微机分章输入与输出原理_儿童读物_儿童教育_教育领域

第7章输入和输出7.1概述7.2 CPU与设备之间的数据传输模式7.3 DMA控制器7.1概述？ 7.1.1输入和输出的寻址模式CPU可以两种方式寻址

查询输出接口电路查询输出程序流程图查询部分的程序为: POLL: IN AL，STATUS_PORT；从状态端口输入状态信息TEST AL，80H；检查BUSY位JNE POLL； BUSY循环等待MOV AL，STORE；否则，从缓冲区OUT DATA_PORT，AL获取数据；数据端口的输出，STATUS_PORT是状态端口的符号地址； DATA_PORT是数据端口的符号地址； STORE是数据单元的地址偏移量. 具有查询模式的数据采集系统和具有8个模拟输入的数据采集系统，使用查询模式将信息传输到CPU，其电路如图所示. 用于以查询方式实现这种数据采集过程的数据采集系统的程序为: START: MOV DL，0F8H；设置信号LEA DI，DSTOR以开始A / D转换；存储输入数据缓冲区的地址偏移量→诊断: MOV AL，DL AND AL，0EFH;使D4 = 0 OUT 4，AL;停止A / D转换CALL DELAY；等待停止A / D操作完成MOV AL，DL OUT 4，AL;启动A / D，然后选择仿真数量A0POLL: IN AL，2；输入状态信息SHR AL，1个JNC POLL；如果未准备就绪，则程序循环以等待IN AL，3；否则，程序将循环等待. 否则，输入数据STOSB;保存到内存INC DL；修改多路复用器控制信号，指向下一个模拟量JNE AGAIN；尚未输入8个模拟量，循环完成，执行其他程序段吗？ 7.2.2中断传输模式在以上查询传输模式中，CPU应连续查询设备. 未准备就绪时，CPU必须等待并且无法执行其他操作，这会浪费CPU时间.

此设备的速度很慢. 在等待过程中，CPU可以执行大量指令. 为了提高CPU的效率，可以使用中断传输方法: 在输入和输出期间，如果设备（甚至多个设备）同时工作. 中断传输模式接口电路？ 7.2.3直接数据通道传输（DMA）中断传输仍由CPU通过程序进行传输. 每次都必须保护断点，并且必须使用多条指令来保护场景. 每条指令必须具有提取和指令执行时间. 对于高速I / O设备和成组的数据交换（例如磁盘和内存之间的信息交换）而言，这太慢了. 因此，期望使用硬件来直接在设备和存储器之间交换数据（DMA）而不通过CPU，使得数据传输速度的上限取决于存储器的工作速度. 但是，通常系统的地址和数据总线以及某些控制信号线是由CPU管理的. 在DMA模式下，希望CPU释放这些总线（即，由CPU连接到这些总线的线路处于第三状态-高阻抗状态），并且DMA控制器将接管并控制数字传输的字节数，并确定DMA是否结束，并用信号通知DMA结束.

这些都是由硬件实现的. DMA工作流程图DMA控制器框图DMA传输不限于存储器和设备之间的信息交换，还可以扩展到存储器两个区域之间或两个高速设备之间的DMA传输吗？ 1. DMA控制器DMAC的基本功能是控制存储器和设备发送相应的读/写控制信号. （5）它可以控制传输的字节数，并判断DMA传输是否结束. （6）DMA传输结束后，可以终止DMA请求信号，可以释放总线，并且CPU可以恢复正常操作. ？ 2. DMA传输方法各种DMAC通常具有两种基本的DMA传输方法: （1）单字节模式: 每个DMA请求仅传输一个字节的数据. 发送每个字节后，将删除并释放DMA请求信号. 总线. （2）字节（字符）组模式: 每个DMA请求连续发送一个数据块. 在发送了指定长度的数据块后，将删除DMA请求并释放总线.

7.3 DMA控制器？ 8237的占空比8237在其设计中具有两个主要的占空比（或工作状态），即空闲周期和有效周期. 每个周期由几个时钟周期组成. ？ 8237工作模式8237在DMA传输期间具有四种工作模式. ？ 1.单字节传输模式该模式一次仅传输一个字节. 数据传输后，字节计数器递减，并且地址必须相应修改（递增或递减取决于编程）. HRQ变为无效并释放系统总线. 如果传输将字节数减少为0，则TC发生或终止DMA传输，或重新初始化. ？ 2.块传输模式在此传输模式下，8237在DREQ启动后将连续传输数据，直到字节计数计数器减小到零以产生TC（终端计数），或者输入具有E有效O的设备的数据已发送）. ？ 4.级联连接方式用于通过级联连接扩展通道. 第二级的HRQ和HLDA信号连接到第一级的DREQ和DACK.

在前三种工作模式下，DMA传输分为三种类型: DMA读取，写入和验证. ？ 8237寄存器组和编程？ 1. 当前地址寄存器每个通道都有一个16位的当前地址寄存器. 用于DMA传输的地址值存储在此寄存器中. 每次传输后，该寄存器的值会自动递增或递减. 该寄存器的值可以由CPU写入或读取（两个连续的操作）. ？ 2.当前字节数寄存器每个通道都有一个16位的当前字节数寄存器，其中包含要传输的字节数. 每次传输后，该寄存器都会递减. 当该寄存器的值减小到零时，将产生TC. 在编程状态下，CPU可以读取和写入该寄存器的值. ？ 3.基地址和基字节数寄存器每个通道都有一对16位基地址和基字节数寄存器，它们存储与当前寄存器关联的初始值. ？ 4.命令寄存器这是一个8位寄存器，用于控制8237的操作. 命令字的格式如图所示. ？ 5.模式寄存器每个通道都有一个6位模式寄存器，用于指定通道的工作模式，如图所示. 编程时，使用最低的两位选择要写入哪个通道的模式寄存器. ？ 6.请求寄存器8237的每个通道都有一条硬件DREQ请求线. 在数据块传输模式下工作时，DREQ请求也可以由软件发出.

因此，如图所示，在8237中有一个请求寄存器. 每个通道的软件请求可以分别设置. 软件请求不被屏蔽，其优先级也由优先级逻辑控制. ？ 7.屏蔽寄存器每个通道外设通过DREQ线发送的请求都可以单独屏蔽或允许，因此8237中有一个屏蔽寄存器，如图所示. 屏蔽寄存器？ 8. 如图所示，状态寄存器8237中有一个状态寄存器，CPU可以读取该状态寄存器. ？ 9.在存储器到存储器传输模式下的临时寄存器，临时寄存器保存从源单元读取的数据，然后将其写入目标单元. 传输完成后，它将保留传输的最后一个字节，可由CPU读取. ？ 10.软件命令8237在编程状态下有两个软件命令. 软件命令不需要通过数据总线写入控制字，但是8237直接解码地址和控制信号. （1）清除高/低触发器（2）主清除命令11.8237编程步骤？ （1）输出主清除命令. ？ （2）写入基址和当前地址寄存器. ？ （3）写入基址和当前字节计数寄存器. ？ （4）写入模式寄存器. ？ （5）写入屏蔽寄存器. ？ （6）写入命令寄存器. （7）写入请求寄存器. 如果有软件请求，请写入指定的通道并开始DMA传输过程.

如果没有软件请求，则在完成（1）〜（6）的编程后，通道的DREQ将开始DMA传输过程. 编程示例如果要使用通道0，请使用块连续传输方法从设备（磁盘）输入32KB数据块，并将其传输到内存的8000H开始的区域（增量传输）. 传输后，将不会自动初始化. DREQ和DACK都为高电平有效. 要编程，首先确定端口地址. 地址的低4位用于区分8237的内部寄存器. 地址A7〜A4的高4位被解码并连接到芯片选择端CS. 假设选择时高4位为5. 根据上述要求，可以确定以下控制字: ①模式控制字84H②屏蔽字00H③命令字A0H初始化过程如下: OUT5DH，AL;输出主清除命令MOV AL，00H OUT50H，AL;输出基址和当前地址的低8位MOV AL，80HOUT50H，AL;输出基址的高8位和当前地址MOV AL，00HOUT51H，ALMOV AL，80HOUT51H，AL；给基数和当前字节数赋值MOV AL，84HOUT5BH，AL;输出模式字MOV AL，00HOUT5AH，AL;输出屏蔽字MOV AL，0A0HOUT58H，AL;输出命令字作业1. CPU与输入和输出设备之间传输哪些类型的信息？ 2. CPU和速度与CPU相同时，采用查询方式；当需要传输速度且需要批量传输时，采用DMA方式. 3.将接口的输入端口地址设置为0100H，将状态端口地址设置为0104H，将状态端口设置为D5位1表示输入缓冲区中有一个字节可供输入. 设计一个特定的程序来实现查询输入.

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