPU必须在外设准备好的情况下才能与其传送数据。接口电路中一般都有一个反映外设准备就绪的标志。只有当其表征外设具备工作条件时,CPU才能控制数据的输入/输出操作。即用状态端口提供外设的工作状态。查询方式的过程输入I/O接口的状态端口的内容(0或1)。确认是否准备就绪。是,传送数据;否,等待。