如图示 长江大学地物学院 长江大学地物学院 三. 地址译码电路设计 1.固定式端口地址译码 接口中用到的端口地址不能

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  第二章 I/O端口地址译码技术 主要内容: I/O端口概念 端口地址分配 译码基本原理 译码电路设计 长江大学地物学院 退出 2.1 I/O端口及其编址方式 一. I/O端口和I/O操作 1. I/O端口是接口电路中能被CPU直接访问的寄 存器的地址 一个接口电路拥有多个端口,如命令口,状态口, 数据口,各端口具有不同读写特性 访问端口就是访问接口电路中的寄存器 2. I/O操作:是对I/O端口的操作,不是对I/O设备的 操作 长江大学地物学院 二.端口地址编址方式 1.统一编址: 端口地址和存储器地址统一编址 优点:编址空间大,指令多,即可实现I/O,又可 对其作逻辑运算 缺点:占用存储器的地址空间,指令长 2.独立编址:端口地址单独编址 要设立专门的I/O指令,指令短,执行速度快 长江大学地物学院 三.独立编址方式的端口访问 1. I/O指令中端口地址的宽度 系统板上的接口芯片的端口采用单地址字节 最多可寻址28 =256个端口 采用双地址字节时:最多可寻址216 =64K个端 口,I/O扩展槽的接口控制卡上采用双地址 字节编址 2.I/O端口访问 即CPU对端口的读写 长江大学地物学院 端口访问举例: 输入(CPU把端口数据读入主存) MOV DX,300H IN AL,DX MOV [DI], AL 输出(CPU把主存数据写入端口) MOV DX,301H MOV AL,[SI] OUT DX,AL 长江大学地物学院 2.2 I/O端口地址分配 系统板上接口芯片的端口地址 I/O芯片名称 DMA控制器1 DMA控制器2 DMA页面寄存器 中断控制器1 中断控制器2 端口地址 000~01FH 0C0~0DFH 080~09FH 020~03FH 0A0~0BFH 定时器 并行接口芯片(键盘接口) RT/CMOS RAM 协处理器 040~05FH 060~06FH 070~07FH 0f0~0FFH 长江大学地物学院 扩展槽上接口控制卡的端口地址 I/O接口名称 端口地址 游戏控制卡 并行口控制卡1 并行口控制卡2 串行口控制卡1 串行口控制卡2 原型插件板 同步通信卡1 同步通信卡1 等等 200~20FH 370~37FH 270~27FH 3F8~3FFH 2F0~2FFH 300~31FH 3A0~3AFH 380~38FH 长江大学地物学院 I/O端口地址选用的原则 ? 凡是被系统配置所占用了的地址一律不 能使用 ? 用户使用未被占用的地址,不能使用计 算机厂家保留的地址 ? 一般用户使用300~3FH地址,但 要使用地址开关,避免冲突 长江大学地物学院 2.3 I/O端口地址译码 一. I/O地址译码电路工作原理及 作用 地址信号和控制信号为输入信号,产生的输 出信号就是1根选中线,低电平有效。实现 对接口芯片的选择,被选中的芯片的内部数 据线打开,与总线建立连接。 长江大学地物学院 二.I/O地址译码方法 一般把地址线分为两部分: ? 高位地址线与CPU的控制信号线组合,经译码电 路产生片选信号。 ? 低位地址线不参加译码,直接连接到I/O接口芯片, 进行I/O接口芯片内部的端口寻址。4166am备用网址 ? 故低位地址线又称为接口电路中的寄存器寻址线。 如图示 长江大学地物学院 长江大学地物学院 三. 地址译码电路设计 1.固定式端口地址译码 接口中用到的端口地址不能改变 举例1:使用74LS20/30/32和74LS04设计I/O端口 地址为2F8H的只读译码电路。 分析:译码电路输入地址线A4 1 1 1 1 F 长江大学地物学院 A3A2A1A0 1 0 0 0 8 设计结果 长江大学地物学院 说明 ? AEN为控制信号,AEN=0时译码才有 效,AEN=1时译码无效。 ? 输出信号即为只读信号。 ? 同样可设计出能执行读/写操作的译码电 路,如图所示。 长江大学地物学院 长江大学地物学院 举例2:使用74LS138设计一个系统板上接口芯片 的I/O端口地址译码电路,并且让每个接口芯片内 部的端口数目为32个。4166am备用网址 分析:系统板上的I/O端口地址范围000~0FFH,只使用低8位, 故A9A8为0;A7A6A5和AEN完成片选;A4A3A2A1A0完成 片内端口选择,译码电路输入地址线 二进制 十六进制 用途 00 0 0 0H 控制 000~111 0~7H 片选 长江大学地物学院 00000~11111 0~1FH 片内端口寻址 74LS138的线 0 输 出 Y7 Y6 Y5 Y 4 Y3 Y2 Y1 Y0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 x x x 1 x x x 1 1 1 1 x x x x x x x x x 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 长江大学地物学院 设计结果 长江大学地物学院 PC系统板上的各个端口的地址范围: ? 8237: 000~01FH ? 8259: 020~03FH ? 8253: 040~05FH ? 5255: 060~07FH 长江大学地物学院 2.可选式端口地址译码电路 ? 即开关式端口译码电路。 ? 可灵活改变地址,适应不同的地址分配场 合。 长江大学地物学院 例 3: ? 采用比较器74LS85设计可选式端口地址 译码电路,4166am备用网址见图2.3。 长江大学地物学院 长江大学地物学院 例4 ? 采用异或门器件74LS136设计可选式端口 地址译码电路,见图2.4。 长江大学地物学院 长江大学地物学院 举例5: 采用跳接开关设计I/O端口地址译码电路, 共有1024种选择 如图2.6所示: 长江大学地物学院 长江大学地物学院 本章思考题 ? 在图2.1(b)中的原读/写地址为2E2H,若要 求I/O端口读/写地址改为374H,则输入线 要作哪些改动? ? 在独立编址方式下,CPU采用什么指令访 问端口? 长江大学地物学院 问题与讨论 长江大学地物学院

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