第6章 输入输出接口技术及中断
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1、第第6 6章章 输入输入/ /输出接口技术及中断输出接口技术及中断6.1 6.1 并行与串行输入并行与串行输入/ /输出接口输出接口 6.2 I/O6.2 I/O端口技术端口技术6.3 6.3 输入输入/ /输出传送数据的几种方式输出传送数据的几种方式6.4 6.4 可编程中断控制器可编程中断控制器82C59A82C59A6.5 6.5 实模式的中断技术实模式的中断技术6.6 6.6 保护模式的中断技术保护模式的中断技术6.1 并行与串行输入并行与串行输入/输出接口输出接口6.1.1 6.1.1 常用的锁存器和缓冲器常用的锁存器和缓冲器1 1带输出缓冲器的锁存器带输出缓冲器的锁存器74LS37
2、374LS373 74LS373 74LS373由由8 8个个D D触发器构成了触发器构成了一个电平触发的一个电平触发的8 8位寄存器，当输位寄存器，当输入使能端入使能端G G为高电平且为高电平且 =“0”=“0”时，输出时，输出Q Q端状态与对应的输入端状态与对应的输入D D相等，一旦相等，一旦G G下降到低电平时，下降到低电平时，8 8个个Q Q端的数据被锁存，端的数据被锁存，8 8个输入端个输入端的改变不会影响输出端锁存的数的改变不会影响输出端锁存的数据。据。OE图图6-1 74LS3736-1 74LS373的逻辑图的逻辑图2 2双向三态缓冲器双向三态缓冲器74LS24574LS245
3、 图图6-2 74LS2456-2 74LS245的逻辑图与引脚图的逻辑图与引脚图 输入输入功功 能能DIRDIRL LL L由由B B边传输到边传输到A A边边L LH H由由A A 边传输到边传输到B B边边H H隔离（两边都处于高隔离（两边都处于高阻）阻）表表6-2 74LS2456-2 74LS245的功能表的功能表G6.1.2 6.1.2 基本的输入基本的输入/ /输出接口电路输出接口电路 从接口电路的外部分析，它一方面与从接口电路的外部分析，它一方面与CPUCPU相连接，另一方面，根据相连接，另一方面，根据不同功能的接口芯片，要与不同的外部设备相连接。如果输入不同功能的接口芯片，要
4、与不同的外部设备相连接。如果输入/ /输出接输出接口与外部设备并行传输数据，则称为并行接口，如果输入口与外部设备并行传输数据，则称为并行接口，如果输入/ /输出接口与输出接口与外部设备串行传输数据，则称为串行接口。外部设备串行传输数据，则称为串行接口。 图图6-3 6-3 并行输入并行输入/ /输出接口电路的基本结构输出接口电路的基本结构 图图6-4 6-4 串行输入串行输入/ /输出接口电路的基本结构输出接口电路的基本结构RDRD微处理器微处理器数据线数据线地址线地址线I/OI/O接口电路接口电路数据端口数据端口控制端口控制端口状态端口状态端口状态线状态线控制线控制线数据线数据线（多条线）（
5、多条线）写允许写允许读允许读允许输入输入/ /输输出设备出设备M/IOM/IOWRWRRDRD微处理器微处理器数据线数据线地址线地址线I/OI/O接口电路接口电路数据端口数据端口控制端口控制端口状态端口状态端口接收数据接收数据线线（单条线）（单条线）写允许写允许读允许读允许输入输入/ /输输出设备出设备M/IOM/IOWRWR发送数据发送数据线线（单条线）（单条线）1 1输入输入/ /输出接口电路与输出接口电路与CPUCPU一侧的主要连接线一侧的主要连接线（1 1）数据）数据线线（2 2）地址）地址线线（3 3）主要控制）主要控制线线2 2输入输入/ /输出接口电路内部的基本寄存器输出接口电路
6、内部的基本寄存器 （1 1）数据端口）数据端口 数据端口用于暂时存放输入数据端口用于暂时存放输入/ /输出的数据，起到了中转与缓冲数据的作用输出的数据，起到了中转与缓冲数据的作用。（2 2）控制端口）控制端口 控制端口主要由输出寄存器组成，其作用是寄存对输入控制端口主要由输出寄存器组成，其作用是寄存对输入/ /输出设备的各种命输出设备的各种命令信息。令信息。（3 3）状态端口）状态端口 状态端口主要由输入寄存器组成，其作用是用于寄存外设所处的状态信息。状态端口主要由输入寄存器组成，其作用是用于寄存外设所处的状态信息。3 3并行接口与串行接口并行接口与串行接口 并行接口与串行接口的主要区别在于与
7、外设的连接及传输并行接口与串行接口的主要区别在于与外设的连接及传输数据的方式不同。数据的方式不同。 6.1.3 6.1.3 输入输入/ /输出接口电路的基本功能输出接口电路的基本功能1 1选择设备的功能选择设备的功能2 2输入输入/ /输出数据的缓冲功能输出数据的缓冲功能3 3寄存外设状态的功能寄存外设状态的功能4 4信号电平的转换与数据宽度变换的功能信号电平的转换与数据宽度变换的功能5 5可编程功能可编程功能6 6接收和执行接收和执行CPUCPU命令的功能命令的功能7 7中断处理的功能中断处理的功能6.2 I/O6.2 I/O端口技术端口技术6.2.1 80 x86 6.2.1 80 x86
8、 输入输入/ /输出端口的独立编址方式输出端口的独立编址方式输入输入/ /输出端口有两种编址的方式：统一编址与独立编址。输出端口有两种编址的方式：统一编址与独立编址。6.2.2 6.2.2 输入输入/ /输出指令输出指令1 1输入输入/ /输出寻址方式输出寻址方式（1 1）直接寻址）直接寻址 输入输入/ /输出地址的直接寻址是由输入输出地址的直接寻址是由输入/ /输出指令直接提供输出指令直接提供8 8位位的输入的输入/ /输出地址，地址编码是输出地址，地址编码是00H00HFFHFFH； 共计共计256256个地址编码，可以访问个地址编码，可以访问256256个端口，主要用于访问个端口，主要用
9、于访问主板上的端口。主板上的端口。（2 2）间接寻址）间接寻址 输入输入/ /输出地址的间接寻址是以输出地址的间接寻址是以DXDX寄存器中的寄存器中的1616位二进制数位二进制数为端口的地址，可以寻址全部输入为端口的地址，可以寻址全部输入/ /输出地址输出地址0000H0000HFFFFHFFFFH，共，共计计64K64K个端口，每个地址对应一个端口。个端口，每个地址对应一个端口。2 2常用的输入常用的输入/ /输出指令输出指令（1 1）8 8位、位、1616位及位及3232位数据的输入指令位数据的输入指令IN ALIN AL，port port ；从；从portport（端口）读一个字节到（
10、端口）读一个字节到ALAL中，中，8 8位数据，直接寻址位数据，直接寻址IN AXIN AX，port port ；从；从portport（端口）读一个字到（端口）读一个字到AXAX中，中，1616位数据，直接寻址位数据，直接寻址IN EAXIN EAX，portport；从；从portport（端口）读一个双字到（端口）读一个双字到EAXEAX中，中，3232位数据，直接寻址位数据，直接寻址IN ALIN AL，DX DX ；从；从DXDX寄存器所指示的端口读一个字节到寄存器所指示的端口读一个字节到ALAL中，中，8 8位数据，间接寻址位数据，间接寻址IN AXIN AX，DX DX ；从；
11、从DXDX寄存器所指示的端口读一个字到寄存器所指示的端口读一个字到AXAX中，中，1616位数据，间接寻址位数据，间接寻址IN EAXIN EAX，DX DX ；从；从DXDX寄存器所指示的端口读一个双字到寄存器所指示的端口读一个双字到EAXEAX中，中，3232位数据，间接寻址位数据，间接寻址（2 2）8 8位、位、1616位及位及3232位数据的部分输出指令位数据的部分输出指令OUT DXOUT DX，ALAL；将；将ALAL寄存器中的一字节数据输出到寄存器中的一字节数据输出到DXDX寄存器所指端口，间接寻址寄存器所指端口，间接寻址OUT DXOUT DX，AXAX；将；将AXAX寄存器中
