输入设备：键盘、鼠标器、条形码阅读器和扫描仪等。 输出设备：显示器、打印机、绘图仪、投影仪等。
3
6.1 I/O接口概述 外设
信息
CPU
不匹配
外设
速度 时序 信号格式 信号电平 低 自己的时序 串行、模拟量 自己的信号电平
VS
CPU
很高 自己的时序 并行、数字量 TTL电平
4
6.1 I/O接口概述
高位地址
18
6.1 I/O接口概述
1. I/O接口
2. 接口信息
3. 端口及编址方式
4. I/O地址的译码 5. 数据传送方式
19
6.1.5 数据传送方式 程序控制下的数据传送
无条件传送
CPU不需了解端口的状态，直接进行数据传送。
查询传送
CPU先查询端口状态，待端口就绪后进行数据传送。
源程序如下： NEXT: MOV DX,8000H IN AL,DX NOT AL OUT DX,AL NOP NOP JMP NEXT ；DX指向数据端口 ；从输入端口读开关状态 ；反相 ；送输出端口显示 ；延时 ；重复
26
6.2 无条件传送方式及其接口 举例
【例2】外设是发光二极管，其接口用锁存器实现。锁 存器在脉冲CP上升沿将输入端D的数据锁存在输出Q端。 编写点亮二极管的程序。 （端口地址为0000H）
35
6.3 查询传送方式及其接口 举例（续）
74244 D0
E
BUSY
D0 D7 IOR A0 A 1 A A2 3 A 4 A A5 A6 7 A 8 A 9 A 10 A 11 A 12 A 13 A 14 A 15 IOW
1
D0
Q0
D0
D7
Q7
D7
外设
74 LS273
&
1 1
CP
1
START: MOV MOV MOV MOV GOON: MOV WAIT: IN AND JZ MOV OUT INC LOOP RET
效率很低。 实时性较差。
1号外设 准备就绪？
否 是 对1号外设服务
2号外设 准备就绪？
否
是
对2号外设服务
3号外设 准备就绪？
否
是
对3号外设服务
37
第六章 基本输入输出技术
6.1 I/O接口概述 6.2 无条件传送方式及其接口 6.3 查询传送方式及其接口 6.4 中断传送方式及其接口 6.5 DMA传送方式
32
6.3 查询传送方式及其接口 查询式输出接口
数据寄存器
数据 数据口 8位 锁存器 D7 – D0
D7
状态寄存器
三态缓冲器 状态口
G
输出 设备
— WR
ACK
Q
— RD WR
A15-A0
1位 锁存器
R
译码器
D
‘0’
+5V
配合的程序段：
SCANOUT：IN AL,STATUS_PORT TEST AL,80H JNZ SCANOUT MOV AL, BUF OUT DATA_PORT, AL ；从状态口输入状态信息 ；测试标志位D7是否为1 ；未就绪，继续查询 ；从缓冲区BUF取数据 ；从数据端口输出数据
中断传送
外设提出传送请求，CPU调用中断服务程序实现传送。
20
6.1.5 数据传送方式 直接存储器存取（DMA）
外设与存储器之间直接的数据传送。
借助DMA控制器实现。
采用I/O处理机进行数据的传送和处理
DMA方式不能摆脱对CPU使用要求。
专门的I/O处理机。
21
第六章 基本输入输出技术
查询输出方式
查询输入方式
34
6.3 查询传送方式及其接口 举例
【例】现欲将48000H为首地址的顺序100个单元的数据， 利用查询方式输出到外设。（数据端口和状态端口的地 址都是00FFH）
当外设状态信号=1时，可以接收CPU由锁存器(74LS273) 输出的数据。 当外设状态信号=0时，表示外设处于忙状态，不能接收 数据。
AX,4000H DS,AX SI,8000H CX,100 DX,00FFH AL,DX AL,01H WAIT AL,[SI] DX,AL SI GOON
~
~
~
~
36
6.3 查询传送方式及其接口 讨论
有多个外设，查询传送方式如何工作？
逐个查询。找出准备就绪的外设，如此反复循环。 缺点：
31
6.3 查询传送方式及其接口 查询式输入接口
数据口 8 位 三态缓冲器
G
D7 – D0
D0
状态寄存器
1位 三态缓冲器 状态口
G
数据寄存器
输入 设备
① 数据
STB
8 位 锁存器
+5V
D
1位 锁存器
R
Q
RD
③
译码器
A15 -A0
②
配合的程序段：
SCANIN：IN AL,STATUS_PORT TEST AL,01H JZ SCANIN IN AL, DATA_PORT ；从状态口输入状态信息 ；测试标志位D0是否为1 ；未就绪，继续查询 ；从数据端口输入数据
3. 端口及编址方式
4. I/O地址的译码 5. 数据传送方式
17
6.1.4 I/O地址的译码 译码方式
基本与存储器译码相同。
74LS138
DMA控制器
AEN A9 A8 A7 A6 A5
1
G1 G25 G24 C B A
Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
DMA 控制器1 中断控制器主8259（20H～3FH） 计数器/定时器8253（40H~5FH） 8255（60H~6FH）、实时时钟、NMI寄存器 DMA页面寄存器 中断控制器从8259（A0H~BFH） DMA控制器2 协处理器
读取状态
工作流程
查询环节
检查状态寄存器（状态字）的标志位。 N 死循环问题。
准备就绪?
传送环节
Y
传送信息
30
6.3 查询传送方式及其接口 特点
I/O操作由CPU启动。
优点：数据传送可靠，程序编写容易。 缺点：传送效率较低。
适用场合
CPU负担不重、外设对象不多、实时性要求不太高。
D0 – D7 VCC LED0 8位 锁存器 CLK 反相 驱动器 LED1 LED7 VCC
8个LED
IOR 8000H
≥1
……
三态 缓冲器
K0 K1
……
K7
G
口地址
IOW A15
8个开关 输入口
25
输出口
6.2 无条件传送方式及其接口 举例（续）
不断扫描8个开关。当开关闭合时，点亮相应的LED。
14
6.1.3 端口及编址方式 端口、信息与总线类型
一一对应
15
6.1.3 端口及编址方式 端口编址（寻址）方式
存储器映像(统一)编址
存储器 访 问指令
独立编址
I/O 访 问指令
220 1M
I/O端口 存储 单元
216 64K
内存单元
I/O端口
16
6.1 I/O接口概述
1. I/O接口
2. 接口信息
应用场合
适应于工作量饱满，且实时性要求又很高的系统。
41
第六章 基本输入输出技术 生活中的那些事
银行取钱。
无 查 中 条 询 断 件
42
第六章 基本输入输出技术
6.1 I/O接口概述 6.2 无条件传送方式及其接口 6.3 查询传送方式及其接口 6.4 中断传送方式及其接口 6.5 DMA传送方式
脉冲量
以脉冲形式表示的一种信号，例如计数/定时脉冲等。
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6.1.2 接口信息 接口信息类型（从信息内容角度）
CPU与接口之间
操作：对端口初始化、发送命令、选通端口等。 信息类型：（并行）数据信息、地址信息和控制信息。
接口与外设之间
数据传送、读取外设的状态以及对外设的启停控制。 信息类型：数据信息、状态信息和控制信息。
38
6.4 中断传送方式及其接口 工作原理
无数据传送时，CPU处理其它事务。
有数据传送时，外设向CPU提出服务请求。
CPU响应后，转去执行中断服务子程序。 待数据传送完毕后，返回原先正在处理的事务。
39
6.4 中断传送方式及其接口 接口电路
数据寄存器
三态缓冲器 G 三态缓冲器 数据 D7 – D0
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6.3 查询传送方式及其接口 使用Busy和Ready状态信息
CPU
D7~0 状态信息 （Busy）
地址线 地址译 码电路
数 据 锁 D7~0 存 器 状态信息 （Busy）
输 出 设 备
CPU
D7~0
数 据 缓 冲 器
D7~0
地址线
地址译 码电路
数 输 据 入 锁 D7~0 设 存 备 器 状态信息 （Ready）
MOV AL,81H MOV DX,0000H ;送端口地址 OUT DX,AL ;点亮发光二极管
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6.2 无条件传送方式及其接口 举例
【例3】让接在Q0～Q7上的二极管自上而下轮流点亮3s， 编写程序实现。
MOV AL,01H LOP: OUT 0000H,AL CALL DELAY ROL AL,1 JMP LOP ;使Q0为1，LED0先亮 ; 将信息送0000H端口 ;调用延时3S子程序 ;LED选择位左移1位 ;循环点亮LED
6.1 I/O接口概述 6.2 无条件传送方式及其接口 6.3 查询传送方式及其接口 6.4 中断传送方式及其接口 6.5 DMA传送方式