IO与中断

I/O系统概述

• I/O系统作用，一言以蔽之，就是协调高速cpu与低俗外设之间的信息交换
• 两种编址方式，与内存统一编址和独立编制，8086/8088采用独立编址，与内存共用地址总线，用IO/#M，信号状态区分，访问端口时仅使用地址总线的：A15～A0，可寻址的I/O端口数为64K(65536)个，I/O地址范围：
  
  0～FFFFH
• IBM PC只使用了1024个I/O地址(0～3FFH)

简单接口芯片

接口分类与特点

• CPU把数据存进IO，对应的是输出接口要有良好的数据锁存能力
• 外设把数据写进IO，对应的是输入接口要有对数据有控制能力，即：CPU指令一到，外设就要把数据立刻写入IO

输出输入都是看的出cpu还是入cpu

三态门接口：写入CPU：74LS244

在外设具有数据保持能力时用来输入接口，例如74LS244，它是含8个三态门的集成电路芯片

1都去与非，0都去或。A1,A0(BHE)未参与译码，因此可以推断出端口地址为83FCH-83FFH。

MOV DX，83FCH
IN AL，DX   # DX对应的内容写入AL
AND AL，0FFH    # 判断是否全闭合
JZ NEXT1    # 是，跳转NEXT1
JMP NEXT2  # 不是，跳转NEXT2

NEXT1:

NEXT2:

锁存器接口

• 74LS273只能锁存（cpu向外写）
• 74LS373既可以做输入接口，也可以做输出接口。

PPT给的例题较为简单：

74LS273地址显然为FFFFH

MOV DX 0FFFFH #当十六进制数以字母（A-F）开头时，必须在前面加前导零​​
MOV AL 10000001B
OUT DX, AL

基本输入输出方法（简答）

• 无条件传送，例如LED灯
• 查询：仅当条件满足时才能进行数据传送，每满足一次条件只能进行一次数据传送
• 中断：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

上述三种信息的传送均需通过CPU

• DMA：外设直接与存储器进行数据交换 ，CPU不再担当数据传输的中介，总线由DMA控制器（DMAC）进行控制（CPU要放弃总线控制权），内存/外设的地址和读写控制信号均由DMAC提供

简单I/O接口电路设计示例（简答-画图）（不考）

例题1

• 列出状态端口地址和数据端口地址，发现只有后两位不一样
• A系列以及#IOR译码给三态门控制用，准备将BUSY信号写入cpu
• A系列和#IOW译码给74LS273的CP用，控制数据锁存
• 74LS273的Q直连外设的D，74LS273的D直连cpu的D
• BUSY直连CPU的D

例题2

• 记住CP和#E1分别用于使能即可，译码得出的信号输出给使能端

中断技术（简答）（不考）

有关基本概念

• 为了提高cpu利用率引入中断
• CPU执行程序时，由于发生了某种随机的事件(外部或内部)， 引起CPU暂时中断正在运行的程序，转去执行一段特殊的服务程序，以处理该事件，该事件处理完后又返回被中断的程序继续执行，这一过程称为中断。

中断类型的分类

外部可屏蔽中断响应的一般过程（流程大致能答出来）

• 1.中断请求，外部可屏蔽中断请求信号是INTR，中断请求信号应保持到中断被处理为止
• 2.中断源识别（多个中断请求）+中断判优，根据中断向量码（中断类型码）确定中断源，根据程序优先级或者排队原则来确定先处理哪一个中断
• 3.中断响应，向中断源发出中断信号#INTA（告诉他我开始处理中断了！）然后保护现场
• 4.中断处理，根据中断向量执行中断程序
• 5.中断返回，执行IRET指令，使IP、CS和FLAGS从堆栈弹出