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1、第 1章 微 型 计 算 机 接 口 技 术 概 述1.1 概 述1.I/O接 口 定 义 ： 将 外 设 连 接 到 总 线 上 的 一 组 逻 辑 电 路 的 总 称 。 用 以 实 现 外 设 与 主 机 之 间 的 信 息 交 换 。2.接 口 通 常 起 变 换 和 缓 冲 的 作 用 。 变 换 的 含 义 包 括 模 拟 量 到 数 字 量 的 转 换 ， 串 行 数 据 到 并 行 数 据 的 转换 以 及 电 平 转 换 等 。3.接 口 的 基 本 功 能 是 在 系 统 总 线 和 I/O 设 备 之 间 传 输 信 号 ， 提 供 缓 冲 作 用 以 满 足 接 口 两

2、 边 的 时 序 要求 。（ 1） 寻 址 功 能 ： 对 送 来 的 片 选 信 号 进 行 识 别 。（ 2） 输 入 /输 出 功 能 ： 根 据 读 /写 信 号 决 定 当 前 进 行 的 是 输 入 操 作 还 是 输 出 操 作 。（ 3） 数 据 转 换 功 能 ： 并 行 数 据 向 串 行 数 据 的 转 换 或 串 行 数 据 向 并 行 数 据 的 转 换 。（ 4） 联 络 功 能 ： 就 绪 信 号 ， 忙 信 号 等 。（ 5） 中 断 管 理 功 能 ： 发 出 中 断 请 求 信 号 、 接 收 中 断 响 应 信 号 、 发 送 中 断 类 型 码 的 功

3、能 。 并 具 有 优 先级 管 理 功 能 。（ 6） 复 位 功 能 ： 接 收 复 位 信 号 ， 从 而 使 接 口 本 身 以 及 所 连 的 外 设 进 行 重 新 启 动 。（ 7） 可 编 程 功 能 ： 用 软 件 来 决 定 其 工 作 方 式 ， 用 软 件 来 设 置 有 关 的 控 制 信 号 。（ 8） 错 误 检 测 功 能 ：传 输 错 误 ： 是 由 传 输 线 路 上 的 噪 声 干 扰 所 致 ， 可 通 过 奇 /偶 校 验 进 行 检 测 ；覆 盖 错 误 ： 如 果 接 口 中 已 有 一 个 数 据 ， 而 CPU或 外 设 还 没 来 得 及 取

4、 走 ， 此 时 又 向 接 口 中 送 来 一个 新 的 数 据 ， 原 来 的 数 据 被 覆 盖 。4.接 口 分 类(1) 按 通 用 性 分 ： 专 用 接 口 和 通 用 接 口(2) 按 可 编 程 性 分 ： 可 编 程 接 口 和 不 可 编 程 接 口(3) 按 与 外 设 数 据 的 传 送 方 式 分 ： 并 行 接 口 和 串 行 接 口(4) 按 工 作 对 象 分 ： 面 向 CPU 的 外 围 接 口 和 面 向 外 设 的 I/O 接 口1.2 CPU 和 输 入 /输 出 设 备 之 间 的 信 号1.信 号 分 类(1) 数 据 信 息 (8/16/32位

5、 )外 设 和 CPU真 正 要 交 换 的 信 息(2) 状 态 信 息 ： 反 映 外 设 当 前 的 工 作 状 态 ， 是 外 设 通 过 接 口 往 CPU 传 送 的 。(3) 控 制 信 息 ： 由 CPU 发 送 给 外 设 的 ， 命 令 其 处 于 某 种 工 作 方 式 或 执 行 某 种 操 作 。1.3 输 入 /输 出 端 口1.I/O端 口 定 义 ： I/O 接 口 电 路 中 能 被 CPU 直 接 访 问 的 寄 存 器 或 某 些 特 定 部 件 。2.CPU和 外 设 进 行 数 据 传 输 时 ， 各 类 信 息 在 接 口 中 进 入 不 同 的 寄

6、 存 器 ， 每 个 端 口 有 一 个 端 口 地 址 。3.输 入 /输 出 端 口 的 分 类(1) 数 据 端 口 ： 用 于 对 来 自 CPU 和 内 存 的 数 据 或 者 送 往 CPU 和 内 存 的 数 据 起 缓 冲 作 用 。(2) 状 态 端 口 ： 存 放 外 部 设 备 或 者 接 口 部 件 本 身 的 状 态 。(3) 控 制 端 口 ： 存 放 CPU 发 出 的 命 令 ， 以 便 控 制 接 口 和 设 备 的 动 作 。三 种 数 字模 拟 量 :连 续 变 化 的 物 理 量开 关 量 :具 有 两 种 状 态二 进 制 信 息 数ASCII码 表

7、示 的 数 或字 符4.CPU对 外 设 的 输 入 /输 出 操 作 就 归 结 为 对 接 口 芯 片 各 端 口 的 读 /写 操 作 。5.输 入 /输 出 端 口 的 编 址 方 法6.I/O端 口 地 址 译 码 包 括 片 选 和 字 选 两 部 分 ：片 选 ： 由 片 外 译 码 电 路 实 现 ， 用 来 确 定 接 口 芯 片 内 部 端 口 的 具 体 地 址 范 围 。字 选 ： 由 芯 片 内 部 的 地 址 译 码 电 路 实 现 ， 用 来 确 定 接 口 芯 片 内 部 端 口 的 具 体 地 址 。7.实 现 片 选 的 方 法 ：(1)全 译 码 :地 址

8、 总 线 的 所 有 地 址 线 均 参 与 地 址 译 码 ， 其 中 一 部 分 参 与 片 选 ， 另 一 部 分 参 与 字 选 。 特点 ： 每 一 端 口 都 有 唯 一 的 地 址 ， 但 结 构 较 复 杂 。 一 般 用 在 I/O 空 间 较 大 的 场 合 。(2)线 选 法 :系 统 的 地 址 总 线 中 只 有 少 数 几 个 地 址 线 经 过 简 单 的 逻 辑 或 将 其 中 的 某 个 地 址 线 直 接 作为 接 口 芯 片 的 片 选 信 号 。 特 点 ： 一 个 端 口 有 多 个 地 址 （ 地 址 重 叠 ） 。 结 构 简 单 ， 但 造 成

9、严 重 的 地 址浪 费 和 地 址 重 叠 ， 适 用 于 I/O 空 间 较 小 的 场 合 。(3)部 分 译 码 法 :最 常 用 的 片 选 方 法 ， 是 前 两 种 方 法 的 结 合 ， 具 有 结 构 简 单 的 优 点 ， 但 也 存 在 地 址 重叠 ， 适 用 于 I/O 空 间 较 大 的 场 合 。8.根 据 电 路 图 写 端 口 地 址1.4 CPU 和 输 入 输 出 设 备 信 息 交 换1.数 据 的 传 送 控 制 方 式(1) 无 条 件 传 送 方 式 :直 接 利 用 I/O 指 令 进 行 输 入 /输 出 操 作 。 适 用 于 总 是 处 于

10、 准 备 好 状 态 的 外 设 。外 设 的 工 作 时 间 已 知 ， 必 须 在 CPU 限 定 的 指 令 时 间 内 准 备 就 绪 ， 并 完 成 数 据 的 接 收 或 发 送 。(2) 查 询 传 送 （ 条 件 ） 方 式 :CPU通 过 程 序 查 询 外 设 的 状 态 （ 是 否 已 准 备 就 绪 ） ， 若 状 态 不 符 合 ，则 CPU 不 能 进 行 I/O 操 作 ， 继 续 查 询 等 待 ； 只 有 当 状 态 信 号 符 合 要 求 ， CPU才 能 进 行 相 应 的 I/O操 作 。(3) 中 断 传 送 方 式 (重 要 且 常 用 ):中 低

11、速 外 设 ， 要 求 在 传 送 过 程 中 CPU 有 较 高 的 工 作 效 率 。 特 点 ：外 设 在 需 要 时 向 CPU 提 出 请 求 ， CPU再 去 为 它 服 务 。 服 务 结 束 后 或 在 外 设 不 需 要 时 ， CPU 可 执 行 自 己的 程 序 。 中 断 使 CPU 和 外 设 以 及 外 设 之 间 能 并 行 工 作 。优 点 ： CPU与 外 设 （ 甚 至 多 个 外 设 ） 处 于 并 行 工 作 状 态 ， 提 高 了 CPU 的 利 用 率 ， 也 便 于 实 现 信息 的 实 时 处 理 。 缺 点 ： 程 序 编 制 较 为 复 杂

12、。(4) DMA 方 式 直 接 存 储 器 存 取 方 式 :高 速 外 设 与 微 机 系 统 进 行 数 据 传 送 (DMA 传 送 的 实 现 方 式 :周 期 挪 用 方 式 、 周 期 扩 展 方 式 、 CPU停 机 方 式 (最 常 用 ， 最 简 单 的 传 送 方 式 )。统 一 编 址 独 立 编 址I/O 口 地 址 与 内 存 地 址 统 一 进 行 编 址 ， 共 用一 个 地 址 空 间 。 I/O 口 地 址 与 内 存 地 址 分 开 编 址 ， 内 存 地 址 空 间 和I/O 地 址 空 间 相 对 独 立 。无 需 设 置 专 门 的 I/O指 令 ，

13、 访 问 存 储 器 的 所有 指 令 都 适 合 I/O口 。 有 专 门 的 I/O指 令输 入 指 令 IN AL,80H 输 出 指 令 OUT80H,AL指 令 丰 富 、 灵 活 内 存 地 址 空 间 不 受 I/O口 编 址 的 影 响用 地 址 总 线 最 高 位 作 寻 址 标 志 用 专 门 控 制 信 号 来 区 分 CPU访 问 存 储 器 还 是 I/O端 口 （ M/IO）内 存 可 用 地 址 空 间 减 少 I/O 指 令 功 能 简 单 ， 类 型 少第 3章 中 断 技 术3.1 中 断 及 中 断 处 理 过 程1.中 断 源 分 类 :(1) 外 部

14、中 断 源 :一 般 的 I/O设 备 ， 如 显 示 器 、 打 印 机 、 键 盘 等 。 数 据 通 道 中 断 源 ， 如 磁 盘 直 接 与内 存 交 换 数 据 所 要 求 的 中 断 。 实 时 时 钟 ， 如 外 部 所 需 的 定 时 电 路 等 计 算 机 内 部 故 障 引 起 的 中 断 ， 如 电源 掉 电 、 存 储 出 错 等 。(2) 内 部 中 断 源 :CPU 指 令 执 行 异 常 。 如 运 算 结 果 溢 出 、 除 法 错 等 。 在 程 序 调 试 过 程 中 由 程 序 员 所设 置 的 中 断 。 如 单 步 中 断 、 软 中 断 指 令 I

15、NT n 等 。2.中 断 分 类 :内 部 中 断 (软 件 中 断 )、 外 部 中 断 (硬 件 中 断 )。3.中 断 定 义 ： CPU 在 正 常 执 行 程 序 的 过 程 中 ， 由 于 某 些 事 件 (外 部 或 内 部 )发 生 ， 引 起 CPU 暂 时 中 止 当前 程 序 的 执 行 ， 而 转 去 执 行 一 段 特 殊 程 序 （ 称 中 断 服 务 子 程 序 ） ， 以 处 理 该 事 件 。 该 事 件 处 理 完 后 ，再 返 回 原 被 中 断 的 程 序 继 续 执 行 。4.中 断 源 定 义 ： 能 够 向 CPU 发 出 中 断 请 求 的 设

16、 备 或 事 件 。5.中 断 系 统 应 具 有 以 下 功 能 :(1) 能 实 现 中 断 响 应 、 中 断 服 务 和 中 断 返 回(2) 能 实 现 中 断 优 先 级 排 队(3) 能 实 现 中 断 嵌 套6.中 断 处 理 过 程 (简 答 )：(1) 中 断 请 求 ： 中 断 源 希 望 CPU 对 它 服 务 时 ， 就 产 生 一 个 中 断 请 求 信 号 ， 送 至 CPU 的 中 断 请 求 输 入端 （ INTR 可 屏 蔽 中 断 、 NMI不 可 屏 蔽 中 断 ） ， 通 知 CPU， 形 成 对 CPU 的 中 断 请 求 。(2) 中 断 优 先

17、级 的 判 别 (中 断 判 优 )： 根 据 各 中 断 源 工 作 性 质 的 轻 重 缓 急 ， 安 排 一 个 响 应 各 类 中 断 的先 后 次 序 （ 优 先 级 排 队 ） 。 CPU先 响 应 优 先 级 高 的 中 断 请 求 ， 再 响 应 优 先 级 低 的 中 断 请 求 。 若 优 先 级别 相 同 ， 则 按 先 来 先 服 务 的 原 则 。(3) 中 断 响 应 ： CPU 在 每 条 指 令 执 行 的 最 后 一 个 时 钟 周 期 检 测 有 无 中 断 请 求 ， 若 CPU 接 受 中 断 请求 ， 就 会 中 止 当 前 程 序 的 执 行 ， 转

18、 向 中 断 服 务 程 序 执 行 。CPU响 应 中 断 的 三 个 条 件 ： 中 断 请 求 触 发 器 置 “ 1” ,中 断 屏 蔽 触 发 器 处 于 “ 非 屏 蔽 ” 状 态 ,CPU内 部 开 中 断 （ 中 断 允 许 触 发 器 IF 为 1）识 别 中 断 源 的 方 法 ： 软 件 查 询 法 、 向 量 中 断 法 （ 8086 中 断 系 统 采 用 ） 。 对 多 个 中 断 源 进 行 编码 （ 如 8086 中 断 源 编 码 0255） ， 以 此 编 码 作 为 中 断 源 识 别 的 标 志 。(4) 中 断 处 理 ： (中 断 源 不 同 ， 中

19、 断 服 务 的 内 容 也 不 同 )。 a.保 护 现 场 b.开 中 断 (STI)c.中 断 服 务 d.关 中 断 (CLI)e.恢 复 现 场(5) 中 断 返 回 ： 恢 复 断 点 。3.2 中 断 优 先 权确 定 中 断 优 先 级 的 方 法(1) 软 件 排 优 ： 由 硬 件 电 路 和 软 件 查 询 程 序 配 合 起 来 才 能 实 现 优 先 级 的 排 队 。 各 中 断 源 的 优 先 权 由软 件 安 排 ， 与 硬 件 关 系 不 大 。(2) 硬 件 排 优 ： 用 专 门 的 硬 件 电 路 或 中 断 控 制 器 对 各 中 断 源 的 优 先

20、权 进 行 安 排 。 如 菊 花 链 电 路 、 可编 程 中 断 控 制 器 （ 如 8259A）3.3 80X86/Pentium 中 断 系 统1.中 断 分 类 ：(1) 硬 件 中 断 (外 部 中 断 )：非 屏 蔽 中 断 (NMI中 断 )： 中 断 类 型 码 2。 上 升 沿 触 发 申 请 中 断 。 不 受 中 断 允 许 标 志 IF 的 控 制 与影 响 （ 即 不 可 屏 蔽 ） ， 一 旦 NMI引 脚 出 现 中 断 请 求 ， CPU 在 当 前 指 令 执 行 完 后 ， 必 须 立 即 响 应 。 由 计算 机 内 部 硬 件 出 错 而 引 发 ，

21、一 般 用 于 处 理 紧 急 事 件 。可 屏 蔽 中 断 (INTR中 断 )： 外 设 申 请 的 中 断 。 电 平 触 发 。 受 中 断 允 许 标 志 IF控 制 。 IF= 1 （ STI） ，开 中 断 ， 允 许 响 应 INTR 中 断 ； IF = 0 ( CLI ) ， 关 中 断 ， 禁 止 响 应 INTR 中 断 。(2) 软 件 中 断 (内 部 中 断 )： 不 需 要 外 部 硬 件 支 持 ， 不 受 中 断 标 志 IF 的 影 响 ， 中 断 类 型 码 或 包 含 在指 令 中 ， 或 预 先 规 定 。除 法 错 中 断 ： 类 型 码 0， C

22、PU 执 行 除 法 指 令 时 ， 除 数 为 0或 商 溢 出 （ 超 出 规 定 范 围 ， 寄 存 器 不能 存 放 ） 时 产 生 。溢 出 中 断 ： 类 型 码 4， 执 行 INTO 指 令 ， 且 OF=1时 产 生 。 常 放 在 带 符 号 数 加 减 指 令 后 ， 可 对 溢出 及 时 告 警 。断 点 中 断 ： 类 型 码 3， 执 行 指 令 INT 3时 产 生 。 用 于 程 序 调 试 时 设 置 断 点 。单 步 中 断 ： 类 型 码 1， TF=1时 产 生 (当 前 指 令 需 执 行 完 ） 。 用 于 调 试 程 序 ， 跟 踪 程 序 执 行

23、 过 程 。软 件 中 断 ： 由 设 置 在 程 序 中 的 INT n 指 令 产 生 (n 类 型 码 )2.中 断 向 量 表 (IVT):(1) 中 断 向 量 中 断 服 务 程 序 的 入 口 地 址 (段 地 址 和 偏 移 地 址 )。(2) 每 个 中 断 处 理 程 序 都 有 一 个 唯 一 的 中 断 向 量 。(3) 系 统 最 多 允 许 有 256 个 中 断 源 (类 型 码 0-255)。(4) 每 个 中 断 向 量 占 用 4 字 节 ， 低 字 为 段 内 偏 移 地 址 （ IP） ， 高 字 为 段 基 址 （ CS） 。(5) 中 断 类 型 码

24、 与 中 断 向 量 地 址 的 关 系 :设 某 类 中 断 的 中 断 类 型 码 为 n 中 断 向 量 在 IVT 中 的 存 放 地址 （ 向 量 地 址 ） 4 n 中 断 向 量 地 址 指 针 =4*中 断 类 型 码 (计 算 )(6) 使 用 DOS 调 用 建 立 中 断 向 量 表a.取 中 断 向 量 ： AH=35H AL=中 断 类 型 号 ES:BX=入 口 地 址b.置 中 断 向 量 ： AH=25H AL=中 断 类 型 号 DS:DX=入 口 地 址3.中 断 响 应 过 程 ：(1) 内 部 中 断 响 应 过 程 ： (如 何 获 取 相 应 的 中

25、 断 类 型 码 ： 专 用 中 断 ： 中 断 类 型 码 是 自 动 形 成 的 。 几种 类 型 码 为 ： 类 型 0、 1、 3、 4。 对 于 INT n指 令 ， 其 类 型 码 为 指 令 中 给 定 的 n)。(2) 外 部 中 断 的 响 应 过 程a.非 屏 蔽 中 断 响 应 :自 动 提 供 中 断 类 型 号 2， 然 后 查 找 中 断 向 量 表 指 针 ， 其 后 的 处 理 与 内 部 中断 一 样 。b.可 屏 蔽 中 断 响 应 :当 INTR 信 号 有 效 ， 如 果 IF=1， 则 CPU 执 行 完 一 条 指 令 后 ， 进 入 可 屏 蔽 中

26、断 响 应 周 期 。 在 中 断 响 应 周 期 中 CPU 从 数 据 线 中 获 取 中 断 类 型 码 。4.各 类 中 断 的 优 先 权 (高 -低 )： 内 部 中 断 (除 法 错 中 断 、 溢 出 中 断 、 断 点 中 断 、 软 件 中 断 )、 NMI中 断 、INTR中 断 、 单 步 中 断 。3.4 8259A 中 断 控 制 器1.8259A的 工 作 方 式 ：(1) 中 断 优 先 级 管 理 方 式a.全 嵌 套 方 式 (80X86系 统 采 用 ,最 常 用 、 最 基 本 、 默 认 ):中 断 优 先 级 固 定 。 （ 优 先 级 07） 允

27、许高 级 中 断 打 断 低 级 中 断 （ 中 断 嵌 套 ） ， 屏 蔽 同 级 和 低 级 中 断 。b.特 殊 全 嵌 套 方 式 :与 全 嵌 套 方 式 基 本 相 同 ,中 断 优 先 级 固 定 。 允 许 高 级 中 断 和 同 级 中 断 打 断 现行 中 断 ， 屏 蔽 低 级 中 断 。 用 在 级 连 。 主 片 设 置 为 特 殊 全 嵌 套 方 式 ， 从 片 设 置 为 其 它 优 先 级 方 式 。 专 门用 来 确 认 从 片 内 部 优 先 级 的 工 作 方 式 。c.优 先 级 自 动 循 环 方 式 :中 断 源 轮 流 具 有 最 高 优 先 权

28、。 某 中 断 请 求 IRi被 处 理 后 ， 优 先 级 别 自 动降 为 最 低 ， 其 下 一 级 中 断 上 升 为 最 高 级 。d.优 先 级 特 殊 循 环 方 式 :最 低 优 先 级 通 过 编 程 设 定 。(2) 屏 蔽 中 断 源 的 方 式a.普 通 屏 蔽 方 式 :特 点 ： 当 执 行 某 一 级 中 断 服 务 程 序 时 ， 不 允 许 同 级 或 低 级 的 中 断 源 申 请 中 断 。方 法 ： 用 OCW1 将 IMR 寄 存 器 某 一 位 或 几 位 置 1， 即 可 将 相 应 的 中 断 请 求 屏 蔽 掉 。b.特 殊 屏 蔽 方 式 :

29、特 点 ： CPU正 在 处 理 某 一 级 中 断 时 ， 只 可 对 本 级 中 断 进 行 屏 蔽 ， 允 许 级 别 比 它高 的 或 比 它 低 的 中 断 源 申 请 中 断 。 方 法 ： 将 IMR中 某 位 置 1， 屏 蔽 当 前 正 在 处 理 的 本 级 中 断 ； 使 中 断服 务 寄 存 器 ISR 相 应 位 置 0， 允 许 低 级 别 的 中 断 源 申 请 中 断 。(3) 中 断 处 理 结 束 方 式 (中 断 处 理 结 束 ： 当 某 一 IRi 中 断 被 服 务 时 ， ISR 中 的 对 应 位 ISRi=1。 当 服务 结 束 时 ， 使 I

30、SRi=0。 )a.自 动 中 断 结 束 方 式 (AEOI方 式 ):实 现 方 法 ： 通 过 将 ICW4的 （ AEOI） D1=1 实 现 。b.非 自 动 中 断 结 束 方 式 (EOI 命 令 方 式 ):CPU在 中 断 服 务 程 序 准 备 结 束 时 （ 中 断 返 回 IRET 前 ）发 中 断 结 束 命 令 （ EOI命 令 ） ， 使 ISRi 0。c.特 殊 EOI(用 于 非 全 嵌 套 方 式 ):方 法 ： 通 过 将 OCW2 的 D7D6D5=011， D2D1D0位 指 出 结 束 中 断 处理 的 中 断 源 号 ， 使 该 中 断 源 在 中

31、 断 服 务 寄 存 器 ISR 中 的 相 应 位 清 零 。注 意 ： 在 级 联 方 式 下 ， 中 断 处 理 结 束 时 ， 发 两 次 中 断 结 束 命 令 。 一 次 对 主 片 ， 一 次 对 从 片 。(4) 连 接 系 统 总 线 的 方 式 (由 ICW4 设 置 )a.缓 冲 方 式 :在 多 片 8259A级 联 大 系 统 中 ， 8259A 通 过 总 线 驱 动 器 和 数 据 总 线 相 连 。 SP/EN 作 为输 出 端 ， 输 出 一 个 低 电 平 ， 作 为 总 线 驱 动 器 的 启 动 信 号 。b.非 缓 冲 方 式 :单 片 8259A 或

32、 8259A 片 数 不 太 多 的 不 大 的 系 统 中 ， 8259A直 接 与 数 据 总 线 相 连 。SP/EN作 为 输 入 端 ： 一 片 8259A时 接 高 电 平 ； 多 片 时 主 片 的 SP/EN接 高 电 平 ， 从 片 的 接 低 电 平 。(5) 引 入 中 断 请 求 的 方 式a.边 沿 触 发 方 式 （ 通 过 ICW1 设 置 ）b.电 平 触 发 方 式 （ 通 过 ICW1 设 置 ）c.中 断 查 询 方 式 （ 用 于 多 于 64 级 的 中 断 的 场 合 ）CPU利 用 查 询 命 令 （ OCW3 中 D2=1）2.初 始 化 编 程

33、(1) 初 始 化 命 令 字 (ICW的 写 入 顺 序 不 可 颠 倒 ,ICW1 写 入 偶 端 口 ,ICW2 ICW4写 入 奇 端 口 )ICW1 芯 片 控 制 初 始 化 ， 设 置 8259A 的 基 本 工 作 方 式 （ 复 位 8259A) 。ICW2 设 置 中 断 类 型 码 （ 定 义 类 型 码 高 5 位 ）ICW3 级 联 控 制 ， 初 始 化 主 片 和 从 片ICW4 8259A工 作 方 式 控 制 初 始 化 ， 即 设 置 中 断 结 束 方 式 、 缓 冲 方 式 、 特 殊 全 嵌 套 方 式 等 。(2) 操 作 命 令 字 (OCW1必

34、须 写 入 奇 地 址 端 口 ,OCW2， OCW3 必 须 写 入 偶 地 址 端 口 )OCW1 屏 蔽 或 开 放 中 断 （ 设 置 IMR 中 各 位 的 值 ）OCW2 设 置 中 断 优 先 级 循 环 方 式 和 中 断 结 束 方 式OCW3 设 置 中 断 屏 蔽 方 式 、 查 询 方 式 ， 设 置 对 IRR、 ISR 的 读 出 命 令对 8086/8088无 效 ICW1识 别 位偶 地 址 ICW1T7 T T T T中 断 类 型 码 的 高 5 位 自 动 填 入 IR0 000IR1 001IR2 010IR7 111ICW2奇 地 址 ICW3奇 地

35、址 (多 片 级联 ) （ PC/XT（ PC 机 采 用 ）ICW4奇 地 址奇 地 址 （ 允 许 中 断 ）（ 中 断 源 被 屏 蔽 ）OCW1偶 地 址 OCW2允 许 特 殊 屏 蔽 模 式撤 销 特 殊 屏 蔽 模 式 1 中 断 查 询 工 作 方 式0 非 查 询 工 作 方 式查 询 方 式 位OCW3第 五 章 并 行 接 口 技 术5.1概 述1.并 行 通 信 定 义 ： 把 一 个 字 符 的 各 个 数 位 用 几 条 线 同 时 进 行 传 送 。特 点 ： （ 1） 传 输 速 度 快 （ 2） 信 息 率 高 （ 3） 电 览 多适 用 场 合 ： 适 用

36、于 数 据 传 输 率 要 求 较 高 、 传 输 距 离 较 短 的 场 合 。2.并 行 接 口 分 为 ： 输 入 接 口 ， 输 出 接 口 ， 双 向 通 信 接 口 。3.双 向 通 信 接 口 两 种 通 信 方 法 ： 一 是 在 同 一 个 接 口 中 设 计 两 个 通 路 ， 一 个 作 输 入 通 路 ， 一 个 作 输 出通 路 ； 一 是 用 一 个 既 可 以 输 入 又 可 以 输 出 的 双 向 通 路 。5.2 可 编 程 并 行 接 口 芯 片 8255A1.该 芯 片 有 三 个 8 位 的 并 行 接 口 ：A口 （ 输 入 输 出 均 锁 存 ， 数

37、 据 不 易 丢 失 ）B口 （ 数 入 不 锁 存 ， 输 出 锁 存 ）C口 （ 数 入 不 锁 存 ， 输 出 锁 存 ） 传 送 控 制 、 状 态 信 息3个 端 口 分 两 组 ： A 组 ： A口 和 C口 高 四 位 ； B 组 ： B口 和 C组 低 四 位 。2.数 据 总 线 缓 冲 器 （ 双 向 三 态 8 位 数 据 缓 冲 器 ）功 能 ： （ 1） 通 过 它 与 系 统 数 据 总 线 相 连 ； （ 2） 是 8255A 和 CPU 之 间 的 数 据 接 口 。3.读 /写 控 制 逻 辑 ： 该 逻 辑 电 路 接 收 CPU 控 制 命 令 ， 并 根

38、 据 命 令 向 片 内 各 功 能 部 件 发 出 操 作 命 令 。4.8255A有 40个 引 脚 ：(1) 面 向 外 设 （ 24个 ） PA7-PA0， PB7-PB0， PC7-PC0；(2) 面 向 CPU 的 引 脚 线 （ 14 个 ） ： RESET-复 位 信 号 ,高 电 平 有 效 ， 输 入 ； D0-D7-数 据 线 ， 双 向 、三 态 和 系 统 估 计 总 线 连 接 ； CS 非 -芯 片 选 择 信 号 ， 低 电 平 有 效 ， 输 入 ； RD非 -芯 片 读 出 信 号 ， 低电 平 有 效 ， 输 入 ； WR非 -芯 片 写 入 信 号 ，

39、低 电 平 有 效 ， 输 入 ； A1、 A0-端 口 选 择 信 号 （ A1、 A0=00，选 中 A 端 口 ； A1、 A0=01， 选 中 B 端 口 ； A1、 A0=10， 选 中 C 端 口 ； A1、 A0=11， 选 中 控 制 口 ）5.两 类 控 制 字 ：一 类 是 芯 片 A、 B、 C三 个 端 口 工 作 方 式 选 择 控 制 字 。 （ 可 以 使 8255A的 三 个 数 据 端 口 工 作 在 不 同 的工 作 方 式 ， 方 式 选 择 控 制 字 总 是 将 三 个 数 据 端 口 分 为 两 组 来 设 定 工 作 方 式 ） ；一 类 是 C

40、端 口 按 位 置 置 1/置 0控 制 字 （ 可 以 使 C端 口 中 任 何 一 位 进 行 置 位 或 复 位 ） 。区 分 ： 前 者 第 7 位 总 是 1， 后 者 第 7位 总 是 0。6.方 式 选 择 控 制 字 ：(1) 三 种 基 本 工 作 方 式 ：a.方 式 0-基 本 的 输 入 /输 出 方 式 :特 点 ： 1） 任 何 一 个 端 口 可 作 为 输 入 口 ， 也 可 作 输 出 口 ， 各 端 口 之 间 没 有 规 定 必 然 的 联 系 。2） 各 个 端 口 之 间 的 输 入 或 输 出 ， 可 以 有 16 种 不 同 的 组 合 。3） 各

41、 端 口 输 入 无 锁 存 ， 输 出 有 锁 存 。使 用 场 合 ： 1） 同 步 传 送 2） 查 询 式 传 送1） 发 送 方 和 接 收 方 不 需 要 应 答 信 号 （ 也 就 是 说 ， CPU不 需 要 查 询 外 设 的 状 态 ） ， 对 接 口 的 要 求简 单 ， 能 传 送 数 据 就 行 ， 可 实 现 三 路 数 据 传 输 。2） 需 要 有 应 答 信 号 ， 但 方 式 0情 况 下 ， 没 有 规 定 固 定 的 应 答 信 号 ， 可 以 利 用 端 口 C来 配 合 端 口A和 端 口 B的 输 入 /输 出 操 作 。b.方 式 1-选 通 的

42、 输 入 /输 出 方 式 :特 点 ： 1） 端 口 A 和 B 要 在 端 口 C 的 配 合 下 工 作 。 2) 端 口 C有 三 位 用 于 端 口 A的 I/O控 制 ，另 三 位 用 于 端 口 B 的 I/O 控 制 ， 并 提 供 中 断 逻 辑 。 3) 若 只 有 一 个 端 口 工 作 在 方 式 1， 则 另 一 个 端 口及 端 口 C 余 下 的 五 位 可 工 作 于 方 式 0； 若 两 个 端 口 都 工 作 于 方 式 1， 那 么 端 口 C 余 下 的 两 位 可 作 I/O位 ， 也 可 进 行 置 位 /复 位 操 作 。使 用 场 合 ： 中 断

43、 方 式输 入 时 有 关 联 络 信 号 ：1） STB非 :选 通 输 入 ， 低 电 平 有 效 。 2） IBF:输 入 缓 冲 器 满 信 号 ， 高 电 平 有 效 。3） INTR:中 断 请 求 信 号 ， 高 电 平 有 效 。4） INTE:中 断 允 许 信 号 。 PC4=1 A口 中 断 允 许 状 态 ， PC4=0 A 口 中 断 屏 蔽 状 态 ；PC2=1 B口 中 断 允 许 状 态 ， PC2=0 B 口 中 断 屏 蔽 状 态 。输 出 时 有 关 联 络 信 号 ：1） OBF非 :输 出 缓 冲 器 信 号 ， 低 有 效 。 2） ACK 非 :外

44、 设 响 应 信 号 ， 低 有 效 。3） INTR:中 断 请 求 信 号 ， 高 电 平 有 效 。4） INTE:中 断 允 许 信 号 。 PC6=1 A口 INTE=1中 断 ， PC4=0 A 口 INTE=0 屏 蔽 ；PC2=1 B口 INTE=1中 断 ， PC2=0 B 口 INTE=0 屏 蔽 。c.方 式 2 双 向 传 送 方 式 :特 点 ： 1） 只 适 用 于 端 口 A。 2） 端 口 B可 工 作 在 方 式 0或 方 式 1。 3） 外 设 可 通 过 A 口 往 CPU发 送 数 据 ， 也 可 从 CPU 接 收 数 据 。使 用 场 合 ： 1）

45、软 件 查 询 方 式 2） 中 断 方 式注 意 ： 1） 方 式 2 的 I/O 均 为 锁 存 2） 端 口 A工 作 于 方 式 2时 , 端 口 B可 工 作 于 方 式 0或 方式 1 3） 端 口 C用 5个 数 位 提 供 控 制 和 状 态 信 号(2) A口 可 工 作 在 方 式 0/1/2； B口 可 工 作 在 方 式 0/1；7.C口 置 1/置 0 控 制 字 (控 制 口 )5.4 可 编 程 计 数 /定 时 器 82531.获 得 定 时 信 号 可 以 用 三 种 方 法 :1） 软 件 定 时 2） 不 可 编 程 的 硬 件 定 时 3） 可 编 程

46、的 硬 件 定 时2.可 编 程 计 数 器 /定 时 器 具 有 两 种 功 能 ：(1) 计 数 器 ： 设 置 好 初 值 后 ， 计 数 器 被 启 动 ， 当 计 数 脉 冲 到 来 ， 进 行 -1 计 数 ， 当 减 到 0时 输 出 一信 号 ， 此 次 计 数 过 程 结 束 。(2) 定 时 器 ： 设 置 好 定 时 常 数 后 ， 开 始 工 作 ， 在 固 定 频 率 的 时 钟 下 ， 进 行 -1 计 数 ， 按 定 时 常 数 不断 输 出 时 钟 周 期 整 数 倍 的 定 时 间 隔 。 特 点 ： 基 于 计 数 器 的 减 1 操 作 。3.可 编 程

47、定 时 /计 数 器 8253 的 主 要 功 能 :(1)每 个 芯 片 内 部 有 3 个 独 立 的 16 位 计 数 器 通 道 。(2） 每 个 计 数 通 道 都 可 单 独 使 用 ， 都 可 按 照 二 进 制 或 BCD码 计 数 。 0000H FFFFH 2的 16幂 =655360000 9999 10的 4幂(3)每 个 计 数 器 的 计 数 速 率 可 高 达 2MHz， 最 高 计 数 速 率 为 2.6MHz。(4)每 个 计 数 器 有 6 种 工 作 方 式 ， 可 由 程 序 设 置 。 (5)所 有 输 入 输 出 与 TTL 兼 容 。4.8253的

48、 内 部 结 构(1)数 据 总 线 缓 冲 器 :功 能 ： 1） CPU通 过 数 据 总 线 缓 冲 器 向 8253写 入 确 定 工 作 方 式 的 命 令 字 。2） 向 某 个 计 数 器 写 入 计 数 初 值 。 3） 从 某 一 计 数 器 读 取 当 前 计 数 初 值 。(2)读 /写 逻 辑 (CS非 ) A1A0=00 计 数 器 0； A1A0=01 计 数 器 1；A1A0=10 计 数 器 2； A1A0=11 控 制 字 寄 存 器(3)控 制 字 寄 存 器 (4)计 数 器5.8253初 始 化 的 顺 序 ： (1)先 将 控 制 字 写 入 控 制

49、寄 存 器 中 。 (2)写 入 定 时 或 计 数 的 初 值 。6.控 制 字7.8253的 工 作 方 式方 式 0 计 数 结 束 输 出 正 跳 变 信 号 （ 产 生 中 断 ）方 式 1 可 重 触 发 的 单 稳 态 触 发 器方 式 2 分 频 器 n=fin T =fin fout T 输 出 周 期方 式 3 方 波 发 生 器 方 式 4 软 件 触 发 选 通 方 式 方 式 5 硬 件 触 发 选 通 方 式方 式 0、 方 式 4， 电 平 触 发 ；方 式 1、 方 式 5， 上 升 沿 触 发 ；方 式 2、 方 式 3， 可 用 电 平 触 发 ， 也 可 上 升 沿 触 发 方式 0 方式 1 方式 2 方式 3工 作 方 式 选择第 六 章 串 行 接 口 技 术6.1 概 述1.当 数 据 按 位 一 位 一 位 顺 序 传 送 时 ， 称 串 行 传 送 方 式 。2.串 行 通 信 按 通 信 约 定 的 格 式 分 为 两 种 ：(1)异 步 通 信 方 式a.字 符 格 式 以 起 始 位 （ 低 、 1位 ） 开 头 ， 停 止 位 （ 高 ， 1 或 1.5 或 2 位 ） 结 束 。数 据