微机原理与接口技术——输入输出系统

2023-12-18 12:17:24

一、端口的概念、分类

1、端口:是接口电路中,能与CPU交换信息(使用IN,OUT)的寄存器
2、端口的分类:

  • 数据口:存放CPU向外设输出或外设输入的数据
  • 控制口:存放控制信息——控制接口电路、外设的工作
  • 状态口:存放状态信息——反映外设的状态

二、端口的编址方式

(1)统一编址:把端口和存储单元等同看待
特点:凡访问存储单元的指令都可访问I/O端口,端口地址占用存储空间。
(2)单独编址:I/O端口和存储器分别使用两个地址空间
特点:I/O端口不占用存储空间,CPU要有专用的I/O指令。
注意:PC系列机采用端口独立编址。

三、最常用的I/O指令

1、直接寻址I/O指令(八位端口地址)

当n位8位端口地址

IN AL,n  ;口地址位n的端口中取数给AL
OUT n,AL ;AL内容给口地址位n的端口寄存器
IN AX,n    ;(n)-->AL,(n+1)-->AH
OUT n,AX ;AL-->n口,AH-->n+1口

举例:
(1)IN AL,61H
在这里插入图片描述
(2)OUT 40H,AX

AX=5678H
在这里插入图片描述

2、DX间接寻址指令(端口地址>8位)

当口地址n>8位二进制数时,需要用DX间址

IN AL,DX ;[DX]的端口地址内容-->AL
OUT DX,AL ;
IN AX,DX
OUT DX,AX

举例:
在这里插入图片描述

四、微机系统与I/O端口的信息交换

图解

在这里插入图片描述
我们先来复习一下,执行IN指令是:
IN AL,N ;将n端口地址的内容送到cpu(读)
OUT N,AL ;将cpu内容写到端口(写)

无条件传送方式

输入接口:要求外设的数据已经准备好
输出接口:要求输出设备已经空闲
在这里插入图片描述

查询方式

在这里插入图片描述在这里插入图片描述
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中断方式(CPU参与信息交换)

  • 在外设没有作好数据传送准备时,cpu可执行与传送数据无关的其它指令
  • 当外设作好传送准备后,主动向cpu请求中断
  • 若cpu响应这一请求,则暂停正在运行的程序,转入中断服务程序,完成数
    据传送
  • 待服务完毕后,自动返回原来运行的程序
    在这里插入图片描述

DMA方式(直接存储器存取)

定义:利用硬件完成高速外设与系统RAM之间的信息交换
DMAC:DMA控制器,是实现DMA传送的核心芯片。
在这里插入图片描述

DMA与中断方式之间的比较

在这里插入图片描述
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四者传送方式的比较

在这里插入图片描述

文章来源:https://blog.csdn.net/qq_64131064/article/details/135043501
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