计算机组成原理输入输出接口.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,输入,/,输出接口,第,8,章,8.1,概述,8.1.1,基本概念,8.1.2,输入,/,输出端口寻址,8.2,主机与外设的数据传送方式,8.2.1,程序查询方式,8.2.2,程序中断方式,8.2.3 DMA,方式的数据传输,8.3,可编程接口芯片,8.3.1,计数器和定时器,Intel8253,8.3.2,并行接口芯片,8255,8.3.3,串行接口标准,RS-232C,8.4,模拟量输入,/,输出接口,8.4.1,Intel8253,基本工作原理,8.4.2,数模（,D/A,）,转换器,8.4.3,模数（,A/D,）,转换器,掌握几种数据传送方式的工作过程,;,掌握,8253,和,8255,的内部结构及初始化编程,;,掌握,8237,的内部结构和工作方式,;,了解,模拟量输入和输出的一些基本概念,.,教 学 要 求,第,8.1,节,概 述,概述,8.1.1,基本概念,教学进程,8.1,CPU,接 口,外 设,控制,数据,状态,系统,总线,I/O,接口包含多个存放数据、状态和控制信息的寄存器，分别以端口地址标识。,数据的输入,/,输出是通过,I/O,端口实现的。,80 x86,系统通过,I/O,指令实现对,I/O,端口的读写。,2.,接口与端口的关系,CPU,外 设,系统总线,数据信息,状态信息,控制信息,1.,外部设备的信号,概述,8.1.1,基本概念,8.1,I/O,端口与存储器统一编址,把内存的一部分地址分配给,I/O,端口，一个,8,位端口占用一个内存单元地址；,不设置专门的,I/O,指令；,I/O,端口独立编址,内存储器和,I/O,端口各自有自己独立的地址空间；,访问,I/O,端口需要专门的,I/O,指令（如,8086 CPU,）,优,点,：,使用方便，降低,CPU,电路的复杂性；,缺点,：减少了内存可用范围；难以区分访问内存和,I/O,的指令，降低了程序的可读性和可维护性；,8.1.2,输入,/,输出端口寻址,8.1.2,输入,/,输出端口寻址,教学进程,输入指令,格 式,功 能,1,IN,AL,，,PORT,（,PORT,）,AL,2,IN,AL,，,DX,（,DX,）,AL,3,IN,AX,，,PORT,（,PORT+1;PORT,）,AX,4,IN,AX,，,DX,（,DX+1;DX,）,AX,指令格式,:,IN,累加器,PORT,功 能：把外设端口（,PORT,）,的内容传送给累加器。,8.1.2,输入,/,输出端口寻址,教学进程,输出指令,格 式,功 能,1,OUT PORT,，,AL,（,AL,）,PORT,2,OUTDX,，,AL,（,AL,）,DX,3,OUT PORT,，,AX,（,AX,）,PORT+1,；,PORT,4,OUTDX,，,AX,（,AX,）,DX+1,；,DX,指令格式：,OUT PORT,累加器,功 能：把累加器,的内容传送给外设端口。,第,8.2,节,主机与外设的数据传送方式,主机与外设的数据传送方式,根据外部设备性质的不同，程序控制方式可分为,:,8.2.1,程序查询方式,在程序执行输入,/,输出指令时，无条件地执行指令相应的操作。,无条件传送方式,查询工作方式,程序不断地询间外部设备的状态，并根据它们当前的状态来实现数据的输入和输出。,教学进程,8.2,8.2.1,程序查询方式,CPU,接 口,外 设,控制,数据,状态,系统总线,查询方式下的系统构成示意图,教学进程,工作过程,查询外部设备的状态,(,利用输入指令,),检测相应的状态位读入的状态字（视机器字长而定）。,如没准备好，则等待，重复 步骤；否则,CPU,就执行预定的数据传送。,若为,读操作,，则在数据读入后，,CPU,向外设发响应信号，表示数据已被接收，外设收到信号后开始准备下一数据,;,若为,写操作,，,CPU,在向外设送出数据的同时发出输出,就绪信号,，用来通知外设已送来数据，外设接收数据后，向,CPU,发出数据已收到状态信息。,在一次数据传送结束后，与数据长度计数器值的比较来判断数据是否传送完毕。若没有结束，则重复以上各步骤。,教学进程,8.2.1,程序查询方式,CPU,不断地询问外设是否准备好：,如果准备好，,CPU,执行,IO,操作；否则，,CPU,一直等待。,CPU,大部分时间处于等待状态，利用率不高。,查询环节,寻址状态口,读取状态寄存器的标志位,若不就绪就继续查询，直至就绪,传送环节,寻址数据口,通过输入指令从数据端口读入数据,通过输出指令向数据端口输出数据,输入状态,就绪？,数据交换,Y,N,流程,8.2.1,程序查询方式,查询传送流程,返回,8.2.2,程序中断方式,中断响应,系统中某些突发的或异常的情况发生，强迫,CPU,暂停（或中断）正在执行的程序而转去进行相应的服务，并在服务结束后回到原来被中断的地方继续执行原来的程序。,处理过程,CPU,并不主动介入外设的数据传输工作，而是由外部设备在需要进行数据传送时向,CPU,发出中断请求，,CPU,在接到请求后，若条件允许，则暂停（或中断）正在进行的工作而转去对该外设服务，并在服务结束后回到原来被中断的地方继续原来的工作。,中断响应和处理过程,教学进程,断点,主程序,中断服务程序,中断请求,对外设,进行处理,继续执行,返回断点,CPU,在执行程序中，被内部或外部的事件所打断，转去执行一段预先安排好的中断服务程序；服务结束后，又返回原来的断点，继续执行原来的程序。,流程,8.2.2,程序中断方式,中断响应和处理过程,中断传送流程,返回,8.2.3,DMA,方式的数据传输,利用中断进行信息传送，可以大大提高,CPU,的利用率，但是其传送过程必须由,CPU,进行监控。每次中断,额外的操作会占用,CPU,时间。,如果需要在内存的不同区域之间，或者在内存与外设端口之间进行大量信息快速传送的话，用查询或中断方式均不能满足速度上的要求，,DMA,（,Direct Memory Access,）,直接数据传送,:,它是在在内存与高速外设之间直接进行成组的数据传送，而不经过,CPU,中转的一种数据传送方式，可以大大提高信息的传送速度。,基本思想,教学进程,DMA,传送流程,HLDA,发存储器地址,传送数据,传送结束？,DMA,结束,修改地址指针,流程,DMA,传送流程,返回,第,8.3,节,可编程接口芯片,可编程接口芯片,定时信号三种方法获得,8.3.1,计数器和定时器,Intel 8253,1.,计数器,/,定时器接口电路,通过计算机执行一段程序实现定时，常写成子程序形式，被称为延时子程序。,软 件 定 时,主要指用元器件搭成的延时电路。,不可编程的硬件定时,由一种专用芯片,可编程计数器,/,定时器作为主要硬件，在简单的程序控制下，能产生准确的时间延迟。,可编程的硬件定时,教学进程,8.3,8.3.1,2.8253,内部结构及外部引脚,计数器和定时器,Intel8253,教学进程,可编程计数器,/,定时器具有两种功能：,计数器,定时器,计数器时，在减到“,0”,之后输出一个信号，此次计数过程便结束了；,作为定时器时，在减到“,0”,之后输出一个信号，接着自动重装计数初值开始下一个周期的定时，如此连续不断地产生信号。,两者的主要差别是：,8.3.1,D,7,D,0,计数器,0,控制字寄,存器,计数器,1,计数器,2,数据总线,缓冲器,读,/,写,逻辑,RD,WR,A,0,A,1,CS,CLK,0,GATE,0,OUT,0,CLK,1,GATE,1,OUT,1,CLK,2,GATE,2,OUT,2,内部总线,计数器和定时器,Intel8253,(1)8253,的内部结构,教学进程,可,初始化编程和工作方式,初始化编程注意：,对计数器设置计数初始值前必须先将控制字写入。,初始值设置时，要符合控制字中的格式规定。是只写低字节,还是只写高字节，或者是先写低字节，后写高字节。,8.3.1,计数器和定时器,Intel8253,教学进程,3.,分类：,一是,读出命令,，用来读取计数器的当前值；,一是,写入命令,，包括写入控制字、计数初值和锁存命令。,（,1,）,8253,初始化编程,0,：,二进制,1,：,BCD,计数,000,：,方式,0,001,：,方式,1,010,：,方式,2,11,：,方式,3,100,：,方式,4,101,：,方式,5,计数器选择,00,：,计数器,0,01,：,计数器,1,10,：,计数器,2,11,：,不用,读写操作,00,：,锁定当前计数值,01,：,读,/,写计数器低,8,位,10,：,读写计数器高,8,位,11,：,先读,/,写计数器低,8,位,再读,/,写计数器高,8,位,D,7,D,6,D,5,D,4,D,3,D,2,D,1,D,0,工作方式选择,教学进程,（,1,）,8253,初始化编程,可,初始化编程和工作方式,3.,1,）,8253,的控制命令,控制字格式,8.3.1,计数器和定时器,Intel8253,教学进程,（,1,）,8253,初始化编程,可,初始化编程和工作方式,3.,2,）设置初值命令,设置初值命令用来设置计数的初始值。,根据在控制字中,D,5,D,4,位的约定，计数初始值可以是,8,位，也可以是,16,位。,若为,16,位，则要用两条输出指令完成计数初值的设定，先送低字节，后送高字节。,8.3.1,计数器和定时器,Intel8253,教学进程,（,1,）,8253,初始化编程,可,初始化编程和工作方式,3.,3,）锁存命令,在工作过程中，读取计数值时必须先用锁存命令（控制字的,D,5,D,4,位为,00,时）将当前计数值在输出锁存器中锁定，之后再由,CPU,输入。否则，计数器的计数值有可能正处在改变过程中，就可能得到一个不确定的结果。,锁存命令一旦写入,8253,，输出锁存器即被锁定。而当,CPU,将锁定值用输入指令读取后，锁存器自动失锁，又跟随减法计数器工作。,8.3.1,计数器和定时器,Intel8253,教学进程,（,2,）,可,初始化编程和工作方式,3.,8253,工作方式,方式,0,：计数结束中断,方式,1,：可重复触发的单稳态触发器方式,2,：分频器方式,3,：方波发生器方式,4,：软件触发选通信号发生器方式,5,：硬件触发选通信号发生器,8.3.1,计数器和定时器,Intel8253,根据对已知条件的分析，得到控制字各位的值如下,:,选择通道,0,，,D,7,D,6,00,工作方式,1,，,D,3,D,2,D,1,001,BCD,计数，,D,0,1,由于,8086,是,16,位数据线，采用,16,位传输，故令,D,5,D,4,=11,所以控制字：,33H,8.3.1,计数器和定时器,Intel8253,例：设在,8086,系统中有一片,8253,，其端口地址分配是：,通道,0,为,210H,，,通道,1,为,212H,，,通道,2,为,214H,，,控制端口为,216H,。,要求对其通道,0,进行初始化，使其工作于方式,1,、,BCD,计数、计数初始值为,100H,。,4.8253,应用举例,教学进程,MOVAL,，,33H,；,控制字送,AL,MOVDX,，,216H,；,控制口地址送,DX,OUTDX,，,AL,；,向控制口写入控制字,MOV AL,，,00H,；,低,8,位计数值是,00H,MOVDX,，,210H,；,通道,0,端口地址送,DX,OUTDX,，,AL,；,向通道,0,写入计数初值的低,8,位,MOVAL,，,01H,；,高,8,位计数值为,01H,OUTDX,，,AL,；,向通道,0,写入计数初值的高,8,位,教学进程,其初始化程序段,8.3.1,计数器和定时器,Intel8253,4.8253,应用举例,并行接口芯片,8255,教学进程,8.3.2,1.8255A,的内部逻辑结构,内,部,数,据,总,线,PC,7,PC,4,控制,控制,D,7,D,0,数据,总线,缓冲器,读写,控制,逻辑,RD,WR,A1,A0,RESET,CS,PA,7,PA,0,PC,3,PC,0,PB,7,PB,0,A,组,端口,A,（,8,位）,A,组,端口,C,（,4,位）,B,组,端口,C,（,4,位）,B,组,端口,B,（,8,位）,A,组,B,组,组成,:,外设接口部分,A,组和,B,组控制电路,读,/,写控制逻辑电路,数据总线缓冲器,8.3.2,并行接口芯片,8255,2.8255A,的引脚及功能,教学进程,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,PA,3,PA,2,PA,1,PA,0,RD,CS,GND,A,1,A,0,PC,7,PC,6,PC,5,PC,4,PC,0,PC,1,PC,2,PC,3,PB,0,PB,1,PB,2,40,39,38,37,36,35,34,33,32,31,30,29,28,27,26,25,24,23,22,21,PA,4,PA,5,PA,6,PA,7,WR,RESET,D,0,D,1,D,2,D,3,D,4,D,5,D,6,D,7,V,CC,PB,7,PB,6,PB,5,PB,4,PB,3,8255A,8.3.2,并行接口芯片,8255,教学进程,PA,7,PA,0,：,端口,A,的数据线，双向、三态。,PB,7,PB,0,：,端口,B,的数据线，双向、三态。,PC,7,PC,0,：,端口,C,的数据线，双向、三态；,D,7,D,0,：,数据线，双向、三态，与,CPU,的数据总线相连。,RESET,：,复位信号，高电平有效。,CS,：,片选信号，低电平有效。,RD,：,读信号，低电平有效。,WR,：,写信号，低电平有效。,A,l,、,A,0,：,端口选择信号。,2.8255A,的引脚及功能,8255A,端口选择表,8.3.2,并行接口芯片,8255,（,l,）,方式选择控制字,8.3.2,并行接口芯片,8255,8255A,的控制字,教学进程,3.,1,D,6,D,5,D,4,D,3,D,2,D,1,D,0,方式选择控制字标志,00,：方式,0,01,：方式,1,1,：方式,2,0,：输出,1,：输入,0,：输出,1,：输入,0,：输出,1,：输入,0,：方式,0,1,：方式,1,0,：输出,1,：输入,PC,7,PC,4,PC,3,PC,0,端口,B,B,组方式选择,端口,A,A,组方式选择,控制字的格式,三种工作方式：,方式,0,：基本的输入,/,输出方式,方式,1,：选通的输入,/,输出方式,方式,2,：双向传输方式,8.3.2,并行接口芯片,8255,端口,A,有三种工作方式，方式,0,、方式,1,或方式,2,；,端口,B,有二种工作，方式,0,或方式,1,；,端口,C,可作一般的输入,/,输出端口使用；,可用于配合端口,A,和端口,B,的工作，为它们提供控制信号和状态信号。,由内部逻辑（,A,组和,B,组控制电路）将三个数据端口分为两组,A,组（端口,A,和端口,C,高,4,位,PC,7,PC,4,）,B,组（端口,B,和端口,C,低,4,位,PC,3,PC,0,）。,8255A,允许划为同一组的两个端口分别工作于输入状态和输出状态。,教学进程,8255A,的控制字,3.,8255A,的方式选择控制字代码为,1000 0011,83H,，,工作方式选择指令：,MOV AL,，,83H,；,方式选择控制字送,AL,OUT 0E6H,，,AL,；,方式选择控制字输出给,8255A,控制端口,例,设在某,8086,系统中有一个,8255A,芯片，,8255A,的,D,7,D,0,接到,8086CPU,数据总线的低,8,位，,8255A,的,A,1,、,A,0,与分别接到,CPU,地址总线的,A,2,、,A,1,。,若已知该芯片的四个端口地址分别为,0E0H,、,0E2H,、,0E4H,和,0E6H,，,要求该,8255A,芯片工作在如下工作方式：,端口,A,：,方式,0,，输出,端口,B,：,方式,0,，输入,端口,C,高四位：输出,端口,C,低四位：输入,教学进程,8255A,的控制字,3.,8.3.2,并行接口芯片,8255,（,2,）端口,C,置位,/,复位控制字,端口,C,置位,/,复位控制字中，,D,7,0,是它的标志位,。,D,3,、,D,2,、,D,1,位指明了对端口,C,哪一位进行操作，而,D,0,位则指明对端口,C,相应位的操作是置,“,l,”,还是清,“,0,”,，,D,6,D,4,没有使用，可以为任意值。,8.3.2,并行接口芯片,8255,0,D,6,D,5,D,4,D,3,D,2,D,1,D,0,端口,C,置位,/,复位标志,0,：复位,1,：置位,无意义,000：PC,0,001：PC,1,010：PC,2,011：PC,3,100：PC,4,101：PC,5,110：PC,6,111：PC,7,端口,C,位选择,教学进程,格式,8.3.2,并行接口芯片,8255,（,l,）,方式,0,：基本输入,/,输出方式,8255A,的工作方式,主要特点；,两个,8,位端口,A,、,B,及两个,4,位端口（端口,C,的高,4,位、低,4,位）,中的任一端口，,均可以作为输入端口或输出端口,，且各端口均是,独立,的。,四个端口的输入或输出，可有不同的组合，故可以适用于多种用途。,各端口输入时无锁存，输出时有锁存。,教学进程,4.,（,2,）方式,1,：选通的输入,/,输出方式,教学进程,8255A,的工作方式,4.,主要特点为：,两个,8,位数据输入,/,输出端口,A,和,B,，,在端口,C,的配合下工作,。,端口,C,中有,3,位用于端口,A,的输入,/,输出控制，另有三位用于端口,B,的输入,/,输出控制，并且均提供中断逻辑。,若只有一个数据端口工作在方式,1,，那么另一个数据端口及端口,C,余下的五位可工作于方式,0,；若两个数据端口都工作于方式,1,，那么端口,C,余下的两位仍可由程序指定作为输入或输出位，也可进行置位,/,复位操作。,8.3.2,并行接口芯片,8255,方式,1,输入时，对于端口,C,的规定如图,INTE,A,PC,4,PC,5,PC,3,&,PC,6,、PC,7,PA,7,PA,0,STB,A,IBF,A,INTR,A,I/O,RD,RD,INTE,B,PC,2,PC,1,PC,0,&,PB,7,PB,0,STB,B,IBF,B,INTR,B,教学进程,（,2,）方式,1,：选通的输入,/,输出方式,4.,8255A,的工作方式,8.3.2,并行接口芯片,8255,教学进程,（,2,）方式,1,：选通的输入,/,输出方式,4.8255A,的工作方式,其中各个控制信号的意义,STB,：,选通信号，低电平有效。,IBF,：,输入缓冲器满信号，高电平有效。,INTR,：,中断请求信号，高电平有效,。,INTE,：,中断允许信号。,8.3.2,并行接口芯片,8255,（,3,）方式,2,：双向传输方式,方式,2,只适用于端口,A,，,这种工作方式，外设在,PA,7,PA,0,的,8,位数据线上，既可向,8255A,发送数据又可从,8255A,接收数据。端口,C,自动提供相应的联络控制信号。,方式,2,的输入和输出均是锁存的。,A,口工作于方式,2,时，,B,组可工作于方式,0,或方式,1,。,教学进程,4.,8255A,的工作方式,INTE,1,PC,7,PC,6,PC,4,PC,2,PC,0,PA,7,PA,0,ACK,A,STB,A,I/O,OBF,A,PC,5,PC,3,INTE,2,IBF,A,1,&,&,方式,2,的控制信号,8.3.2,并行接口芯片,8255,INTR,教学进程,(3),方式,2,：双向传输方式,4.8255A,的工作方式,各信号的含义如下,:,INTR,A,：,中断请求信号，高电平有效。,STB,：,外设提供给,8255A,的选通信号，低电平有效,。,IBF,：,8255A,送出的状态信息，高电平有效。,OBF,：,输出缓冲器满信号，低电平有效。,ACK,：,外设对信号的响应信号，低电平有效。,INTE,1,：,输出中断允许信号。,INTE,1,：,输出中断允许信号。,8.3.2,并行接口芯片,8255,8.3.3,串行接口标准,RS-232C,串行通信的基本概念,串行通信,使数据一位一位地依次进行传输而实现通信、在传输中每一位数据都占据一个固定的时间长度。,（,1,）基本概念,字符的格式,：每个字符传送时，必须前面加一位起始位，后面加上,1,、,1.5,或,2,位停止位。,波特率（,Baud Rate,）,：,传送数据位的速率，用位,/,秒,(bit/s,）,表示。,教学进程,（,2,）串行通信的工作方式,8.3.3,串行接口标准,RS-232C,接收器,接收器,数据,发送器,发送器,(b),半双工方式,接收器,接收器,数据,发送器,发送器,(a),全双工方式,发送器,接收器,数据,(c),单工方式,教学进程,串行通信的类型,8.3.3,串行接口标准,RS-232C,串行通信类型,:,同步通信,：这种方式将若干字符组成一个数据块，字符一个接着一个传输，同步方式要求发送方和接收方的时钟必须严格保持一致，需共用一个时钟。,SYN,CRC,1,CRC,2,数据块,(a),单同步,SYN,SYN,CRC,1,CRC,2,数据块,(b),双同步,教学进程,（,3,）,异步通信,：字符是一帧一帧传送的，每帧字符的传送靠起始位来同步，不要求发送方和接收方的时钟严格保持一直，因此双方不需要由公共的时钟进行控制。,5,8,位数据,0/1,0/1,0/1,0/1,0/1,0/1,0/1,0/1,空闲,0,1,空闲位,奇偶校验,停止位,低位,高位,1 11,空闲位,一个字符,教学进程,串行通信的类型,8.3.3,串行接口标准,RS-232C,（,3,）,8.3.3,串行接口标准,RS-232C,演示,DMA,控制器,8237A,内部结构主要由两类寄存器组成：,通道寄存器,，即每个通道都有的现行地址寄存器、现行字节数寄存器和基地址寄存器、基字节数寄存器，它们都是,16,位寄存器；,控制和状态寄存器,，它们是方式寄存器（,4,个通道都有一个，,6,位寄存器）、命令寄存器（,8,位）、状态寄存器（,8,位）、屏蔽寄存器（,4,位）、请求寄存器（,4,位）、临时寄存器（,8,位）。,直接存储器存取,DMA,一种外设与存储器之间直接传输数据的方法，适用于需要数据高速大量传送的场合。,1.8237A,的外部引脚,教学进程,8.3.4,芯片的外部引脚如图,:,8.3.4,DMA,控制器,8237A,教学进程,A,7,A,6,A,5,A,4,EOP,A,3,A,2,A,1,A,0,Vcc,DB,0,DB,1,DB,2,DB,3,DB,4,DACK,0,DACK,1,DB,5,DB,6,DB,7,1,40,8237,20,21,IOR,IOW,MEMR,MEMW,NC,READY,HLDA,ADSTB,AEN,HRQ,CS,CLK,RESET,DACK,2,DACK,3,DREQ,3,DREQ,2,DREQ,1,DREQ,0,GND,8.3.4,DMA,控制器,8237A,（,1,）,DMA,传送方式,单字节传送方式,单字节传送方式是每次,DMA,传送时仅传送一个字节。,2,.,8237A,的工作方式,特点,：,一次传送一个字节，效率略低；但保证在两次,DMA,传送之间,;,CPU,有机会重新获取总线控制权，执行一个,CPU,总线周期。,教学进程,数据块传送方式,在这种方式下，,8237A,由,DREQ,启动，连续地传送数据，直到字节数寄存器从,0,减到,FFFFH,终止计数，或者由外部输入有效的信号终结,DMA,传送。,特点,:,一次请求传送一个数据块，效率高；但在整个,DMA,传送期间,;,CPU,长时间无法控制总线（无法响应其他,DMA,请求，无法处理中断等）。,教学进程,（,1,）,DMA,传送方式,8,.,8237A,的工作方式,8.3.4,DMA,控制器,8237A,请求传送方式,在这种方式下，,DREQ,信号有效，,8237A,连续传送数据；但当,DREQ,信号无效时，,DMA,传送被暂时中止，,8237A,释放总线，,CPU,可继续操作。,请求方式的,特点,是：,DMA,操作可由外设利用,DREQ,信号控制传送的过程（速率）。,教学进程,（,1,）,DMA,传送方式,8,.,8237A,的工作方式,8.3.4,DMA,控制器,8237A,级连方式,这种方式用于通过多个,8237A,级连以扩展通道。第二级的,HRQ,和,HLDA,信号连到第一级某个通道的,DREQ,和,DACK,上。第二级芯片的优先权等级与所连的通道相对应。在这种情况下，第一级只起优先权网络的作用。第一级除了向,CPU,输出,HRQ,信号外，并不输出任何其他信号。,教学进程,（,1,）,DMA,传送方式,8.3.4,DMA,控制器,8237A,8,.,8237A,的工作方式,（,2,）,DMA,传送类型,DMA,读：把数据由存储器传送到外设。,DMA,写：把外设输入的数据写入存储器。,DMA,检验：这是一种空操作。,8237A,还可以编程为存储器到存储器传送的工作方式。,8237A,要固定使用通道,0,和通道,1,。,通道,0,的地址寄存器存源数据区地址，,通道,1,的地址寄存器保存目的区地址，通道,1,的字节数寄 存器存传送的字节数。,传送由设置通道,0,的软件请求启动，,8237A,按正常方式向,CPU,发出,HRQ,请求信号，待,HLDA,响应后传送就可以开始。,教学进程,2,.,8237A,的工作方式,（,3,）存储器到存储器的传送,8.3.4,DMA,控制器,8237A,（,4,）,DMA,通道的优先权方式,的工作方式,固定优先权方式,：,4,个通道的优先权是固定的，即通道,0,优先权最高，通道,1,其次，通道,2,再次，通道,3,最低。,循环优先权方式,：,4,个通道的优先权是循环变化的，最近一次服务的通道在下次循环中变成最低优先权，其他通道依次轮流获得相应的优先权。,教学进程,2,.,8237A,的工作方式,8.3.4,DMA,控制器,8237A,（,5,）自动初始化方式,某个,DMA,通道设置为自动初始化方式，是指每当,DMA,过程结束,EOP,信号产生时（不论是内部终止计数还是外部输入该信号），都用基地址寄存器和基字节数寄存器的内容，使相应的现行寄存器恢复为初始值，包括恢复屏蔽位、允许,DMA,请求。,教学进程,2,.,8237A,的工作方式,8.3.4,DMA,控制器,8237A,第,8.4,节,模拟量输入/输出接口,8.4,模拟量输入,/,输出接口,8.4.1,基本工作原理,典型计算机控制系统组成框图,:,工,业,生,产,现,场,运,放,信,号,处,理,环,节,多,路,转,换,开,关,采,样,/,保,持,A/D,转,换,器,传,感器,微,型,计,算,机,功,放,低,通,滤,波,器,D/A,转,换,器,I/O,接,口,锁,存,器,执,行,部,件,教学进程,基本概念,模拟量输入,/,输出通道,，是生产过程计算机控制系统的重要组成部分，也是计算机与控制对象之间的一种重要接口。,传感器,是一个能够把现场的各种物理量转换成为电量模拟信号的转换装置,采样,/,保持电路,：该电路具有两个状态，一是采样状态,跟踪输入信号；二是保持状态,暂停跟踪输入信号，保持已采集到的输入信号，确保在,A/D,转换期间加在,A/D,转换器入口的信号值保持不变。,教学进程,8.4.1,基本工作原理,数模（,D/A,）,转换器,转换思想,：把一个数字量变成模拟量，就是要把每一位的代码按照权值转换为对应的模拟量，再把各位所对应的模拟量相加，其和便是数字量所对应的模拟量。,1.,数,/,模转换器的工作原理,数,/,模转换器的功能是将数字量转换成模拟量。,教学进程,8.4.2,在集成电路中，通常采用,T,型网络实现将数字量转换成模拟电流，然后由运算放大器完成模拟电流到模拟电压的转换。,8.4.2,数模（,D/A,）,转换器,2,.,D/A,转换器的有关参数及术语,教学进程,（,1,）分辨率,分辨率是,D/A,转换器对数字输入量变化的敏感程度的度量。表示输入每变化一个最低有效位时输出变化的程度，可以用数字量的位数来表示，也可以定义为输入数字量等于,1,时的电压值与输入数字量等于最大值时的满度电压值之比。,（,2,）转换精度,转换精度表示由于,D/A,转换器的引入而使其输出和输入之间产生的误差。,8.4.2,数模（,D/A,）,转换器,绝对转换精度,指,D/A,转换器实际输出值与理论值之间的误差。,相对转换精度,绝对转换精度与满量程输出之百分比。,（,3,）转换时间,转换时间是指数据变化量是满刻度时，达到终值土,l/2LSB,时所需的时间。,（,4,）温度系数。,在规定的温度范围内，对应于温度每变化,1,时，增益、线性度、零点及偏移（对双极性,D/A,）,等参数的变化量。,教学进程,2,.,D/A,转换器的有关参数及术语,8.4.2,数模（,D/A,）,转换器,8,位双缓冲,D/A,转换器，片内带有输入数据寄存器，可与微处理器直接接口。如下是它的外部引脚图,:,3.,数,/,模转换器,DAC0832,教学进程,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,CS,WR,1,AGND,D,3,D,2,D,1,D,0,V,REF,R,fb,DGND,20,19,18,17,16,15,14,13,12,11,V,CC,ILE,WR,2,XFER,D,7,D,6,D,5,D,4,I,OUT1,I,OUT2,DAC,0832,第,8,章 输入,/,输出接口,重要知识点,小结,8.1,概述,8.1.1,基本概念,8.1.2,输入,/,输出端口寻址,8.2,主机与外设的数据传送方式,8.2.1,程序查询方式,8.2.2,程序中断方式,8.2.3 DMA,方式的数据传输,8.3,可编程接口芯片,8.3.1,计数器和定时器,Intel8253,8.3.2,并行接口芯片,8255,8.3.3,串行接口标准,RS-232C,8.4,模拟量输入,/,输出接口,8.4.2,数模（,D/A,）,转换器,8.4.3,模数（,A/D,）,转换器,教学进程,