微机原理与系统设计第7章常用芯片的接口技术 · 微机原理与系统设计第7章常用芯片的接口技术董明皓，博士西安电子科技大学 [email protected]

微机原理与系统设计

第7章常用芯片的接口技术

董明皓，博士

西安电子科技大学

[email protected]

2018版

外设

存储器

基础知识导入1

微机原理与系统设计常用芯片接口技术董明皓 [email protected]

基础知识导入2


操作类型端口输入指令端口输出指令

字节 IN AL, PORT OUT PORT, AL

字 IN AX, PORT OUT PORT, AX

字节 IN AL, DX OUT DX, AL

字 IN AX, DX OUT DX, AX

只能用DX，且书写格式不用[DX]

1. I/O输入/输出指令

表3.7列出了合法的输入输出指令（port表示8位的地址值）

基础知识导入3


• CPU对内存/外设都是读写操作

IN DST， SRC

OUT DST， SRC

MOV DST， SRC

• CPU对内存直接用地址线寻址访问，对外设要通过I/O

接口电路进行访问

外设：(需要接口电路)

• 信号类型复杂（数字量，模拟量）

• 种类繁多（机械式，电子式，电动式，电磁式）

• 处理速率相差甚远（键盘，鼠标，显示器，扫描仪）

• 数据的传递方式（并行的，串行的）

对不同的外设要用不同的接口电路对信号进行转化，或储存

，供CPU使用

即：协调CPU与外设之间所有不和谐的矛盾

基础知识导入4

为什么外设需要I/O接口？


• 速度不匹配：

I/O设备的工作速度要比CPU慢许多，而且由于种类的不同

，他们之间的速度差异也很大，例如硬盘的传输速度就要比

打印机快出很多。

• 时序不匹配：

各个I/O设备都有自己的定时控制电路，以自己的速度传输

数据，无法与CPU的时序取得统一。

基础知识导入4

外设与CPU之间的主要矛盾


• 信息格式不匹配：

不同的I/O设备存储和处理信息的格式不同，例如可以分为

串行和并行两种；也可以分为二进制格式、ACSII编码和

BCD编码等。

• 信息类型不匹配：

不同I／O设备采用的信号类型不同，有些是数字信号，而

有些是模拟信号，因此所采用的处理方式也不同。

基础知识导入4

外设与CPU之间的主要矛盾


I/O接口概述1

2

3

常用芯片的接口技术4

I/O接口的编址方式

I/O的基本工作方式

目录


• 接口：

指CPU和外设之间通过系统总线进行连接的电路部分，是

CPU与外界进行信息交换的中转站。

• 接口技术：

I/O硬件和软件的综合设计称为I/O接口技术。其研究CPU如

何与外部世界进行佳耦合与匹配，实现双方高效、可靠地

交换信息的一门技术，是软件、硬件结合的体现，是微机应

用的关键。

7.1 I/O接口概述


• 输入/输出系统

计算机中完成输入/输出（简称I/O）操作部件称为输入/输出

系统，包括I/O软件I/O硬件两部分。

7.1 I/O接口概述


主机外部设备

接口

CPU通过I/O接口与外设交换信息

I/O软件：

• 在I/O硬件的基础上实现输入/输出操作。

• 在不同结构和性能的计算机中，所采用的I/O软件技术差

异很大，比如在微型计算机中，I/O软件主要包括使用I/O

指令编写的输入/输出程序，以及操作系统中有关管理模

块。

7.1 I/O接口概述


I/O硬件：

• I/O控制部件完成对输入和输出操作过程的控制，并且有

效地提高输入/输出的效率

• 典型的I/O控制部件：

中断控制器、DMA控制器等。

• 常见的I/O设备：

有键盘、鼠标、显示器、硬盘机、打印机、调制解调器、扫

描仪等设备

7.1 I/O接口概述


I/O接口的主要分类：

7.1 I/O接口概述


数据传送方式

并行接口

串行接口

通用性

通用接口

专用接口

可编程性

可编程接口

不可编程接口

复杂性

芯片式

卡槽式

接口的主要分类：

• 芯片式（I/O接口芯片）

这些芯片大都是集成电路，通过CPU输入不同的命令和参数

，并控制相关的I/O电路和简单的外设作相应的操作，常见的

接口芯片如定时／计数器、中断控制器、并行接口等。

• 卡槽式（I/O接口控制卡）

若干个集成电路按一定的逻辑组成为一个部件，或者直接与

CPU同在主板上，或是一个插件插在系统总线插槽上。

7.1 I/O接口概述


I/O接口的主要功能：

• 地址选择 –地址译码电路

(地址译码器74LS138，地址比较器74LS688)

• 控制功能 -传达CPU的控制信息

• 状态指示 –监视外设，反馈外设状态

7.1 I/O接口概述


I/O接口的主要功能：

• 速度匹配 –提高输入/输出效率

(输入缓冲74LS244，输出锁存74LS273/373)

• 转换信息格式 –串并转换，A/D转换

• 电平转换

• 可编程性 –多功能选择，提高通用性

• 负载能力(总线驱动器74LS245)

7.1 I/O接口概述


7.1 I/O接口概述

I/O接口的逻辑组成

• I/O接口的组成

CPU与I/O设备之间交换的信息：数据信息、控制信息和状态信息三种信息，由I/O内部的三种寄存器来完成。

系统总线

通信总线


I/O接口概述1

2

3




目录


7.2 I/O接口的编址方式

1 • 一个接口内通常存在若干个端口

2 • 端口=寄存器

3 • 完成输入/输出操作

4 • 每个端口有自己固定的地址

I/O端口和 I/O接口

• 接口：系统，集成电路，连接部件

• 端口（Port）：I/O接口内部的各个寄存器



• 一个接口内通常有多个端口

EG：可编程中断控制器8259A：2个端口

定时/计数器 8253： 4个端口

并行接口芯片8255A：4个端口

• 一个I/O接口有几个端口就说明:

该I/O接口至少占用几个地址

I/O端口 I/O接口

与存储器的编址分配问题



• 对I/O端口安排地址的方式称为I/O端口的编址方式

• 通常情况下一个微型计算机系统内有多个I/O接口，CPU要

访问任何一个单元，都要通过地址查询

• 要给每个I/O端口分配一个特定的地址，这样的地址称为

I/O端口地址，或者简称I/O地址。

• 8086CPU的地址线共 20 根，寻址空间 1MB，这些空间里，

又要给存储器，又要给I/O，这就存在一定的分配机制。



• 端口与存储器分别独立编址：

8086/8088系统都是典型的独立编址方式

8086/8088分配给的MEM的地址线只有20根

8086/8088分配给的I/O的地址线只有16根(前1/2系统自带)

PC/XT 分配给I/O的地址线有10 根

• 端口与存储器统一编址

MSC-51系列单片机




• 独立编址方式00000H00001H

0FFFFH

00000H00001H

FFFFFH{

……

同一个地址，有可能指向I/O，也有可

能指向存储器

控制线 M/IO （8086）

IO/M （8088）

读写控制

RD WR

外设

存储器



M/IO

接口

RD

WR

8086

最小方式

系统总线

存

储

器

MEMR

MEMW

端口

端口

20 16

AB

DB

IOW

IOR

I/O

1

1

1

1

8086/8088的独立编址方式


• 统一编址(或映像编址)方式

00000H00001H

FFFFFH

…

00002H

一个地址对应一个单元

所有的存储单元只占用其中一部分地址，而I/O端口则占用另外一部分地址。

优缺点与独立编址相反

外设

存储器



两种编址方式中地址空间的关系:


存储器

地址空间

0

2N

I/O端口

地址空间

存储器

地址空间

I/O端口

地址空间0

2N

(a) 独立编址方式 (b) 统一编址方式


• 独立编址方式优点

存储器的容量可以达到与地址总线所决定的地址空间相同

访问I/O端口时的地址位数可以较少，提高总线的利用率

• 独立编址方式缺点

必须设置专门的I/O指令，增加了指令系统和有关硬件的复

杂性



• 统一编址方式的优点

无需专门的I/O指令,编程较为灵活

无需专门的控制线区分寻址内容

• 统一编址方式缺点

I/O端口占用了存储器的一部分地址空间因而影响到系统中

存储器的容量

访问存储器和访问I/O端口必须使用相同位数的地址，使指

令地址码加长，总线中传送信息量增加


I/O接口概述1

2

3




目录


7.3 I/O的基本工作方式

• 输入/输出的控制方式是指以何种方式控制计算机的主机

(包括微处理器、存储器等)与I/O接口之间进行数据传送。

• 根据I/O设备与主机的并行工作程度，微型计算机的输入/

输出控制方式主要有：

无条件传送方式

程序查询方式

I/O中断方式

DMA方式

• 输入输出操作的工作效率是影响系统性能的重要因素




• 输入输出操作的定义：

• 输入：从外设向CPU发送数据，即写入CPU

• 输出：从CPU向外设发送数据

接口

接口

任何时候分析输入输出操作，都是以CPU为

“主语地位”进行分析


指I/O设备可以在微处理器限定的时间内准备就绪，可以直

接执行预先编制的I/O程序实现输入/输出操作，而无需查询

I/O设备的状态。

• 简单的输入/输出控制方式

所需要的软、硬件较少，实现简单。但前提条件是要求I/O

设备能够及时准备就绪。

• 如：开关，发光二极管，LED数码管等


1.无条件传送方式(或“同步传送方式”)



无条件传送方式典型的输入接口形式（P213，图7.4） :

端口地址

译码

三

态

门

数据总线

A0~A9

AENIOR

1G 2G

地址选择读

LS373

锁

存

器

LS244

(a) 输入数据端口的典型结构




74LS244(三态门，输入/输出在同侧，P151)

74LS245(双向三态门，输入/输出在异侧，P151)


无条件传送方式典型的输入接口形式:在输入端口的设计中，输入接口芯片的输出端必须具有三

态功能，避免发生总线竞争。



无条件传送方式典型的输出接口形式:

(b) 输出数据端口的典型结构

端口地址

译码

锁

存

器

数据总线

A 0~A 9

AENIOW

1G 2G

地址选择写

LS373




• 在输出端口的设计中，输出接口芯片的输出端必须具有锁

存功能，保障快速CPU与慢速外设的速度匹配问题

74LS373(锁存器，高电平工作，P152)

74LS374(锁存器，上升沿工作，P153)

无条件传送方式典型的输出接口形式:


前沿

后沿




K闭合，D0=0

K打开，D0=1

MOV DX,0FFF7H

IN AL, DX

TEST AL,01

JZ ……






2. 程序查询式(“异步传送方式”或“有条件传送方式”)

• 微处理器采用程序查询方式从

单个I/O设备输入一个数据块(如

硬盘的一个扇区)并存放到主存

的基本流程图:

微处理器读I / O 设备状态

准备就绪

微处理器从 I / O接口读一个字

微处理器向主

完成否

现行程序

N

现行程序

启动 I / O 设备

N

存写入一个字



2. 程序查询式

• 多个I/O同时工作的程序查询工作方式

准备就绪Y

读 I / O 设备 N 的状态

启动 N 个 I / O 设备

读 I / O 设备 1 的状态

读 I / O 设备 2 的状态

准备就绪

准备就绪

完成 I / O 设备 1 的一次输入 / 输出操作

Y 完成 I / O 设备 2 的一次输入 / 输出操作

Y 完成 I / O 设备 N 的一次输入 / 输出操作



2. 程序查询式

• 优点：

对外设的响应速度要求降低

电路设计简单

• 缺点：

I/O没有准备好时，需要不断重复查询，CPU效率极低，

“原地踏步”

多I/O 轮流查询时，某I/O准备就绪时，CPU不一定能及时反

应，实时性差

程序查询方式是串行的工作方式



3. I/O中断方式

• 不需要微处理器“原地踏步”查询I/O设备的状态，

• CPU在等待过程中可以做自己的事情。只有I/O准备就绪且

发出中断信号才予以响应

启动I/O设备

第K 条指令

第K+1 条指令

中

断

服

务

程

序

主程序



3. I/O中断方式

• 优点

CPU和外设并行工作，提高输入输出操作效率

多个外设同时工作时，通过硬件排队电路和中断屏蔽寄存器

可以灵活的选择，具有较好的实时性

• 缺点

增加相关软、硬件设计

（中断请求电路、中断控制电路、中断优先级的设定和选择、

中断允许和屏蔽机制，增加中断向量表等-第八章详细讲解）



4.DMA工作方式(Direct Memory Access)

• 中断开始之前需要执行中断服务子程序（保护现场，转移现场）

• 对于每个字或字节的传送，需要1个I/O总线周期，和1-2个系统总线周期

虽然中断控制方式尤为经典，但在高速传送大量数据块时，仍没有达到高效

DMA：直接存储器访问方式




• 直接存储器访问方式，即：直接在主存储器和I/O设备之

间成块传送数据，既不需要微处理器的参与，数据也不需要

在微处理器中进行中转（全部通过硬件完成，不需要执行指

令）



4.DMA工作方式(Direct Memory Access)系统总线

微处

理器

DMA控制器

数据缓存器

地址寄存器

字计数器

控制/状态寄存器

存

储

器

HOLD

HLDA

输入设备

DMA请求

DMA应答

CPU总线使用权可以由外设控制

总线请求响应过程：

1.外部设备向CPU发出总线使用请求（HOLD高电平）；

2.CPU让出总线控制权，在HLDA引脚输出高电平，且CPU

所有三态输出引脚第三态

3.CPU不断检测HOLD引脚，外部设备撤消HOLD信号，

HOLD引脚出现低电平

4.若检测到低电平，延迟1~2时钟后，HLDA变低，CPU恢

复对总线的控制权。

HOLD(总线申请信号)/HLDA(总线授予信号) （了解P160）

5.3 8086CPU的引脚功能及时序




• 以输入设备为例，一个完整的DMA传送过程下：

1. 微处理器启动输入设备，并且将数据块在主存储器的起

始地址、数据块的字或字节数，以及DMA的工作方式等内

容写入地址寄存器、字计数器和控制/状态寄存器，完成对

DMA控制器的设置；

2. 输入设备准备就绪后将一个字节写入DMA控制器的数据

缓存器中，并向DMA控制器提出DMA请求；




• 以输入设备为例，一个完整的DMA传送过程下：

3. DMA控制器向微处理器发出HOLD信号，申请总线的使

用权.微处理器释放总线，并通过HLDA信号向DMA控制

器做出应答；

4. DMA控制器占用总线，通过总线给出地址、数据和写信

号，将一个字节数据写入主存储器中，然后将字计数器

减1，并向输入设备做出DMA应答;

5. 重复②-④步，直至计数器为0，然后DMA控制器通过中

断方式通知微处理器传送结束，并释放总线。




外设通过DMAC向CPU申请DMA请求

CPU响应DMA请求交出总线控制权

从源口地址中读取数据

将数据写到目标口

数据传送结束否?

DMA结束

修改地址指针

Y

N




• DMA传送方式的突出优点

传送过程无需处理器的控制，数据也无需经过微处理器，而

是直接在I/O设备与主存储器间进行，因此既节省了微处理

器的时间，也使传送速率大大提高，特别适合于硬盘等高速

I/O设备的输入/输出操作。

I/O接口概述1

2

3




目录



操作类型端口输入指令端口输出指令

字节 IN AL, PORT OUT PORT, AL

字 IN AX, PORT OUT PORT, AX

字节 IN AL, DX OUT DX, AL

字 IN AX, DX OUT DX, AX

只能用DX，且书写格式不用[DX]

1. I/O输入/输出指令

表3.7列出了合法的输入输出指令（port表示8位的地址值）

• BHE低电平有效

表示使用高8位数据线:

AD15-AD8；

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20 21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40GNDAD14

AD13

AD12

AD11

AD10

AD9

AD8

AD7

AD6

AD5

AD4

AD3

AD2

AD1

AD0

NMI

INTR

CLK

GND

INTEL

8086

CPU

Vcc

AD15

A16/S3

A17/S4

A18/S5

A19/S6BHE/S7

MN/MX

RD

HOLD

HLDA

WR

M /IO

DT/R

DEN

ALE

INTA

TESTREADY

RESET

BHE/S7(出)：高字节允许信号

基础知识导入5

• 外部存储器设计时，将其一分为二，分为：

奇地址存储体和偶地址存储体（实际使用仍是连续的）

• 任意两个相邻的字节单元可以组成字单元；字单元的存储

分为字是对准的和字是未对准的；


名称起始单元所需总线周期

操作数据线

对准的偶地址单元 1个同一总线周期，同时操作奇地址：高8位线偶地址：低8位线

未对准的奇地址单元 2个第1总线周期：低字节低/奇地址单元

第2总线周期：高字节高/偶地址单元

奇地址：高8位线偶地址：低8位线

基础知识导入5

• 对于MOV [2001H], AX指令：（未对准的字单元）

第一个总线周期，低字节低/奇地址单元，高8位线，A0=1

第二个总线周期，高字节高/偶地址单元，低8位线，A0=0

• 对于MOV [2000H], AX指令：（对准的字单元）

第一个总线周期，低字节低/偶地址单元，高8位线，A0=0

同一个总线周期，高字节高/奇地址单元，低8位线，A0=1

A0冲突，则用BHE=0选中高/奇地址单元，即A0=0， BHE=0（高地址有效）


所以：BHE=0使奇地址单元有效，奇地址

放高字节，则成为高字节允许信号

基础知识导入5

• 对于偶地址单元进行字节操作时：A0=0

对于奇地址单元进行字节操作时：A0=1（理论可以，实际不用）

而用BHE=0表示。


• 实际应用中，将存储器分为奇地址存储体和偶地址存储体；

偶地址存储体：A0=0，偶存储体片选有效；

奇地址存储体：BHE=0 ，奇存储体片选有效;

基础知识导入5

操作 BHE A0 使用的数据引脚

读或写偶地址的一个字 0 0 AD15 ~AD0

读或写偶地址的一个字节 1 0 AD7 ~AD0

读或写奇地址的一个字节 0 1 AD15 ~ AD8

读或写奇地址的一个字

0 1

1 0

AD15 ~AD8

（第一个总线周期传低字节单元）

AD7 ~AD0

（第二个总线周期传高字节单元）


基础知识导入5

7.4 常用芯片的接口技术


• 在I/O接口电路设计中，重点掌握I/O译码方法及译码电路

的设计。

• 对不同的系统中进行I/O端口地址译码及I/O电路设计时，

要弄清楚不同的控制信号要参加译码。



1. I/O地址译码及译码电路

在I/O地址译码中，采用的译码电路形式，也和存储器地址

译码一样，有：

• 门电路译码

• 译码器芯片译码：专用译码器译码、数字比较器译码

• 可编程逻辑器件（如CPLD/FPGA）译码等



2. I/O用到的系统总线

8088 小方式系统：

8088 大方式系统:

IBM PC/XT 系统：

15 0 7 0~ ~ /A A D D IO M RD WR，，，，

15 0 7 0~ ~A A D D IOW，， IOR，

9 0 7 0~ ~A A D D IOW AEN，， IOR，，

8086 大方式系统： 15 0 15 8 7 0~ ~ ~A A D D D D，，

, , IOR IOW BHE

15 0 15 8 7 0~ ~ ~A A D D D D，，

/ M I O R D W R B H E，，，

8086 小方式系统:




注意：当8位接口芯片与8086 CPU 16位数据总线相连时，

• 低8位数据总线只能传送I/O为偶地址的端口数据，

• 高8位数据总线只能传送I/O为奇地址的端口数据。




• I/O端口使用连续的地址

IORC

IOWC

系统低8位

数据线D0～D

78

A0～A9地址译码器 &

RD

WRD0

A0

A1

A2

A1

A0

接口电路CS1

D7




8位接口与16位数据总线的连接方法

D0

D7

T

OE

A

8286

T

OE

A

8286

8

8

地址译码器

≥1≥1

RD

CS

8

1

1

A0

A1

A0A1

A9～A

0

BHE

IORC

D7～D0

D15～

D8

2#

1#接口电路

D0

D7

D0

D7



3. 系统总线驱动及控制

• 在较大的微机应用系统中，I/O插件板设计时要考虑系统总

线的负载能力，必要时可以通过缓冲器或总线驱动来提高

总线的负载能力。

• 常用的缓冲器 /芯片或总线驱动器 /芯片有 74LS373、

74LS244(单向8位)和74LS245(双向8位)等



3. 系统总线驱动及控制

• 对双向系统数据总线的驱动与控制，要遵循下列原则：

• 只有当CPU读板内I/O端口时，驱动器指向系统总线的三态

门才允许导通；

• 只有当CPU写板内I/O端口时，驱动器指向板内的三态门是

导通的；

• 当CPU不去寻址板内I/O端口时，驱动器两边均处于高阻状

态。

A 0A 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7

ED I R

B 0B 1B 2B 3B 4B 5B 6B 7

23456789

1 91

1 81 71 61 5

1 41 3

1 21 1

方向DIRE

0 0

0 1

1 X

A B

A、B 边均为高阻

A B

74LS245逻辑及功能

A0B0

A1

A2

A3

A4

A5A6A7

≥1T

≥1OE

B1B2B3B4B5B6B7

单向三态门74LS245

可作为数据总线双向驱动器、地址总线或控制总线单向驱动以及输入端口的接口芯片。

典型例题-常用芯片

典型例题-常用芯片

D 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7

O EG

Q 0Q 1Q 2Q 3Q 4Q 5Q 6Q 7

3478

131417181

11

2569

1512

1619

~

GOE

0 1

0 1

1 X 为高阻

Di Qi

0 0

1 1

X

0 0 X 保持

(i= 0 7)

74LS373逻辑及功能

74LS373功能QDI0 DO0

DI1

DI2

DI3

DI4

DI5

DI6

DI7

1

STB

1

OE

DO1

DO2

DO3

DO4

DO5

DO6

DO7

D

CLK

锁存器74LS373

可作为地址总线或控制总线单向驱动锁存以及输出端口的接口芯片。工程中：373作输入时，OE端常接地

典型例题

典型例题

【例7.1】在PC/XT系统总线上扩充设计一个数据输出端口，

分配给该端口的地址为280H，输出端口芯片用74LS374，输

出设备为8个LED发光二极管。

（1）画出此输出端口与PC/XT系统总线以及与LED发光二

极管的连接图。

（2）编写使8个LED发光二极管每间隔一段时间交替亮灭的

功能段程序。


典型例题


• 解题思路：

所有有关I/O设计的问题都分两部分完成：硬件电路搭建和软件程序编写

• 接口芯片基本绘图：输入输出，使能信号译码电路接口

• 与系统总线的连接：数据线，地址线，控制线

• 与外设的连接

硬件电路设计

• 按照需求，实现相应功能的汇编语言程序编写

软件程序编写

典型例题


• Step1. 硬件电路分析设计

（1）搞清楚挂接的微处理器系统型号

PC/XT 8根数据总线，10根地址总线，AEN，IOW

（2）搞清楚片选地址范围，画译码电路

计算地址范围，与地址总线联系

（3）搞清楚芯片型号，画芯片简图

输入输出，使能端

（4）搞清楚外设连接

外设的类型，数量，连接方式

（5）将系统总线，I/O接口芯片，地址译码电路，外设相连

典型例题


D0

D7

OE CP

74LS374

D7~D0

510×8

A8A6A5A4A3A2A1A0

IOWAEN

A9A7

0

7

例7.1的连接图

使能端，不是选通信号

典型例题


• Step2. 软件编程设计

• 编写使8个LED发光二极管每间隔一段时间交替亮灭的功能段

程序如下：

MOV DX,280H ; 地址选择好

LOP: MOV AL,0FFH ；数据准备好

OUT DX,AL ；写数据，使8个LED发光二极管亮

CALL DELAY1S ；调用1秒延时子程序

MOV AL,00HOUT DX,AL ；使8个LED发光二极管灭

CALL DELAY1S ；调用1秒延时子程序

JMP LOP

典型例题


【例7.2】在8086 CPU工作在小方式组成的微机系中.扩充

设计一个数据输入端口，分配给该端口的地址8001H，输入

端口芯片用74LS245，输入设备为8个乒乓开关。

（1）画出此输入端口与8086系统总线以及与输入设备的连

接图。

（2）编写程序检测K0开关，若K0断开，程序转向PROG1；

K0闭合，程序转向PROG2。

典型例题


解：由于为8086系统，且端口地址8001H为奇地址，所以使

用高8位数据线，且在I/O端口地址译码中， =0要参加译

码。设计的此输入端口与8086系统总线以及与输入设备的连

接图如图7.10所示。

BHE

典型例题


RD参加译码么？参加译码！（见书）

典型例题


若K0开关断开（=1），则程序转向PROG1，

K0闭合（=0），则程序转向PROG2的程序如下：

MOV DX，8001H

IN AL，DX

TEST AL, 01H

JZ PROG2

PROG1:

JMP L1

PROG2:

L1: ……

典型例题


【例7.3】某一输出设备的工作时序如图7.11所示。当它不忙

时，其状态信号BUSY=0，CPU可经接口向外设输出数据，

而当数据加到外设上时，必须利用负脉冲将数据锁存于外设

，并命令外设接收该数据。设数据输出端口地址为02F8H，

命令输出端口地址为02F9H，状态输入端口地址为02FAH(查

询法的输入输出）

（1）试将其外设连接到8088系统总线上。

（2）编程序实现将内存40000H开始的连续50个字节单元的

数据，利用查询法输出给该设备。

典型例题


图7.11 外设工作时序

典型例题


• 选用两片74LS273分别作数据输出和命令输出端口寄存

器

• 利用1片74LS244作BUSY状态输入端口寄存器译码器用

74LS138。

典型例题


图7.12 用查询方式实现的接口电路

D0~STBD7~BUSY

典型例题


将内存40000H开始的连续50个字节单元的数据，利用查询

法输出给该设备的程序如下 :

MOV AX，4000H

MOV DS，AX

MOV SI，0

MOV CX，50 ； CX初始化

MOV DX，2F9H

MOV AL，01H

OUT DX，AL ；使 STB =1

典型例题


GODON： MOV DX，2FAH

WAIT1： IN AL，DX

TEST AL，80H ；查询外设状态

JNZ WAIT1；若忙，则等待

MOV DX，2F8H

MOV AL，[SI] ；准备好数据

OUT DX，AL ；输出数据

MOV DX，2F9H

MOV AL，00H

典型例题


OUT DX，AL ；使 STB =0，输出负脉冲

NOP

NOP

MOV AL，01H

OUT DX，AL ；使 STB =1

INC SI

LOOP GODON

HLT

总结


• 通过本章学习，要求了解I/O接口技术的有关概念，包

括输入/输出系统的组成，I/O接口的功能及分类，I/O端

口的编址方式，在此基础上了解I/O接口与I/O端口之间的

区别。

• 掌握微型计算机的输入/输出控制方式及每种输入/

输出方式的特点，重点掌握无条件输入/输出方式和查询

输入/输出方式的典型结构，并能利用一些常用接口芯片

进行简单的I/O接口电路设计和I/O驱动程序设计。

• 7.7~7.20

课后作业（P221）

Deadline：2018.12.4 23:59:59

微机原理与系统设计 8086CPU的指令系统董明皓 [email protected]

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微机原理与系统设计 第7章常用芯片的接口技术 · 微机原理与系统设计 第7章常用芯片的接口技术 董明皓，博士 西安电子科技大学 [email protected]

微机原理与系统设计第7章常用芯片的接口技术 · 微机原理与系统设计第7章常用芯片的接口技术董明皓，博士西安电子科技大学 [email protected]