第六章输入和输出内容提要：1．外设接口功能、一般结构；2．I/O端口编址方式、端口地址形成；3．I/O数据传送方式：程序控制传送方式：无条件传送方式、查询传送方式；中断传送方式；DMA方式；4．8086CPU的I/O；5．8237DMA控制器。学习目标：1.掌握CPU寻址外设的方式、外设端口种类、编址方式、CPU与外设间传送信息的种类2.理解程序控制传送方式、中断传送方式3.了解DMA方式的特点4．掌握8086CPUI/O特点难点：DMA方式。学时：36.1概述外设接口定义把外围设备同微型计算机连接起来实现数据传送的专门设计的逻辑控制电路和相关的软件称为“外设接口”。它是CPU与外设进行信息交换的桥梁。2.外设接口的一般结构如下图所示，通常含有数据端口、状态端口、控制端口，分别存放数据信息、状态信息、控制信息。数据信息：按一次传送数据的位数分为并行传送和串行传送两种方式；可以有数字量、模拟量、和开关量三种类型。数字量是计算机可以直接发送、接收和处理的数据。例如，由键盘、显示器、打印机及磁盘等I/O外设与CPU交换的信息，它们是以二进制形式表示的数或以ASCII码表示的数符。当计算机应用于控制系统中时，输入的信息一般为来自现场的连续变化的物理量，如温度、压力、流量、位移、湿度等，这些物理量通过传感器并经放大处理得到模拟电压或电流，这些模拟量必须先经过模拟量向数字量的转换(A/D转换)后才能输入计算机。反过来，计算机输出的控制信号都是数字量，也必须先经过数字量向模拟量的转换(D/A转换)，把数字量转换成模拟量才能去控制现场。开关量可表示两个状态，如开关的断开和闭合，机器的运转与停止，阀门的打开与关闭等。这些开关量通常要经过相应的电平转换才能与计算机连接。开关量只要用一位二进制数即可表示。（2）状态信息：外设或I/O接口表明当前的状态。CPU只能读，例如READY，BUSY等。（3）控制信息：CPU向外设发出的控制信号或CPU写到可编程外设接口电路芯片的控制字等。CPU只能写。3.外设接口的功能外设接口功能如下：转换信息格式：如正负逻辑转换，串并行数据转换等；提供有关数据传送的联络信号；一个输入接口必须具有三态缓冲功能，一个输出接口应具有数据锁存功能，以供外设分时复用或协调CPU与外设数据处理速度上的差异；进行地址译码或设备选择；进行中断管理；实现电平转换；提供时序控制功能；最好可编程程序。4、I/O端口编址方式和寻址方式CPU对外设的访问实质上是对外设接口电路中相应的端口进行访问。I/O端口的编址方式有两种——独立编址与存储器映象编址（统一编址）。（1）独立编址方式①定义：是指把I/O端口和存储单元各自编址，即使地址编号相同也无妨。在这种编址方式中，建立了两个地址空间，一个为内存地址空间，一个为I/O地址空间。内存地址空间和I/O地址空间是相对独立的，通过控制总线来确定CPU到底要访问内存还是I/O端口。为确保控制总线发出正确的信号，除了要有访问内存的指令之外，系统还要提供用于CPU与I/O端口之间进行数据传输的输入/输出指令。②优点：a.I/O端口不占用内存空间；b.访问I/O端口指令仅需两个字节，执行速度快；c.读程序时只要是I/O指令，即知是CPU访问I/O端口。③缺点：a.要求CPU有独立的I/O指令；b.CPU访问I/O端口的寻址方式少。（仅有端口直接寻址和DX寄存器间接寻址两种寻址方式）。80x86CPU组成的微机系统都采用独立编址方式。在8086/8088系统中，共有20根地址线对内存寻址，内存的地址范围是00000H～FFFFFH；用地址总线的低16位对I/O端口寻址，所以I/O端口的地址范围是0000H～FFFFH，如下图所示。CPU在访问内存和外设时，使用了不同的控制信号来加以区分。例如，当8086CPU的M/IO信号为1时，表示地址总线上的地址是一个内存地址；为0时，则表示地址总线上的地址是一个端口地址。（2）统一编址方式及其对应的寻址方式：①定义：统一编址方式是指把I/O端口和存储单元统一编址，即把I/O端口看成是存储器的一部分，一个I/O端口的地址就是一个存储单元的地址；②优点：CPU访问存储单元的所有指令都可用于访问I/O端口，CPU访问存储单元的所有寻址方式也就是CPU访问I/O端口的寻址方式；③缺点：a.I/O端口占用了内存空间；b.是访问存储器还是访问I/O端口在程序中不能一目了然。例如，对于一个有16根地址线的微机系统，若采用统一编址方式，其地址空间的结构如下图所示。6.2简单的输入输出接口芯片1．芯片功能介绍（在数字电路中已经学过，只做简单的介绍）（1）74系