《微型计算机原理与接口技术》复习笔记（三） |
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使用教材为 《微型计算机原理与接口技术》（慕课版） 孙丽娟、李爱群、陈燕俐、周宁宁、邓玉龙编著 微机原理复习笔记一 微机原理复习笔记二 微机原理复习笔记四 微机原理复习笔记三 1. 存储器的扩展2. 总线的基本概念与分类定义分类 3.总线控制信号4.输入输出系统接口电路功能端口定义及分类端口编址方式输入输出指令直接寻址DX间址寻址 微机系统与I/O之间的传送方式 5.可编程定时/计数器8254基本结构工作方式三个计数器的作用初始化编程 1. 存储器的扩展总片数 = 总容量 /（容量/片） 芯片容量=2的地址线位数次方 乘以 数据线位数 2. 总线的基本概念与分类 定义总线是构成计算机系统的互连机构，是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共通道 分类按所传输信号的性质分为3类 地址总线：传输、交换地址信息 数据总线：传输、交换数据信息 控制总线：决定各种模块的不同接口和功能特点 3.总线控制信号总线周期定义信号(输出) CPU通过总线与存储器、I/O交换一个数据所需要的时间称为总线周期 M/ I O ‾ \overline{IO} IO：=1,表明该总线周期,CPU与存储器交换信息 =0,表明该总线周期,CPU与I/O接口交换信息 W/ R ‾ \overline{R} R： =1,表明该总线周期,CPU进行写操作 =0,表明该总线周期,CPU进行读操作 D/ C ‾ \overline{C} C： =1,表明该总线周期,传输的是数据 =0,表明该总线周期,传输的是指令代码 这三个信号的组合，决定当前总线周期所完成的操作 M/ I O ‾ \overline{IO} IOD/ C ‾ \overline{C} CW/ R ‾ \overline{R} R操作000中断001中止/专用周期010I/O读011I/O写100微代码读101保留110存储器读111存储器写 4.输入输出系统 接口电路功能 数据缓冲功能联络功能寻址功能数据转换功能中断管理功能 端口定义及分类 能与CPU交换信息的寄存器称为I/O端口寄存器，简称端口分为数据端口、状态端口、控制端口8086 CPU最多能管理64K个端口，PC机中最多能管理1024个端口 端口编址方式统一编址的特点： （1）CPU对外设的操作可使用存储器操作指令，不需要专门的输入/输出指令 （2）端口地址占用内存空间，使内存容量减少 （3）执行存储器指令往往要比那些为独立的I/O而专门设计的指令慢 独立编址的特点： （1）对于I/O端口，CPU须有专门的I/O指令去访问 （2）端口地址不占用内存空间 PC系列机中，I/O端口采用独立编址方式 输入输出指令I/O端口与CPU（AL,AX）的信息交换 输入：IN 输出：OUT 直接寻址端口地址为一字节（8b） eg: IN AL,PORT//PORT端口内容输入AL IN AX,PORT//PORT端口和PORT+1端口内容输入AX IN EAX,PORT//PORT~PORT+3端口内容输入AX OUT PORT,AL//AL内容输出到PORT端口 DX间址寻址端口地址为2字节，必须存放在DX寄存器中 DX寄存器中存放的是端口地址信息，因此CPU执行OUT DX,AL指令时，DX寄存器的值输出到地址总线上eg: IN AL,DX//DX指向的端口中读1字节到AL OUT DX,AL//将AL内容输出到DX指向的端口 微机系统与I/O之间的传送方式 无条件传送：外设准备好的情况下，CPU可直接用指令完成与接口的数据传送查询方式：数据传送前，需确认外设已准备好中断控制方式直接存储器存取方式（DMA方式） DMA方式不需要CPU参与采用查询方式进行I/O数据传送的优点是相对简单简单外设可以用无条件传送（如发光二极管） 5.可编程定时/计数器8254 基本结构8254内部集成了3个16位的计数器, 每个计数器有6种工作方式，计数初值可设定为二进制或BCD码，最高工作频率10MHz，有读出命令 每个计数器对外有3个引脚 GATE：门控信号输出端 CLK：计数脉冲输入端 OUT：输出信号端 使用地址线A1、A0选择8254芯片中的寄存器，其他高位地址线译码产生 C S ‾ \overline{CS} CS片选信号 在 C S ‾ \overline{CS} CS = 0的前提下 A1A0 = 00，选中0#计数器 A1A0 = 01，选中1#计数器 A1A0 = 10，选中2#计数器 A1A0 = 11，选中控制字寄存器 工作方式计数初值 N = fCLK/fOUT 方式2：分频器 输出波形为周期脉冲写入控制字后，OUT输出为高电平，写入计数初值后，若GATE为高电平，计数器开始减1计数，当计数值减到1时，OUT输出低电平，经过一个CLK周期，又变为高电平，计数初值自动重装，计数器开始重新计数若减1过程中，GATE变低，则暂停计数，遇到GATE上升沿，恢复初值，开始减1 计数计数过程中，写入新的计数初值，不会影响计数过程，只有当计数器减到1后，计数器才装入新的计数初值方式3：方波发生器 计数初值为 偶数：每来一个CLK脉冲，计数值减2，当减为0时改变极性，初值自动重装，继续计数 输出为1:1的方波 正负脉冲宽度均为N/2个CLK周期奇数：实际装入的初值和自动重装的初值，均为编程时写入的初值减1 输出正脉冲期间，每一个TCLK使计数值减2，当减为-2时，输出端变为低电平，初值自动重装，继续计数 宽度 = TCLK(N+1)/2 输出负脉冲期间，每一个TCLK使计数值减2，当减为0时，输出端变为高电平，初值自动重装，继续计数 宽度 = TCLK(N-1)/2 三个计数器的作用 0#计数器：每隔55ms通过中断系统提出一次日时钟中断请求1#计数器（用户禁止使用）：每隔15us向DRAM刷新控制器提出一次“动态存储刷新请求”2#计数器：为音响系统提供900Hz方波 初始化编程 数制选择：计数初值为二进制，初值范围为0000H ~ FFFFH，其中0000H表示65526；计数初值为二进制，初值范围为0000H ~9999H，其中0000H表示10000eg:设8254端口地址为40H~43H，要求2号计数器工作在方式1，按BCD码计数，计数初值为十进制数4000，试写出初始化程序 解：2号计数器的端口地址为42H，控制器端口地址为43H 2号计数器，则D7D6 = 10 按BCD码计数，所以计数初值为4000H，则D5D4 = 10，D0 = 1 工作在方式1，则D3D2D1 = 001 MOV AL,10100011H OUT 43H,AL//写控制字 MOV AL,4000H OUT 42H,AL//写初值 |
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