目录

一、I/O 接口

1. 接口和端口的关系

2. 接口的基本结构

3. 8086/8088 端口编址

二、简单接口芯片

1. 74LS244 三态门

2. 74LS273 锁存器

3. 74LS374锁存器

4. 综合应用

三、基本输入输出方式

1. 无条件传送方式

2. 查询工作方式

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一、I/O 接口

1. 接口和端口的关系

CPU 与 I/O 接口进行通信实际上是通过 I/O 接口内部的一组寄存器实现的，这些寄存器通常称为 I/O 端口。I/O 端口包括 3 种类型：

• 数据端口
• 状态端口
• 命令端口（控制端口）

根据需要，一个 I/O 接口可能仅包含其中的一类或两类端口，当然也可以包含全部三类端口。

注意：简单的接口也可仅由三态门构成，但要求传输过程未完成之前信号应保持不变。

 

2. 接口的基本结构

（1）输入接口/输入端口

定义：负责把信息从外部设备送到 CPU 的接口或端口称为输入接口/输入端口。

在输入数据时，由于外设处理数据的时间一般要比 CPU 长很多，数据在外部总线上保持的时间相对较长，所以要求输入接口必须要具有对数据的控制能力，即只有当外部数据准备好、CPU 可以读取时才将数据送上系统数据总线。

若外设本身具有数据保持能力，通常可以仅用一个三态门缓冲器作为输入接口。

（2）输出接口/输出端口

定义：负责把信息从 CPU 送到外部设备的接口或端口称为输出接口/输出端口。

在输出数据时，同样由于外设的速度比较慢，要使数据能正确写入外设，CPU 输出的数据一定要能够保持一段时间。因此，要求输出接口必须要具有数据的锁存能力。CPU 输出的数据通过总线送入接口锁存，由接口将数据一直保持到被外设取走。

简单的输出接口一般由锁存器构成。

（3）实际使用

以上三态门和锁存器的控制端一般与 I/O 地址译码器的输出信号线相连，当 CPU 执行 I/O 指令时，指令中指定的 I/O 地址经译码后使控制信号有效，打开三态门或触发锁存器导通将数据锁入锁存器。

3. 8086/8088 端口编址

① 采用 I/O 独立编址方式

② I/O 操作只使用 20 根地址线中的 16 根：A15 ~ A0

③ 可寻址的 I/O 端口数为 64K（65536）个

④ I/O 地址范围为 0 ~ FFFFH

⑤ IBM PC 只使用了 1024个 I/O 地址：0～3FFH

举例

端口编址：

 

二、简单接口芯片

1. 74LS244 三态门

 

举例：编程判断图中的开关状态。若全闭合则转 NEXT1，否则转 NEXT2 。

端口编址：

可以任选其中一个地址如：83FCH 作为该接口的地址。

程序部分：

2. 74LS273 锁存器

 

3. 74LS374锁存器

不同工作状态：

 

4. 综合应用

举例：根据开关状态在 7 段数码管上显示数字或符号。编程实现当 4 个开关的状态分别为 0000 ~ 1111 时，在 7 段数码管上对应显示 ‘0’ ~ ‘F’ 。

端口编址：

输入端口地址为 F1H，输出端口地址为 F0H 。

对应表：

程序部分：

三、基本输入输出方式

1. 无条件传送方式

特点：要求外设总是处于准备好的状态。

优点：软件及接口硬件简单。

缺点：只适用于简单外设，适用范围较窄。

举例：请自行编程实现，读取开关的状态，并在开关闭合时，输出编码使发光二极管亮。

程序部分：

 

2. 查询工作方式

① 仅当条件满足时才能进行数据传送。

② 每满足一次条件只能进行一次数据传送。

③ 适用场合：

• 外设并不总是准备好
• 对传送效率和效率要求不高

④ 工作条件：

• 外设应提供设备状态信息
• 接口应具备状态端口

（1）单个外设的查询工作方式

基础版：

升级版：

举例：数据输出

1. 外设状态端口地址为 03FBH，第5位为状态标志位（= 1 忙、= 0 准备完毕）

2. 外设数据端口地址为 03F8H，写入数据会使状态标志置1；外设把数据读走后又把它置 0

3. 试画出其电路图，并将 BUF 中的 100 个字节数据输出。

端口编址：

 电路图：

 

（2）多个外设的查询工作方式 

优点：软硬件比较简单。

缺点：CPU 效率低，数据传送的实时性差，速度较慢。