1、1微机接口技术微机接口技术复习纲要复习纲要西安交通大学西安交通大学计算机科学与技术系计算机科学与技术系微机课程组微机课程组2012年年11月月10日日桂小林桂小林2CH1：微型计算机概论（：微型计算机概论（5）l需要标记的基本概念需要标记的基本概念微处理器、微型计算机、微型计算机系统微处理器、微型计算机、微型计算机系统单片机（微控制器）单片机（微控制器）微型计算机结构、主机板结构微型计算机结构、主机板结构IBM PC、IBM PC/XT、IBM PC/AT三总线（三总线（AB、DB、CB）l了解微处理器的发展历程了解微处理器的发展历程第一台微处理器：第一台微处理器：4004第一台计算机：第一台
2、计算机：ENIAC8086-8088-80386-奔腾奔腾-双核双核-多核多核桂小林桂小林3CH1：术语解释：术语解释l(1)微处理器微处理器 解解:指由一片或几片大规模集成电路组成的中央处指由一片或几片大规模集成电路组成的中央处理器理器.l(2)微型计算机微型计算机 解解:指以微处理器为基础指以微处理器为基础,配以内存储器以及输入输配以内存储器以及输入输出接口电路和相应的辅助电路构成的裸机出接口电路和相应的辅助电路构成的裸机.l(3)微型计算机系统微型计算机系统 解解:指由微处理器配以相应的外围设备及其它专用指由微处理器配以相应的外围设备及其它专用电路电路,电源电源,面板面板,机架以及足够的
3、软件而构成的系统机架以及足够的软件而构成的系统.l(4)单片机单片机 解解:把构成一个微型计算机的一些功能部件集成在把构成一个微型计算机的一些功能部件集成在一块芯片之中的计算机一块芯片之中的计算机.桂小林桂小林4CH2：微处理器（：微处理器（15）-1/8l标记标记8086、8088的内部结构的内部结构EU+BIU字长、寻址空间（字长、寻址空间（16/8，1MB）引脚分类（引脚分类（AB、DB、CB）指令队列（指令队列（6字节字节/4字节）（管理方法不同）字节）（管理方法不同）l熟悉熟悉8086、8088的引脚功能的引脚功能地址复用（地址复用（AD015/AD07)(A1619/S36)的目的
4、的目的地址数据分离方法地址数据分离方法（锁存器，（锁存器，373或或8282）模式选择（模式选择（不同模式，某些引脚功能不同不同模式，某些引脚功能不同）桂小林桂小林5CH2：微处理器：微处理器 2/8l8086系统中的存储器结构系统中的存储器结构IPFLAGS桂小林桂小林6ISA总线的形成总线的形成l标记标记ISA总线的结构及其形成方法总线的结构及其形成方法ISA总总线线桂小林桂小林7CH2：微处理器：微处理器-3/8桂小林桂小林8CH2：微处理器：微处理器-4/8l熟悉微机接口中常用的一些汇编指令和编程方熟悉微机接口中常用的一些汇编指令和编程方法法MOV、JNC、JNZ、CMP、TEST、I
5、N、OUTLOOPl熟练掌握熟练掌握IN和和OUT指令的工作时序指令的工作时序只有运行访问存储器指令和只有运行访问存储器指令和I/O指令才能产生指令才能产生RD#或或WR#，以及，以及IO/M#AL对应对应DB；DX对应对应ABl了解了解80386的寻址方式的寻址方式桂小林桂小林9基本概念基本概念(1)执行部件执行部件EU解解:8086微处理器内部的一个功能部件微处理器内部的一个功能部件,由通用寄存器由通用寄存器,标志寄存标志寄存器器,运算器和运算器和EU 控制系统等组成控制系统等组成,负责全部指令的执行负责全部指令的执行,向向BIU提提供数据和所需访问的内容和供数据和所需访问的内容和I/O端
6、口的端口的 地址地址,并对通用寄存器并对通用寄存器,标标志寄存器和指令操作数进行管理志寄存器和指令操作数进行管理.(2)总线接口部件总线接口部件BIU解解:8086微处理器内部的另一个功能部件微处理器内部的另一个功能部件,由段寄存器由段寄存器,指令指针指令指针,地址形成逻辑地址形成逻辑,总线控制逻辑和指令队列等组成总线控制逻辑和指令队列等组成,BIU同外部总线同外部总线连接为连接为EU完成所有的总线操作完成所有的总线操作,并计算形成并计算形成20位的内存物理地址位的内存物理地址(3)最小方式最小方式 与最小方式与最小方式答答:8086微处理器的微处理器的种工作方式种工作方式,在该方式下在该方式
7、下,由由8086提供系统提供系统所需要的全部控制所需要的全部控制 信号信号,用以构成一个单处理器系统用以构成一个单处理器系统.此时此时MN/MX*线接线接VCC(高电平高电平).8086微处理器的另一种工作方式微处理器的另一种工作方式,在该方式下在该方式下,系统的总线控制信系统的总线控制信号由专用的总号由专用的总 线控制器线控制器8288提供提供,构成一个多处理机或协处理机构成一个多处理机或协处理机系统系统.此时此时MN/MX*线接地线接地.桂小林桂小林10基本概念基本概念(5)指令周期指令周期 解解:执行一条指令所需要的时间称为指令周期包括取指令执行一条指令所需要的时间称为指令周期包括取指令
8、,译码和译码和执行等操作所需的执行等操作所需的 时间时间.(6)总线周期总线周期 解解:CPU通过总线操作完成同内存储器或通过总线操作完成同内存储器或I/O接口之间一次数据传接口之间一次数据传送所需要的叫间送所需要的叫间.(7)时钟周期时钟周期 解解:CPUJ时钟脉冲的重复周期称为时钟周期时钟脉冲的重复周期称为时钟周期,时钟周期是时钟周期是CPU的的时间基准时间基准(8)等待周期等待周期 解解:在在CPU对内存或外设接口进行读写操作时对内存或外设接口进行读写操作时,当被选中进行数据当被选中进行数据读写的内存或外设读写的内存或外设 接口无法在接口无法在3个个T(时钟周期时钟周期)内完成数据读写内
9、完成数据读写时时,就由该内存或外设接口发出一个请求延就由该内存或外设接口发出一个请求延 长总线周期的信长总线周期的信号号,CPU在接收到该请求情号后在接收到该请求情号后,就在就在T3与与T4之间插入之间插入个时钟个时钟周期周期 一称为等待周期一称为等待周期Tw,在在Tw期间期间,总线信号保持不变总线信号保持不变.桂小林桂小林11基本概念基本概念(1).简述简述8086中逻辑地址与物理地址的关系中逻辑地址与物理地址的关系.解解;逻辑地址是允许在程序中编排的地址逻辑地址是允许在程序中编排的地址,8086的逻辑地址有的逻辑地址有段基值和段内偏移量两段基值和段内偏移量两 部分部分.段基值存放在对应的段
10、寄存器段基值存放在对应的段寄存器中中,段内偏移量由指令给出段内偏移量由指令给出.物理地址是信息在存储器物理地址是信息在存储器 中实际中实际存放的地址存放的地址.在在8086系统中系统中,物理地址形成过程为物理地址形成过程为:将段寄存器将段寄存器中存放的段基值中存放的段基值(16位位)左移左移4次再加偏移量次再加偏移量,得得20位的物理地位的物理地址址.(2).说明说明8086引脚信号引脚信号AD0AD15双重总线的特点双重总线的特点解解:AD0AD15这这16条总线传送条总线传送32个信号个信号,A0A15,D0D15,在一个读写总线周期的在一个读写总线周期的4个个T周期中周期中,T1时刻传送
11、地址信号时刻传送地址信号A0A15,T2以后传送数据信号以后传送数据信号D0D15.可见这可见这16条双重总线条双重总线的特点是分时复用的特点是分时复用.桂小林桂小林12基本概念基本概念(3)指令的寻址方式指令的寻址方式 解解:所谓指令的寻址方式是指所谓指令的寻址方式是指指令中操作数的表示指令中操作数的表示形式形式,操作数用一个数据直接给出的称为操作数用一个数据直接给出的称为立即寻址立即寻址,例例如如MOV AL,80H中的中的80H.操作数是一个寄存器的符号操作数是一个寄存器的符号,例如上条指令中的例如上条指令中的AL,称为寄存器寻址称为寄存器寻址.操作数是一个内存地址操作数是一个内存地址,
12、则称为则称为存储器寻址存储器寻址,存储存储器寻址中器寻址中,根据内存地址给出的方式又分为直接寻根据内存地址给出的方式又分为直接寻址址,寄存器间接寻址寄存器间接寻址,基址基址 寻址和变址寻址等寻址和变址寻址等.桂小林桂小林13作业解答作业解答-1/3l2、BIU和和EU如何协同工作？（提高如何协同工作？（提高CPU效率）效率）l答：答：(1)BIU监视着指令队列。当指令队列中有监视着指令队列。当指令队列中有2个空字节个空字节时，时，就自动把指令取到队列中。就自动把指令取到队列中。(2)EU执行指令时，从指令队列头部取指令，然后执行。执行指令时，从指令队列头部取指令，然后执行。如需访问存储器，则如
13、需访问存储器，则EU向向BIU发出请求，由发出请求，由BIU访问访问存储器。存储器。(3)在执行转移、调用、返回指令时，需改变队列中的指在执行转移、调用、返回指令时，需改变队列中的指令，要等新指令装入队列中后，令，要等新指令装入队列中后，EU才继续执行指令。才继续执行指令。(4)(4)当指令队列已满，而且执行部件对总线接口部件又当指令队列已满，而且执行部件对总线接口部件又没有总线访问请求时，总线接口部件便进入空闲状态没有总线访问请求时，总线接口部件便进入空闲状态桂小林桂小林14作业解答作业解答-2/3l8、为什么要地址复用？如何分离？、为什么要地址复用？如何分离？引脚数限制引脚数限制用锁存器（
14、如用锁存器（如74LS373）分离）分离l11、8086被复位以后，各个寄存器的状态是什么？从被复位以后，各个寄存器的状态是什么？从何处开始读取第何处开始读取第1条指令？条指令？F8086从从FFFF0H处执行第一条指令。处执行第一条指令。F16、8086中中BHE#作用与存储器奇偶地址访问问题作用与存储器奇偶地址访问问题BHE#有效访问奇地址单元有效访问奇地址单元按字访问时，奇偶地址的访问，时间单元不同按字访问时，奇偶地址的访问，时间单元不同桂小林桂小林15作业解答作业解答-3/319、分步骤写出、分步骤写出80386实现实现48位虚拟地址到线形位虚拟地址到线形地址的转换过程。地址的转换过程
15、。见书本见书本20、分步骤写出、分步骤写出80386实现实现32线形地址到线形地址到32位位物理地址的转换过程。物理地址的转换过程。(注：注：使用使用4K页面页面）见书本见书本21、80386中，中，CR0CR3寄存器的作用各是什寄存器的作用各是什么么?CR3：页目录起始地址：页目录起始地址CR0：控制状态，工作模式转换位：控制状态，工作模式转换位PE桂小林桂小林16CH3：总线驱动：总线驱动l总线的概念与分类总线的概念与分类片内总线、片间总线、系统总线和通信总线。片内总线、片间总线、系统总线和通信总线。l总线的特性总线的特性物理、功能、电气、过程物理、功能、电气、过程/时间时间l总线的性能指
16、标总线的性能指标带宽、位宽、频率带宽、位宽、频率lAT、ISA、PCI、AGP总线的基本概念与作用总线的基本概念与作用地址、数据、寻址空间地址、数据、寻址空间l外部总线（通信总线）IDE、SCSI、RS-232、RS-422和和RS-485、USB、IEEE 1394总线总线的基本概念的基本概念l了解了解I2C、SPI总线的基本概念与作用总线的基本概念与作用（串行通信）（串行通信）桂小林桂小林17基本概念基本概念l1、判断题、判断题对错错对错，对对错错对对错错对错，对对错错对l11、利用、利用74LS244实现实现245功能功能两片两片244l17、16b,100MHz,5个个CLOCK16*
17、（100M/5）=320Mbps=40MBps244244桂小林桂小林18基本概念基本概念l总线的概念与分类总线的概念与分类：片内总线、片间总线、系：片内总线、片间总线、系统总线和通信总线。统总线和通信总线。片内总线是指连接集成电路芯片内部各功能单元的信片内总线是指连接集成电路芯片内部各功能单元的信息通路，息通路，片间总线是芯片引出的总线，用来实现一个电路板内片间总线是芯片引出的总线，用来实现一个电路板内芯片与芯片间的互联。片间总线又称为板内总线、元芯片与芯片间的互联。片间总线又称为板内总线、元件级总线、芯片间总线。件级总线、芯片间总线。系统总线是指连接微处理器、主存储器和系统总线是指连接微处
18、理器、主存储器和I/O接口等接口等系统部件的一组公共信息通路。系统总线又称为板级系统部件的一组公共信息通路。系统总线又称为板级总线、板间总线或内总线。总线、板间总线或内总线。通信总线又称为通信总线又称为I/O总线或外总线，是指连接微型计总线或外总线，是指连接微型计算机主机与算机主机与I/O设备、仪器仪表，甚至其它微型计算设备、仪器仪表，甚至其它微型计算机的总线。机的总线。桂小林桂小林19基本概念基本概念l总线特性与标准化总线特性与标准化物理特性物理特性也称机械特性，是指总线的物理形态和布也称机械特性，是指总线的物理形态和布局、机械连接性能等，局、机械连接性能等，功能特性功能特性是指总线中各个信
19、号线的功能，比如地址是指总线中各个信号线的功能，比如地址总线传送地址信息，数据总线传送数据信息，而控总线传送地址信息，数据总线传送数据信息，而控制总线既传送各种控制信息制总线既传送各种控制信息电气特性电气特性是指信号的传递方向、工作电平、负载能是指信号的传递方向、工作电平、负载能力的最大额定值等。力的最大额定值等。时间特性时间特性（即过程特性）定义每根线在什么时间有（即过程特性）定义每根线在什么时间有效，即总线上各信号有效的时序关系，一般用信号效，即总线上各信号有效的时序关系，一般用信号时序图来描述。时序图来描述。桂小林桂小林20基本概念基本概念桂小林桂小林21桂小林桂小林22CH4：存储器系
20、统设计（：存储器系统设计（15）l熟练掌握存储器接口的芯片选择方法熟练掌握存储器接口的芯片选择方法(译码方法译码方法)三种方法（全、部分、线译码）三种方法（全、部分、线译码）物理地址空间与逻辑地址空间的关系物理地址空间与逻辑地址空间的关系【1(重叠空间数重叠空间数=2n)】l标记标记74LS138芯片功能与特性芯片功能与特性引脚必记引脚必记l熟练使用熟练使用SRAM芯片、芯片、EPROM进行存储器系统的设进行存储器系统的设计计包括地址空间分配、地址计算、空间大小计算、片选实现等包括地址空间分配、地址计算、空间大小计算、片选实现等模板化设计、芯片数计算模板化设计、芯片数计算位、字、位字扩展位、字
21、、位字扩展l熟练掌握译码电路对应地址空间的分析方法熟练掌握译码电路对应地址空间的分析方法从电路图判断存储器地址范围、空间大小从电路图判断存储器地址范围、空间大小根据存储器地址范围设计电路图（不是唯一的）根据存储器地址范围设计电路图（不是唯一的）桂小林桂小林23例：例：2764为为8K 8的的EPROM芯片，芯片，分析其分析其地址范围地址范围 A19A18A17A16 A15A14A13 起始地址：1 1 1 1 1 0 1 00000 0000 0000 B结束地址：1 1 1 1 1 0 1 11111 1111 1111 B桂小林桂小林24l了解了解DRAM中中RAS、CAS的作用和动态存
22、储的作用和动态存储器刷新方法器刷新方法三种刷新方法三种刷新方法行、列地址分两次写入行、列地址分两次写入l了解了解24C64串行串行EEPROM芯片的基本工作原芯片的基本工作原理及与理及与8088的接口方法（的接口方法（不要求标记不要求标记）l掌握掌握16位和位和32位机中的存储器接口（位机中的存储器接口（字节编字节编址的存储器系统中址的存储器系统中）桂小林桂小林25思考题思考题1、使用、使用6264、28C64及必要的译码器和门电路组成一个主存储及必要的译码器和门电路组成一个主存储器，其中器，其中ROM容量为容量为32KB（00000H 07FFFH），），RAM容容量为量为16KB（0A00
23、0H 0DFFFH）。设系统地址总线和数据总）。设系统地址总线和数据总线分别为线分别为20位和位和8位，还有读写信号位，还有读写信号WR和和I/O与存储器选择信与存储器选择信号号IO/M#，画出该主存储器的逻辑连接图。，画出该主存储器的逻辑连接图。2、使用、使用6116（2K8）、）、28C32（4K8）及必要的译码器和门）及必要的译码器和门电路组成电路组成8086的的主存储器，其中主存储器，其中ROM容量为容量为32KB（F8000H FFFFFH），），RAM容量为容量为16KB（00000H 03FFFH），画），画出该主存储器的逻辑连接图。出该主存储器的逻辑连接图。(注意：采用双体结构
24、）注意：采用双体结构）桂小林桂小林26作业解析作业解析#A：80000H83FFFH；16KB#B：A0000HA7FFFH；32KX4b#D：B8000HBBFFFH；16KX4b 或或BC000HBFFFFH；16KX4b桂小林桂小林27l译码：译码：l地址地址#A：80000H83FFFH；16KB#B：A0000HA7FFFH；32KX4b#C：A0000HA7FFFH；32KX4b#D：B8000HBBFFFH；16KX4b 或或BC000HBFFFFH；16KX4b#E：同：同#Dl合计：合计：16KB+32KB+16KB=64KB桂小林桂小林288086采用双体结构设置存储器采用
25、双体结构设置存储器桂小林桂小林29CH5-1：I/O接口接口1（10）l标记端口、接口的区别；统一编址与单独编址异同标记端口、接口的区别；统一编址与单独编址异同l熟练掌握熟练掌握I/O接口的芯片选择方法（译码方法）接口的芯片选择方法（译码方法）方法类似方法类似 存储器译码存储器译码桂小林桂小林30常用概念常用概念(1)I/O接口接口:I/O接口是把微处理器同外围设备接口是把微处理器同外围设备(外设外设)连接起来实现数据传连接起来实现数据传送的控制电路送的控制电路,又称为又称为外设接口外设接口.各种各种I/O卡都是卡都是I/O接口接口,如如打印卡打印卡,显卡显卡和和声声 等等.(2)I/O端口端
26、口:I/O接口同外设之间传送三种信息一数据信息接口同外设之间传送三种信息一数据信息,控制信息和状控制信息和状态信息态信息,这三种信息实际上是这三种信息实际上是CPU通过接口同外设之间传送的通过接口同外设之间传送的信息信息,因此因此,在接口中必须有存放并传送这三种信息的在接口中必须有存放并传送这三种信息的 寄存器寄存器.这些可以由这些可以由CPU用用IN和和OUT指令来读写的寄存器称为指令来读写的寄存器称为I/O端端口口.(3)片选片选解解:片选信号以片选信号以CE*(或或CE)表示表示,只有当该信号有效时才能使接只有当该信号有效时才能使接口芯片进入电路工作状态口芯片进入电路工作状态,以实现数据
27、的输入输出以实现数据的输入输出.片选端通片选端通常同常同1/O地址译码器的输出端相连地址译码器的输出端相连.因此因此,片选是由指定的片选是由指定的I/O地地址选中接口芯片以使其进入电路工作状态的过程址选中接口芯片以使其进入电路工作状态的过程.桂小林桂小林31CH5-2：中断和：中断和DMA控制器控制器（5）l了解了解PC计算机的中断系统计算机的中断系统l熟悉熟悉8259A的内部结构、工作方式和工作原理的内部结构、工作方式和工作原理l标记标记8259A的初始化过程和级联方法的初始化过程和级联方法l熟悉熟悉8259A的的ICW的格式和初始化过程，了解的格式和初始化过程，了解OCW的的格式和寻址方法
28、，格式和寻址方法，l标记标记DMAC实现存储器到存储器、实现存储器到存储器、M-I/O的传输过程的传输过程l标记标记DMAC的传送送方式的传送送方式l熟悉熟悉8237A的内部结构、工作时序和级联方法的内部结构、工作时序和级联方法l熟悉熟悉8237A的编程结构的编程结构l了解了解8237A的内部寄存器的格式的内部寄存器的格式桂小林桂小林32常用概念常用概念-(1)周期挪用周期挪用:周期挪用是指利用周期挪用是指利用CPU不访问存储器的那些周期来实现不访问存储器的那些周期来实现DMA操作操作,DMAC可以使用总线而不用通知可以使用总线而不用通知CPU,也不会妨碍也不会妨碍CPU的工作的工作.周期挪用
29、并不减慢周期挪用并不减慢CPU的操作的操作,但可能需要复杂的时但可能需要复杂的时序电路序电路,而且数据传送过程是不连续的和不规则的而且数据传送过程是不连续的和不规则的.(2)中断向量中断向量:所谓中断向量是指中断服务程序的入口地址所谓中断向量是指中断服务程序的入口地址.入口地址由两部入口地址由两部分组成分组成,即中断服务程序第一条指令第一个字节的即中断服务程序第一条指令第一个字节的段基值段基值和和偏移量偏移量,是两个是两个16位的逻辑地址位的逻辑地址,所以将入口地址称为所以将入口地址称为向量向量.(3)正常正常EOI方式方式:这是这是8259A三种中断结束方式中的一种三种中断结束方式中的一种,
30、属于属于EOI命令方命令方式式:EOI命令方式是指当中断服务程序结束之前向命令方式是指当中断服务程序结束之前向8259A发出发出EOI命令命令,将正在执行的中断服务寄存器将正在执行的中断服务寄存器ISR中的对应位清零中的对应位清零;正常正常EOI方式采用普通方式采用普通EOI命令将命令将ISR中所有已置位的位中优中所有已置位的位中优先级最高的位清零先级最高的位清零.它适用于完全嵌套方式的中断结束它适用于完全嵌套方式的中断结束.桂小林桂小林33常用概念常用概念-(4)自动自动EOI方式方式:8259A的三种中断结束方式中的一种的三种中断结束方式中的一种.这种这种EOI方式在第方式在第2个个INT
31、A*响应响应信号的后沿信号的后沿(上升沿上升沿)时时,由由8259A自动清除自动清除ISR中己置位的中断优先级最中己置位的中断优先级最高的位高的位,不必在中断服务程序结束前由不必在中断服务程序结束前由CPU向向8259A发出发出EOI命令命令.(5)持殊持殊EOI方式方式:这也是这也是8259A的三种中断结束方式中的的三种中断结束方式中的种种,也属于也属于EOI命令方式命令方式.持殊持殊EOI方方 式是采用持殊式是采用持殊EOI命令在中断服务程序结束前向命令在中断服务程序结束前向8259A发出结束发出结束命令命令,用来清除正在服务用来清除正在服务 的中断服务寄存器中的相应位的中断服务寄存器中的
32、相应位(此时正在服务此时正在服务的中断优先级不一定是已置位中的最高位的中断优先级不一定是已置位中的最高位),特殊特殊EOI命令中带有用于指命令中带有用于指定定ISR中相应位清零的三位编码信息中相应位清零的三位编码信息.特殊特殊EOI命令可以作为任何优先级命令可以作为任何优先级管理方式的中断结束命令管理方式的中断结束命令.(6)溢出中断溢出中断:8086内部中断中的一种内部中断中的一种;当程序中遇到当程序中遇到INTO指令指令,而且当前的溢出标志而且当前的溢出标志OF=1时时,产生的中断为溢出中断产生的中断为溢出中断.产生溢出中断时产生溢出中断时,INTO指令和指令和OF=1两两个条件必须同时满
33、足个条件必须同时满足.桂小林桂小林34常用概念常用概念-（1）简述中断传送方式的工作过程）简述中断传送方式的工作过程.解解:采用中断方式传送数据采用中断方式传送数据,在硬件方面在硬件方面,在外设与在外设与CPU之间必须有之间必须有一个具有中断控一个具有中断控 制逻辑的接口电路制逻辑的接口电路,用来实现数据传送的控制用来实现数据传送的控制,也可以是一般的接口电路也可以是一般的接口电路(无中断控制逻无中断控制逻 辑辑)加上一个专用的中加上一个专用的中断控制器断控制器(例如例如8259A可编程中断控制器可编程中断控制器),在软件方面在软件方面,必须编制必须编制 一段一段“中断服务程序中断服务程序”,
34、以完成以完成CPU与外设之间的数据传送与外设之间的数据传送.在中断传送方式中在中断传送方式中,通常在一个主程序中安排好在某一时刻启动通常在一个主程序中安排好在某一时刻启动某一外设后某一外设后,CPU继继 续执行主程序续执行主程序.此时此时.外设同时进行数据传送外设同时进行数据传送的准备工作的准备工作.当外设完成数据传送的准备时当外设完成数据传送的准备时,通过中断控制逻辑通过中断控制逻辑向向CPU发出中断请求发出中断请求,在在CPU可以响应中断的条件下可以响应中断的条件下(IF=1,在完成当前指今后在完成当前指今后),现行主现行主程序被程序被中断中断,通过中断控制逻辑提供的通过中断控制逻辑提供的
35、中断中断 类型码类型码,从从中断中断向量表向量表中读入中读入中断向量中断向量转去执行转去执行中断服务程序中断服务程序,在中断服务在中断服务程程 序中完成序中完成次次CPU与外设之间的数据传送与外设之间的数据传送,传送完成后仍返传送完成后仍返回被中断的主程序回被中断的主程序,从断点处从断点处 继续执行继续执行,并等待外设的下一次中并等待外设的下一次中断请求断请求.桂小林桂小林35常用概念常用概念-（2）简述）简述DMA控制器的特点及功能控制器的特点及功能.解解:DMA控制器是内存储器同外设之间进行高速数据传送时的硬件控制电控制器是内存储器同外设之间进行高速数据传送时的硬件控制电路路,是一种是一种
36、 实现直接数据传送的专用处理器实现直接数据传送的专用处理器,它必须能取代在程序控制传它必须能取代在程序控制传送中由送中由CPU和软件所完成的和软件所完成的 各项功能各项功能;它的主要功能是它的主要功能是:1)MAC同外设之间有一对联络信号线外设的DMA请求信号DREQ以及 DMAC向外设发出的DMA响应信号DACK;2)DMAC在接收到DREQ后,同CPU之间也有一对联络信号线DMAC向CPU 发出总线请求信号(HOLD或BUSRQ),CPU在当前总线周期结束后向DMAC发出总线响 应信号(HLDA或BUSAK,DMAC接管对总线的控制权,进入DMA操作方式.3)能发出地址信息,对存储器寻址,
37、并修改地址指针,DMAC内部必须有能自动加1或减1的地址寄存器.4)能决定传送的字节数,并能判断DMA传送是否结束.DMA内部必须有能自动减1的字计数寄存器,计数结束产生终止计数信号;5)能发出DMA结束信号,释放总线,使CPU恢复总线控制权;6)能发出读,写控制信号,包括存储器访问信号和I/O访问信号.DMAC内部必须 有时序和读写控制逻辑.桂小林桂小林36CH5-3：定时器计数器：定时器计数器 (10)l熟悉熟悉8253A的基本工作原理和内部结构的基本工作原理和内部结构l标记标记8253A的的6种工作方式的原理与特点（特种工作方式的原理与特点（特别是方式别是方式03）l标记标记8253A的
38、控制字格式的控制字格式l能够使用能够使用8253A进行综合应用进行综合应用桂小林桂小林37l8253的每个通道均可以通过编程选择的每个通道均可以通过编程选择6种工作种工作方式之一，这方式之一，这6种工作方式是：种工作方式是：桂小林桂小林38D0D1D2D3D4D5BCDM1M2M3RW0RW1SC0SC1工作方式选择工作方式选择000：方式0001：方式1010：方式2101：方式5.计数值写入顺序计数值写入顺序00:读计数值(锁存)01:写低8位,高8位为010:写高8位,低8位为011:先写低8位,后写高8位计数器选择计数器选择00:计数器001:计数器110:计数器211:*8254读回
39、计数值形式计数值形式0：二进制1：BCD码桂小林桂小林39方式方式0方式方式1方式方式2方式方式3方式方式4方式方式5功能功能计完最后一计完最后一个数中断个数中断硬件触发单硬件触发单稳触发器稳触发器分频器分频器方波发生器方波发生器软件触发选软件触发选通通硬件触发选通硬件触发选通启动条件启动条件写入计数写入计数值值外部触发外部触发写入计数值写入计数值写入计数值写入计数值写入计数值写入计数值外部触发外部触发重复条件重复条件写计数值写计数值外部触发外部触发自动重复自动重复自动重复自动重复写计数值写计数值外部触发外部触发N与与CLK和和OUT关系关系写入写入N后过后过N1个个CLK后输出变高后输出变高
40、单个输出脉单个输出脉冲宽度为冲宽度为N个个CLK每每N个个CLK输输出一个出一个CLK宽宽度脉冲度脉冲写入写入N后（偶）后（偶）输 出输 出 N/2 个个CLK高高N/2个个CLK低低写入写入N后过后过N1个个CLK后输后输出一个出一个CLK宽宽度的脉冲度的脉冲门控触发后过门控触发后过N1个脉冲输出一个脉冲输出一个个CL宽度的脉冲宽度的脉冲改变计数值改变计数值立即有效立即有效外部触发后外部触发后有效有效下一计数操下一计数操作周期有效作周期有效下一计数操作下一计数操作周期有效周期有效立即有效立即有效外部触发后有外部触发后有效效写入控制字写入控制字后的后的OUT立即为低立即为低高高高高高高高高高高
41、GATE低或低或变低变低禁止计数禁止计数禁止计数输禁止计数输出变高出变高禁止计数输出禁止计数输出变高变高禁止计数禁止计数上升上升沿沿从初值开始从初值开始重新计数重新计数从初值开始从初值开始重新计数重新计数从初值开始重从初值开始重新计数新计数硬件触发信号硬件触发信号启动计数启动计数高高允许计数允许计数允许计数允许计数允许计数允许计数允许计数允许计数计数器最小计数器最小值值112211计数器最大计数器最大值值000000计数到计数到0后状后状态态继续减继续减1计计数数继续减继续减1计数计数自动装初值自动装初值后计数后计数自动装初值后自动装初值后计数计数继续减继续减1计数计数继续减继续减1计数计数桂
42、小林桂小林40常用概念常用概念-解解:l采用二进制计数时采用二进制计数时,如果计数初值如果计数初值n为为8位二进制数位二进制数(十进制数十进制数255),则在用则在用 MOV AL,n写入写入AL时时,n可以写成任何进制数可以写成任何进制数.如果计数初值如果计数初值n为为16位二进制位二进制数数(十进十进 制数制数65535),则可有两种方式写入则可有两种方式写入,一种是把十进制数转换成一种是把十进制数转换成4位十位十六进制数六进制数,分两次写入分两次写入 对应的计数通道对应的计数通道(光低后高光低后高);l另一种是把十进制数直接写入另一种是把十进制数直接写入AX,即即:MOV AX,nMOV
43、 PORT,AL;PORT为通道地址为通道地址MOV AL,AHOUT PORT,AL l采用二进制计数时采用二进制计数时,必须把计算得到的计数初佰的十进制数后加上必须把计算得到的计数初佰的十进制数后加上H,变为变为BCD码表示形式码表示形式.例如例如n=50,则写为则写为:MOV Al,50H OUT PORT,AL 如果如果n=1250,则写为则写为MOV AL,50H OUT PORT,ALMOV AL,12H OUT PORT,AL 桂小林桂小林41常用概念常用概念-（2）8253A-5的通道的通道0按方式按方式3工作工作,时钟时钟CLK0的频率为的频率为1MHz,要求要求输出方波的重
44、复频率为输出方波的重复频率为40KHz,此时应如何写入计数初值此时应如何写入计数初值.解解:l首先计算计数初值首先计算计数初值1MHZ/40KHZ=25l若采用二进制计数若采用二进制计数,则写入方式为则写入方式为 MOV AL,25 OUT PORT0,AL;PORT0为通道为通道0的端口地址的端口地址 l若采用十进制计数若采用十进制计数,则写入方式为则写入方式为 MOV AL,25H OUT PORT0,AL桂小林桂小林42典型应用典型应用1l设计利用设计利用8253产生产生1秒的方波（已知时钟秒的方波（已知时钟2MHz）的方案，写出）的方案，写出初始化程序。初始化程序。（端口为（端口为50
45、H和和51H)l解：解：l2MHz/1Hz=2 000 000 65536l至少用两个计数器，多种组合，但必须精确，例如：至少用两个计数器，多种组合，但必须精确，例如：计数器计数器1：1000 X计数器计数器2：2000500 X 400050 X 40000工作方式选择工作方式选择000：方式0001：方式1010：方式2101：方式500:读计数值(锁存)01:写低8位,高8位为010:写高8位,低8位为011:先低8位,后高8位计数器选择计数器选择D7D600:计数器001:计数器110:计数器2计数值形式计数值形式0：二进制1：BCD码桂小林桂小林43典型应用典型应用2l8253与与8
46、086采用如下方法连接，通道采用如下方法连接，通道0产生产生1.5KHZ方波，通方波，通道道1产生产生300HZ负脉冲，通道负脉冲，通道2产生产生50HZ方波，要求：方波，要求：写出端口号了；写出端口号了；写出初始化程序。写出初始化程序。工作方式选择工作方式选择000：方式0001：方式1010：方式2101：方式500:读计数值(锁存)01:写低8位,高8位为010:写高8位,低8位为011:先低8位,后高8位计数器选择计数器选择D7D600:计数器001:计数器110:计数器2计数值形式计数值形式0：二进制1：BCD码桂小林桂小林44典型应用典型应用2解答解答分析：分析：l通道通道0工作在
47、方式工作在方式3，输出，输出1.5Khz的方波，时间常数的方波，时间常数N0=2MHZ/1.5KHZ=1333l通道通道1工作在方式工作在方式2，时间常数，时间常数N1=(1/300)/(1/1500)=5,l通道通道2工作在方式工作在方式3，时间常数，时间常数N2=（1/50）/（1/2M）=40000D=9C40Hl时间常数时间常数N2=2M/50=40000D=9C40Hl如果通道如果通道2工作在方式工作在方式0，需要每秒写入计数初值，需要每秒写入计数初值50次，次，CPU开销大，不适合。开销大，不适合。l如果通道如果通道2工作在方式工作在方式5，GATE2引脚需要脉冲上升沿来触发技术，
48、复杂度高。引脚需要脉冲上升沿来触发技术，复杂度高。l使用方式使用方式3或者方式或者方式2，GATE2引脚接引脚接+5V电压，可以重复循环计数，从而获得每秒电压，可以重复循环计数，从而获得每秒50次的高电平信号，用于中断申请。次的高电平信号，用于中断申请。通道通道0的初始化程序：的初始化程序：lMOV DX,306H ；控制口地址；控制口地址lMOV AL,00110111B；道；道0控制字，先读写低字节，后高字节，方式控制字，先读写低字节，后高字节，方式3，BCD计数计数lOUT DX,AL ；写入方式字写入方式字lMOV DX,300H ；通道；通道0口地址通道口地址通道2初始化程序初始化程
49、序：lMOV DX,306HlMOV AL,10110110B ；方式方式3，2进制计数进制计数lOUT DX,ALlMOV DX,304H ；通道通道2口地址口地址lMOV AL,40HOUT DX,ALlMOV AL,9CHOUT DX,ALMOV AL,33H ；低字节；低字节OUT DX,AL ；先写入低字节；先写入低字节MOV AL,13H ；高字节；高字节OUT DX,AL ；后写入高字节；后写入高字节桂小林桂小林45CH6-1：I/O接口接口2（数字量）（数字量）l标记标记8255A的控制字、内部寄存器寻址方法的控制字、内部寄存器寻址方法l能够熟练使用能够熟练使用8255A进行灵
50、活的综合应用，包进行灵活的综合应用，包括：括：开关量输入、输出开关量输入、输出打印机打印机阵列键盘阵列键盘七段数码管七段数码管桂小林桂小林46标记标记8255A的控制字、内部寄存器寻址方法的控制字、内部寄存器寻址方法l8255的的A端口有端口有3种工作方式（种工作方式（0-2），），B口与口与C口有口有2种方式（种方式（0-1）l工作方式可以通过写入工作方式可以通过写入8255控制端口相应的控制端口相应的内容来设置，内容来设置，D7=1l端口的数据读写是通过读写对应的端口实现端口的数据读写是通过读写对应的端口实现的。的。C口的任何一位可以通过向控制端口输口的任何一位可以通过向控制端口输出来实现
