IO端口地址譯碼ppt課件

1、1信息工程學院信息工程學院電子信息工程教研室電子信息工程教研室微機原理與接口( (第5 5章）25.2 I/O端口地址譯碼技術(shù)主要內(nèi)容主要內(nèi)容5.2.1I/O端口及其編址方式5.2.2I/O端口地址分配5.2.3I/O端口地址譯碼35.2.1 I/O端口及其編址方式1.1.I/OI/O端口和端口和I/OI/O操作操作1 1）I/OI/O端口端口 端口（端口（portport）：）：是接口電路中接口電路中能被CPU直接直接訪問訪問的寄存器。 端口的種類：端口的種類：數(shù)據(jù)口、狀態(tài)口、命令口2 2）I/OI/O操作操作 本質(zhì)：本質(zhì)：I/O端口的操作2.端口地址編址方式端口地址編址方式1 1）統(tǒng)一編址

2、）統(tǒng)一編址（存儲器映象方式）原則：原則： M與I/O共用整個地址空間；I/O端口與存儲單元等同M與I/O地址不重疊優(yōu)點：優(yōu)點： I/O 可有較大編址空間，易擴展；I/O操作指令類型多、功能齊全；缺點：缺點： M的地址空間受限；I/O指令較長，執(zhí)行速度較慢00FFH0000H0100HFFFFH地址.M空間I/O空間.（64KB）整個地址空間（256個）（65280個）Motorola系列、Apple系列、部分小型機45.2.1 I/O端口及其編址方式（續(xù)）2 2）獨立編址）獨立編址（I/O映象方式、專用I/O指令方式）FFH00H地址I/O空間.（256個）PC系列、Z-80系列原則：原則：

3、M與I/O分開編址、互不干擾M與I/O地址不重疊優(yōu)點：優(yōu)點： M空間不受I/O空間影響；有專用I/O指令（程序清晰）；I/O指令短，執(zhí)行速度快缺點：缺點： I/O指令種類有限， I/O空間不易擴展3.獨立編址方式的端口訪問獨立編址方式的端口訪問1 1）I/OI/O指令指令輸入輸入IN AL ,PORTIN AL ,DXIN AX ,PORTIN AX ,DX輸出輸出OUT PORT ,ALOUT DX ,ALOUT PORT ,AXOUT DX ,AX注意事項注意事項PORTPORT范圍范圍（長格式）：00HFFH數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器：AL/AX端口間址寄存器端口間址寄存器（短格式）：DX（6

4、4KB）M空間地址0000HFFFFH.55.2.1 I/O端口及其編址方式（續(xù)）2 2）I/OI/O端口訪問端口訪問設(shè)某輸出設(shè)備的狀態(tài)READY（高有效）可由端口PORTS中讀出（D7位），數(shù)據(jù)端口地址為PORTD，編寫程序段，將內(nèi)存中BUF單元的內(nèi)容輸出給該設(shè)備。WAIT： MOVDX ,PORTSINAL ,DXANDAL ,80H;讀取狀態(tài)字，判斷READY1？JZWAIT;READY0，等待MOVDX ,PORTDMOVAL ,BUFOUTDX ,AL;將數(shù)據(jù)輸出到端口PORTD65.2.2 I/O端口地址分配1.1.I/OI/O接口硬件分類接口硬件分類1 1）系統(tǒng)板上的）系統(tǒng)板上的

5、I/OI/O芯片芯片定時/計數(shù)器、中斷控制器、DMA控制器、并行接口等2 2）I/OI/O擴展槽上的接口控制卡擴展槽上的接口控制卡軟驅(qū)卡、硬驅(qū)卡、聲卡、視卡等2.2.I/OI/O端口端口地址分配地址分配PCPC微機微機I/OI/O地址：地址：A0A15，非完全譯碼，地址空間（1KB）：0003FFHPCPC機：機：前512個（A90）分配給系統(tǒng)板；后512個（ A91）分配給擴展槽ATAT機：機：前256個（00HFFH）分配給系統(tǒng)板；后768個分配給擴展槽具體分配如表所示3.3.I/OI/O端口地址選用原則端口地址選用原則1）凡是系統(tǒng)配置占用了的地址一律不能使用2）計算機廠家申明保留的地址最

6、好不要使用3）可用可用留作實驗卡的地址：300H31FH；最好用地址開關(guān)7I/O端口地址分配表I/OI/O芯片名稱芯片名稱端口地址端口地址DMA控制器1DMA控制器2DMA頁面寄存器000H00FH0C0H0DFH080H09FH中斷控制器1中斷控制器2020H03FH0A0H0BFH定時器并行接口（鍵盤）RT/CMOS RAM協(xié)處理器040H05FH060H06FH070H07FH0F0H0FFH系統(tǒng)板上接口芯片的端口地址I/O接口名稱接口名稱端口地址端口地址游戲控制卡200H20FH并行口控制卡1并行口控制卡2370H37FH270H27FH串行口控制卡1串行口控制卡23F8H3FFH2F

7、8H2FFH原型插件板（用戶可用）300H31FH同步通信卡1同步通信卡23A0H3AFH380H38FH單顯MDA彩顯CGA彩顯EGA/VGA3B0H3BFH3D0H3DFH3C0H3CFH硬驅(qū)控制卡軟驅(qū)控制卡1F0H1FFH3F0H3F7HPC網(wǎng)卡360H36FH擴展槽上接口控制卡的端口地址85.2.3 I/O端口地址譯碼1.1.I/OI/O地址譯碼電路工作原理及作用地址譯碼電路工作原理及作用1 1）地址譯碼電路的作用）地址譯碼電路的作用作用：地址控制信號 接口芯片的選擇信號常用控制信號：SHBE、 、AEN、 、 AENAEN0 0：避免在DMA期間，由DMA控制器對這些以非DMA方式傳

8、送的端口執(zhí)行DMA操作2 2）地址譯碼電路的輸出信號）地址譯碼電路的輸出信號輸出信號：低電平有效2.2.I/OI/O地址譯碼方法地址譯碼方法片間選擇：片間選擇：高位地址控制信號 片選信號片內(nèi)端口選擇：片內(nèi)端口選擇：低位地址直接與接口芯片地址線相連邏輯組合IORIOWI/OCS16譯碼電路高位地址、低位地址的劃分95.2.3 I/O端口地址譯碼（續(xù)）3.3.I/OI/O端口地址譯碼電路設(shè)計端口地址譯碼電路設(shè)計地址范圍：n根地址線未參與譯碼，譯出地址含2n個A9&1A81A7A6A5A4A31111&A2A1A0AENIOR1Y74LS3074LS2074LS32 例：例：PC機系

9、統(tǒng)板上的端口地址譯碼電路（為每個接口芯片分配一個含有32個地址的地址范圍）1 1）固定式端口地址譯碼）固定式端口地址譯碼n門電路譯碼法門電路譯碼法單個地址或地址范圍 例例：圖中譯碼輸出地址2FH（只讀、AEN0） 試分析將圖中的A1、A2去掉后，譯碼輸出的地址n譯碼器譯碼器（以74LS138為例）譯碼法譯碼法多個地址或地址范圍? 三三八譯碼器八譯碼器74LS13874LS138的邏輯功能：的邏輯功能： 當其3個譯碼控制端都為有效，即：G11，G2AG2B0時，它的8個譯碼輸出端（Y0Y7）有且只有一個為有效（低電平），有效引腳的編碼由輸入選擇信號C、B、A決定；即：CBAi，則Yi0（i07）

10、105.2.3 I/O端口地址譯碼（續(xù)）1A7A6A51A9A8AENABCG2AG2BG1Y0Y1Y2Y3Y4Y51IOWDMACST/C CSPPICSINTRCSWRTNMIREGWRTDMAPG(8237)(8259)(8253)(8255)(寫DMA頁面寄存器)(寫NMI屏蔽寄存器)(74LS138)各芯片的地址：各芯片的地址：8237：00H1FH 8259：20H3FH8253：40H5FH 8255：60H7FH寫DMA頁面寄存器：80H9FH寫NMI屏蔽寄存器：A0HBFH2 2）可選式端口地址譯碼）可選式端口地址譯碼n比較器地址開關(guān)比較器地址開關(guān)原理：原理：當比較器輸出有效

11、（相等）時，譯碼輸出有效 分析S0、S2閉合時譯碼輸出地址 S0S1S3S2DIPVccA=BB3B2B0B1A3A2A0A1A9A8A6A774LS85A=BABABCG2AG2BG1Y0Y1Y6Y7(74LS138)A4A3A2A5AENY6：158H15BH Y7：15CH15FHY0：140H143H Y1：144H147H115.2.3 I/O端口地址譯碼（續(xù)）32CH32FH：該電路無法實現(xiàn)24CH24FH：S0、S3斷開；S1、S2閉合NOTE：由開關(guān)控制的地址才能改變使用跳接開關(guān)使用跳接開關(guān)A9&A8A31&AEN1Y74LS3074LS2074LS32111A

12、21A01異或門地址開關(guān)異或門地址開關(guān)原理：原理： 若要求異或門的輸出C1， 則兩個輸入端邏輯電平反， 即：若開關(guān)S閉合，則Ai1； 否則，Ai 0 若要求異或門的輸出C0，則兩個輸入端邏輯電平相同， 即：若開關(guān)S閉合，則Ai0；否則，Ai 1 =1VccAiSC若要求Y3的地址為24CH24FH，如何設(shè)置開關(guān)；若要求為32CH32FH呢？?125.2.3 I/O端口地址譯碼（續(xù)）芯片芯片74LS13674LS136：內(nèi)含4個異或門，各異或門與引腳的關(guān)系=1132=1465=19810=1121113311 6 8311 6 83 6 8A3 A6 A10A7AENA11IORIOW512 139104 110 4 11310 4122 512 92 59S0S1S2S3S4S5S6S7S8S9+5V74LS136ABCG2AG2BG1Y074LS138A2A1A0Y7Y0 Y7 地址170H177H S0、S2、S5、S6閉合 S9常閉；IOR、IOW 任一