1、CompanyLOGO微型计算机系统微型计算机系统Company Logo2第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口教学提示：教学提示：按照冯按照冯诺依曼对计算机的划分，计算机包括运算器、控诺依曼对计算机的划分，计算机包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个大的部分。在前面制器、存储器、输入设备和输出设备五个大的部分。在前面的章节中，我们主要介绍了的章节中，我们主要介绍了CPU与存储器之间的数据传送和与存储器之间的数据传送和数据处理。但是，计算机要与外界联系，就必须通过输入设数据处理。但是，计算机要与外界联系，就必须通过输入设备接收信息、通过输出设备发送信息，在本章中我们主要
2、介备接收信息、通过输出设备发送信息，在本章中我们主要介绍这部分知识。绍这部分知识。教学要求教学要求:通过本章学习，需要掌握输入通过本章学习，需要掌握输入/输出接口的基本概念，掌输出接口的基本概念，掌握握 I/O接口的分类和基本功能，掌握接口的分类和基本功能，掌握CPU与外部设备数据传与外部设备数据传送的几种基本方式和相关的指令送的几种基本方式和相关的指令Company Logo3基本内容基本内容:6.1 I/O接口概述接口概述 6.1.1 I/O 6.1.1 I/O接口的主要功能接口的主要功能 6.1.2 I/O6.1.2 I/O接口接口 6.1.3 I/O6.1.3 I/O端口的编址方法端口
3、的编址方法 6.1.4 8088/80866.1.4 8088/8086的输入的输入/输出指令输出指令6.2 I/O6.2 I/O接口的数据传送方式接口的数据传送方式 6.2.1 6.2.1 无条件传送方式及其接口无条件传送方式及其接口 6.2.2 6.2.2 查询传送方式及其接口查询传送方式及其接口 6.2.3 6.2.3 中断传送方式及其接口中断传送方式及其接口 6.2.4 DMA6.2.4 DMA传送方式传送方式第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo4 6.1 I/O 6.1 I/O接口概述接口概述 输入输入/输出设备的种类十分繁杂，各自有着不同的电平输
4、出设备的种类十分繁杂，各自有着不同的电平信号、数据格式、传送速度等，通常与信号、数据格式、传送速度等，通常与CPUCPU的访问信号是不的访问信号是不协调的，所以协调的，所以CPUCPU一般不能直接访问这些输入一般不能直接访问这些输入/输出设备，而输出设备，而是要在是要在CPUCPU和输入和输入/输出设备之间安置一个接口电路，通过接输出设备之间安置一个接口电路，通过接口电路的转换，使得来自输入设备的信号能够被口电路的转换，使得来自输入设备的信号能够被CPUCPU读取、读取、CPUCPU的输出信号能够被输出设备接受。的输出信号能够被输出设备接受。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Co
5、mpany Logo5 计算机 外设接口第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo6 I/OI/O接口的基本功能是能够根据接口的基本功能是能够根据CPUCPU的要求对的要求对I/OI/O设备进行设备进行管理与控制，实现信号逻辑及工作时序的转换，保证管理与控制，实现信号逻辑及工作时序的转换，保证CPUCPU与外与外设之间能进行可靠有效的信息交换。设之间能进行可靠有效的信息交换。1 1、对输入、对输入/输出的信号进行变换输出的信号进行变换 输入输入/输出设备的信号与输出设备的信号与CPUCPU的信号在数据格式、电平高低、的信号在数据格式、电平高低、传送速度等方面有着很
6、大的差别，所以接口电路就需要把这些传送速度等方面有着很大的差别，所以接口电路就需要把这些信号变换成适合对方的形式。信号变换成适合对方的形式。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo7 2 2、对输入对输入/输出的数据进行缓冲和锁存输出的数据进行缓冲和锁存 通常输入通常输入/输出设备的工作速度比输出设备的工作速度比CPUCPU都慢很多，而且都慢很多，而且CPUCPU的工作繁忙，的工作繁忙，所以要对输入所以要对输入/输出的数据进行缓冲和锁存，有输出的数据进行缓冲和锁存，有效地提高整个计算机的工作效率。效地提高整个计算机的工作效率。第六章：基本输入输出接口第六章：基本
7、输入输出接口Company Logo8（1）输出时，数据必须锁存。）输出时，数据必须锁存。CPU输出某个数据后，马输出某个数据后，马上就要进行后续的其他工作，上就要进行后续的其他工作，而这时输出设备还没取走该数而这时输出设备还没取走该数据，这就需要接口电路（通常据，这就需要接口电路（通常采用锁存器）把采用锁存器）把CPU输出的数输出的数据锁存下来，供输出设备读取。据锁存下来，供输出设备读取。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo9 （2 2）输入时，数据必须进行）输入时，数据必须进行缓冲隔离。缓冲隔离。当输入设备向当输入设备向CPUCPU送来一送来一个数据时，
8、此时个数据时，此时CPUCPU可能正在可能正在使用数据总线进行其他相关工使用数据总线进行其他相关工作，所以需要接口电路（通常作，所以需要接口电路（通常采用三态缓冲器）采用三态缓冲器）对数据进对数据进行缓冲。待行缓冲。待CPUCPU有空来选通接有空来选通接口电路读取这数据。口电路读取这数据。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo10 3 3、完成设备的选择和寻址、完成设备的选择和寻址 一个计算机系统中，需要通过许多接口电路连接了许一个计算机系统中，需要通过许多接口电路连接了许多外部设备，当多外部设备，当CPUCPU访问到该接口电路中寄存器时，应执行访问到该接口电
9、路中寄存器时，应执行相应的读写操作，而当相应的读写操作，而当CPUCPU访问其他接口电路中寄存器时，访问其他接口电路中寄存器时，则这个接口电路不应操作。则这个接口电路不应操作。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo116.1.2 I/O6.1.2 I/O接口接口 CPUCPU和外设之间传送和外设之间传送 三种信息三种信息 数据信息、控制信息和状态信数据信息、控制信息和状态信息。息。n 数据信息数据信息:有数字量、模拟量和开关量三种类型：有数字量、模拟量和开关量三种类型：数字量：以二进制码形式提供的信息。数字量：以二进制码形式提供的信息。开关量：用开关量：用2
10、2个状态表示的信息。个状态表示的信息。模拟量：指由传感器等提供的由物理量转换成的相应的连模拟量：指由传感器等提供的由物理量转换成的相应的连 续变化的电信号。续变化的电信号。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo12n 状态信息状态信息表征外设的工作状态表征外设的工作状态对输入接口对输入接口,外设是否准备好发送数据，外设是否准备好发送数据，“READY”READY”准备好准备好?对输出接口对输出接口,外设是否准备好接收数据，外设是否准备好接收数据，“BUSY”BUSY”外设忙吗外设忙吗?n 控制信息控制信息 CPUCPU控制外设工作的命令控制外设工作的命令 CP
11、UCPU通过接口发出的命令，如通过接口发出的命令，如A/DA/D转换器的启转换器的启/停信号，设置停信号，设置外设的工作模式等。外设的工作模式等。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo13 接口接口 (Interface)CPU(Interface)CPU与外设之间传递信息的控制电路，与外设之间传递信息的控制电路，是是CPUCPU与外设之间传送信息的一个与外设之间传送信息的一个“界面界面”、一个连接部件。、一个连接部件。端口端口（Port）接口中可以由接口中可以由CPU进行读或写的寄存器。进行读或写的寄存器。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Co
12、mpany Logo14 按照存放的信息类型进行分类，端口可以分成数据端口、按照存放的信息类型进行分类，端口可以分成数据端口、状态端口、控制端口状态端口、控制端口3 3种：种：数据端口数据端口:存放外部设备传送来的数据，供存放外部设备传送来的数据，供CPUCPU读取或存放读取或存放CPU CPU 输出的数据，并传送给外部设备；输出的数据，并传送给外部设备；状态端口状态端口:用于暂存外设的状态信息，供用于暂存外设的状态信息，供CPUCPU读取；读取；控制端口控制端口:用于存放用于存放CPU CPU 发送给外设或接口的控制信息，控制发送给外设或接口的控制信息，控制 外设或接口的工作方式。外设或接口
13、的工作方式。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo15 典型的接口电路示意图如图所示：典型的接口电路示意图如图所示：CPUCPU就是通过访问这些就是通过访问这些I/OI/O端口，完成控制外部设备、了解外端口，完成控制外部设备、了解外设的工作状态、与外设进行数据传送等操作的。设的工作状态、与外设进行数据传送等操作的。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo16 6.1.3 I/O 6.1.3 I/O端口的编址方法（寻址方式）端口的编址方法（寻址方式）为了区分接口电路的各个寄存器，系统为它们各自分配了为了区分接口电路的各个寄存器，系
14、统为它们各自分配了一个地址，称为一个地址，称为I/OI/O端口地址，以便对它们进行寻址。端口地址，以便对它们进行寻址。I/OI/O端口有两种编址方式：存储器映像编址方式、端口有两种编址方式：存储器映像编址方式、I/OI/O独立独立编址方式。编址方式。1 1、和存储器统一编址（存储器映象编址）方式、和存储器统一编址（存储器映象编址）方式存储器和存储器和I/OI/O端口共用统一的地址空间，每一个端口视为端口共用统一的地址空间，每一个端口视为一个存储单元；一个存储单元；第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo17访问访问I/OI/O端口同样用端口同样用MOVMOV指令
15、，所有访问存储器的指令（包指令，所有访问存储器的指令（包括存储器的算术、逻辑运算指令）都可用于括存储器的算术、逻辑运算指令）都可用于I/OI/O端口，系端口，系统统 编程比较灵活；编程比较灵活；I/OI/O占用了一部分内存空间；占用了一部分内存空间；指令的机器码较长，执行时间也长；指令的机器码较长，执行时间也长；第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo18 采用存储器与采用存储器与I/O接口统一编接口统一编址的计算机系统的示意图如右图址的计算机系统的示意图如右图所示。所示。该系统中存储器单元和该系统中存储器单元和I/O接接口一共有口一共有64K(地址是地址是00
16、00HFFFFH)，其中地址为，其中地址为3000H37FFH的部分是的部分是I/O接口，其余部接口，其余部分是存储器单元，实际存储器有分是存储器单元，实际存储器有62K个单元。个单元。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo19 2 2、端口独立编址方式、端口独立编址方式存储器和存储器和I/OI/O接口各自使用不同的地址空间。接口各自使用不同的地址空间。8086/80888086/8088系统系统中，存储器的地址范围是中，存储器的地址范围是FFFFFHFFFFFH00000H00000H，I/OI/O接口的地址接口的地址范围是范围是0000H0000HFFFF
17、HFFFFH；CPUCPU利用专门的输入利用专门的输入/输出指令访问输出指令访问I/OI/O接口；接口；I/OI/O接口不占用存储器的空间；接口不占用存储器的空间；I/OI/O端口的地址码较短，译码电路比较简单，程序比较清晰；端口的地址码较短，译码电路比较简单，程序比较清晰；程序设计灵活性较差，程序设计灵活性较差，I/OI/O指令的功能一般不如存储器访问指令的功能一般不如存储器访问指令丰富，程序设计灵活性较差。指令丰富，程序设计灵活性较差。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo208088/80868088/8086系统中存储器和系统中存储器和I/OI/O接口
18、之间的关系如图所示。接口之间的关系如图所示。存储器和存储器和I/OI/O接口的地址是各自接口的地址是各自独立的，存储器的地址范围是独立的，存储器的地址范围是00000H00000HFFFFFHFFFFFH，I/OI/O接口地址范围是接口地址范围是0000H0000HFFFFHFFFFH，相互之间完全独立。，相互之间完全独立。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo21 6.1.4 8088/8086 6.1.4 8088/8086的输入的输入/输出指令输出指令 在在8088/80868088/8086为为CPUCPU的计算机系统中，的计算机系统中，I/OI/O接
19、口的编址采用接口的编址采用的是独立编址方法，系统中的是独立编址方法，系统中I/OI/O接口的地址范围是接口的地址范围是FFFFHFFFFH0000H0000H。8088/80868088/8086指令系统中有专门访问指令系统中有专门访问I/OI/O接口的输入接口的输入/输出指输出指令：令：1 1、输入指令输入指令 ININ （1 1）指令格式）指令格式1 1：IN ALIN AL，n n ；指令中目的操作数必须是累加器，指令中目的操作数必须是累加器，n n为端口号（为端口号（端口地址）必须端口地址）必须 FFHFFH 指令功能：把地址为指令功能：把地址为n n的端口的的端口的8 8位信息传送给
20、位信息传送给AL AL ；第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo22 例：例：IN AL，20H 该指令把该指令把20H端口的内容送到端口的内容送到AL寄存器中。寄存器中。（2）指令格式指令格式2：IN AL，DX ；指令功能：用指令功能：用DX间接寻址，把间接寻址，把DX表示端口地址的端口的表示端口地址的端口的8位信息位信息 传送给传送给AL ；DX为为0000-FFFFH的值；的值；例：例：MOV DX，200H IN AL，DX 实现将实现将200H号端口的内容送入号端口的内容送入AL 第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Lo
21、go23 (3)指令格式指令格式3：IN AX，n 指令功能：读入指令功能：读入n、n+1两个两个I/O端口的内容，分别送入端口的内容，分别送入AL和和AH。例：例：IN AX，20H20H ；一次读入一次读入20H、21H两个端口的内容，分别送入两个端口的内容，分别送入AL和和AH中中 (4)(4)指令格式指令格式4 4：IN AXIN AX，DXDX 指令功能：用指令功能：用DXDX间接寻址，读取由间接寻址，读取由DXDX和和DX+1DX+1表示端口地址的表示端口地址的 两个端口的内容，分别送入两个端口的内容，分别送入ALAL和和AHAH中。中。例：例：MOV DXMOV DX，200H2
22、00H IN AX IN AX，DXDX。用这两条指令，输入用这两条指令，输入200H200H和和201H201H号端口的内容，分别送入号端口的内容，分别送入ALAL 和和AHAH中。中。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo24 2 2、输出指令、输出指令 (1)(1)指令格式指令格式1 1：OUT nOUT n，ALAL 指令功能：把指令功能：把ALAL的信息传送给地址为的信息传送给地址为 n n的端口；的端口；例：例：OUT 20HOUT 20H，ALAL。该指令把该指令把ALAL寄存器的内容送到寄存器的内容送到20H20H端口中；端口中；第六章：基本输
23、入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo25 (2)(2)指令格式指令格式2 2：OUT DXOUT DX，ALAL 指令功能：把指令功能：把ALAL中的信息传送给由中的信息传送给由DXDX表示端口地址的一个表示端口地址的一个 端口；端口；例：例：MOV DXMOV DX，200H200H OUT DXOUT DX，AL AL 利用这两条指令，可以把利用这两条指令，可以把ALAL寄存器的内容，送入寄存器的内容，送入200H200H号号 端口。端口。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo26 (3)(3)指令格式指令格式3 3：OUT nOUT
24、 n，AX AX 指令功能：该指令一次把指令功能：该指令一次把ALAL和和AHAH内容，分别送入地址为内容，分别送入地址为 n n和和n+1n+1的两个的两个I/OI/O端口中。端口中。例：例：OUT 20HOUT 20H，AX AX 把把ALAL和和AHAH的内容，分别送入的内容，分别送入20H20H、21H21H两个端口中。两个端口中。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo27 (4)指令格式：指令格式：OUT DX，AX 指令功能：该指令一次把指令功能：该指令一次把AL和和AH中的内容，分别送入由中的内容，分别送入由DX和和 DX+1表示的两个端口。表示
25、的两个端口。例：例：MOV DX，200H OUT DX，AX 利用这两条指令，利用这两条指令，把把AL和和AH中的内容中的内容,分别送入分别送入200H和和 201H号两个端口。号两个端口。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo28 6.2 I/O 6.2 I/O接口的数据传送方式接口的数据传送方式 CPUCPU与与I/OI/O接口进行数据传送的方式也有多种形式，常见的接口进行数据传送的方式也有多种形式，常见的有：无条件传送方式、查询传送方式、中断传送方式、有：无条件传送方式、查询传送方式、中断传送方式、DMADMA传传送方式送方式 。无条件传送方式、查询传
26、送方式又称为程序控制传。无条件传送方式、查询传送方式又称为程序控制传送方式。送方式。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo29 6.2.1 6.2.1 无条件传送方式及其接口无条件传送方式及其接口CPUCPU不检查外部设备的状态，直接进行数据传送的传送方不检查外部设备的状态，直接进行数据传送的传送方 式。式。简单，适用于慢速外设，简单，适用于慢速外设，CPUCPU认为需要时，可以随时给这种认为需要时，可以随时给这种外部设备输出数据或从这种外部设备上输入数据外部设备输出数据或从这种外部设备上输入数据 。如：如：LEDLED（输出），乒乓开关（输入）（输出），乒乓
27、开关（输入）无条件传送方式的接口只包含无条件传送方式的接口只包含数据端口数据端口，输入输入端口时采用端口时采用三态输入缓冲器三态输入缓冲器实现数据端口，实现数据端口，输出输出端口时采用端口时采用锁存器锁存器实现实现数据端口；数据端口；第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo30 无条件输入输出传送方式的典型接口电路：无条件输入输出传送方式的典型接口电路：第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo31【例例6.1】CPU 控制控制LED发光二极管不同的点亮状态，发光二极管不同的点亮状态，采用采用 无条件无条件传送方式，向接口输出数据。
28、传送方式，向接口输出数据。一个简单的发光二极管输出接一个简单的发光二极管输出接口电路如图所示：口电路如图所示：每位触发器控制对应的发光二每位触发器控制对应的发光二极管，极管，触发器输出为触发器输出为“1”，发光二极，发光二极管导通发光；管导通发光；触发器输出为触发器输出为“0”，发光二极，发光二极管就不能发光；管就不能发光；第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo32【例例6.2】一个跳线开关输入接口电路如一个跳线开关输入接口电路如 图所示。图所示。跳线开关是常用于系统的设置的输跳线开关是常用于系统的设置的输入装置，一般采用无条件传送方式，入装置，一般采用无条件
29、传送方式，访问跳线开关装置。访问跳线开关装置。每个三态门对应一个开关。每个三态门对应一个开关。如果某位跳线开关不短接（断如果某位跳线开关不短接（断开），则开），则CPU读入该位的状态是读入该位的状态是“1”；如果某位跳线开关短接到地线上，如果某位跳线开关短接到地线上，则则CPU读入该位的状态是读入该位的状态是“0”。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo336.2.2 6.2.2 查询传送方式及其接口查询传送方式及其接口 CPUCPU在进行数据传送之前，先检查状态端口，如果外部设在进行数据传送之前，先检查状态端口，如果外部设备当前处于备当前处于“准备好准备好”
30、的状态，就进行数据传送；否则，再的状态，就进行数据传送；否则，再次检查状态端口，直至检测到外部设备次检查状态端口，直至检测到外部设备“准备好准备好”，再进行，再进行数据传送。数据传送。读读状态端口状态端口准备好准备好读读/写数据端口写数据端口进行数据传送进行数据传送NY CPU CPU的工作效率非常低的工作效率非常低 接口包括接口包括数据端口数据端口和和状态端口状态端口，状态端口由三态输入缓冲器实现；状态端口由三态输入缓冲器实现；输入设备时，数据端口由三态输入缓冲器实现；输入设备时，数据端口由三态输入缓冲器实现；输出设备时，数据端口由锁存器实现；输出设备时，数据端口由锁存器实现；第六章：基本输
31、入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo34查询方式的典型输出接口查询方式的典型输出接口电路：电路：数据输出的工作过程：数据输出的工作过程：()8088CPU 在输出数据前，先要查询设备的状态，执行读状态端口操作，在输出数据前，先要查询设备的状态，执行读状态端口操作，判断从状态口读入数据的判断从状态口读入数据的D7位是位是1还是还是0，若为若为1表示设备忙，则等待后再查询；表示设备忙，则等待后再查询；若为若为0表示设备空闲，表示设备空闲，CPU 将数据写入数据端口，同时将状态触发器置将数据写入数据端口，同时将状态触发器置1。之后重复以上的操作，周而复始。之后重复以上的操作，周
32、而复始。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo35()输出设备检测输出设备检测STBSTB信号信号:为为0 0时则等待；时则等待；为为1 1时，则进行数据处理；时，则进行数据处理；待数据处理完毕后，通过待数据处理完毕后，通过ACKACK 端发出负脉冲将状态触发器清端发出负脉冲将状态触发器清0 0。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo36【例例6.3】ADC0809是常用的模拟接口芯片，它把模拟电压信号转换成是常用的模拟接口芯片，它把模拟电压信号转换成 8位数字信号，供位数字信号，供CPU读取。读取。向端口向端口a写入要转换通
33、道的地址。写入要转换通道的地址。比如：要转换比如：要转换IN2通道的内容，就写入通道的内容，就写入 02H，0809内部将锁存该地址；内部将锁存该地址；启动启动ADC0809转换；转换；CPU将不断地读取端口将不断地读取端口b的的EOC值，值，若该位为若该位为”0”，表示正在转换，继续，表示正在转换，继续查询端口查询端口b的的EOC值；值；当该位是当该位是“1”时，表示转换已经完时，表示转换已经完成了；这时成了；这时CPU可以读取端口可以读取端口a，0809就可以把转换好的数据通过数据就可以把转换好的数据通过数据线送给线送给CPU。接口电路的工作过程：接口电路的工作过程：a、b表示表示ADC0
34、809的两个端口地址的两个端口地址Company Logo37 若端口若端口a的地址是的地址是1000H，b端口的地址是端口的地址是1001H，要读取，要读取IN2通道通道的内容，送入的内容，送入KIN2内存单元。以下为实现转换过程的程序：内存单元。以下为实现转换过程的程序：MOV AL,02H MOV DX,1000H OUT DX,AL ;写入通道的地址，并启动转换的过程写入通道的地址，并启动转换的过程L0:MOV DX,1001H IN AL,DX ;读取状态端口读取状态端口 AND AL,01H （TEST AL，01H）JZ L0 ;如果如果EOC为为0，则再次查询，则再次查询 MO
35、V DX,1000H IN AL，DX ;读取转换好的数据读取转换好的数据 MOV KIN2，AL第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo386.2.3 6.2.3 中断传送方式及其接口中断传送方式及其接口 CPUCPU在某一时刻启动在某一时刻启动 一台外设，然后继续执行其主程序，一台外设，然后继续执行其主程序，外设完成数据传送的准备后，向外设完成数据传送的准备后，向CPUCPU发出发出“中断请求中断请求”信号，信号，在在CPUCPU允许响应中断的条件下，现行主程序被允许响应中断的条件下，现行主程序被“中断中断”，转，转去执行与去执行与I/OI/O接口进行数据传
36、送的接口进行数据传送的“中断服务程序中断服务程序”，传送，传送完成后再返回被中断的主程序，从断点处继续执行。完成后再返回被中断的主程序，从断点处继续执行。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo39 中断方式下中断方式下CPUCPU执行程序流程：执行程序流程：CPU CPU和和外设外设大部分时间处在并大部分时间处在并行工作状态行工作状态,只在只在CPUCPU响应外设的响应外设的中断申请后，进入数据传送的过中断申请后，进入数据传送的过程。程。中断传送方式提高了中断传送方式提高了CPUCPU的的效率；效率；虽提高了虽提高了CPUCPU的效率，但仍然是通的效率，但仍然
37、是通过过CPUCPU执行程序来实现数据传送。大量执行程序来实现数据传送。大量的数据在外设与内存间交换需大量的的数据在外设与内存间交换需大量的时间，当高速时间，当高速I/OI/O设备时或成组数据交设备时或成组数据交换时，显得速度太慢。换时，显得速度太慢。发发申申请请发发申申请请中断服务中断服务程序程序中断服务中断服务程序程序外外设设第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo40 硬件电路和处理过硬件电路和处理过程都比较复杂；程都比较复杂；硬件电路包括硬件电路包括 数据数据端口、中断请求触发端口、中断请求触发器、中断屏蔽触发器、器、中断屏蔽触发器、中断判优电路、中断中
38、断判优电路、中断向量产生电路等。向量产生电路等。中断输入方式硬件中断输入方式硬件接口电路如图：接口电路如图：第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo41【例例6.4】采用中断方式访问采用中断方式访问ADC0809的部分接口电路如图所示。的部分接口电路如图所示。实现读取实现读取ADC0809ADC0809数据过程和查数据过程和查询方式区别为：询方式区别为：当转换完成后，当转换完成后，EOCEOC信号作为中信号作为中断申请信号，当变成高电平送断申请信号，当变成高电平送给给CPUCPU后，后，CPUCPU响应中断后，在响应中断后，在中断服务程序中，读取中断服务程序中，
39、读取08090809转转换好的数据。换好的数据。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口Company Logo426.2.4 DMA6.2.4 DMA传送方式传送方式不通过不通过CPUCPU，存储器和，存储器和I/OI/O接口之间接口之间直接进行直接进行数据传送的数数据传送的数据传送方式。是一种不需要据传送方式。是一种不需要CPUCPU干预也不需要软件介入的干预也不需要软件介入的高速数据传送方式。高速数据传送方式。整个传送过程由称为整个传送过程由称为DMADMA控制器控制器（DMACDMAC）的硬件完成而不需）的硬件完成而不需软件介入。软件介入。第六章：基本输入输出接口第六章：基本输
40、入输出接口Company Logo43 DMA DMA 传送方式过程：传送方式过程：当外部设备需要进行数据传送时，当外部设备需要进行数据传送时，它发出它发出DMADMA请求信号，该信号首先传给请求信号，该信号首先传给DMADMA控制器，再由控制器，再由DMADMA控制器转发给控制器转发给CPUCPU。如果条件允许，如果条件允许，CPUCPU会响应，发出会响应，发出 DMADMA响应信号，同时响应信号，同时 CPUCPU将让出总线控制权，将让出总线控制权，由由DMADMA控制器接管，控制器接管，DMADMA控制器发出存储控制器发出存储器地址信号、存储器读器地址信号、存储器读/写控制信号、写控制信号、I/OI/O接口读接口读/写控制信号，完成一次数据写控制信号，完成一次数据传送。然后，传送。然后，DMADMA控制器再把总线控制控制器再把总线控制权交还给权交还给CPUCPU。CPUDMAC内存内存外设外设总总线线响响应应总总线线请请求求第六章：基本输入输出接口第六章：基本输入输出接口CompanyLOGO
