6.1 I/O接口概述

I/O接口是位于基本系统与外设间实现两者数据交换的控制电路。

6.1.1 I/O接口的典型结构

1.内部结构

（1）数据寄存器，输入和输出寄存器

（2）状态寄存器，保存外设与其他接口电路当前的工作状态信息

（3）控制寄存器，保存处理器控制接口电路和外设操作的相关信息

2.外部特性

I/O接口与处理器的连接类似于存储器与处理器的连接。

3.基本功能

（1）数据缓冲

I/O接口的数据缓冲用于匹配快速的处理器与相对慢速的外设之间的数据交换，与数据寄存器的作用相对应。

（2）信号变换

I/O接口需要把信号转换为适合的形式。

4.软件编程

6.1.2 I/O端口的编址

1.I/O端口与存储器地址独立编址

独立编址是将I/O端口单独编排地址，独立于存储器地址。优点：不占用宝贵的存储器空间；I/O指令使程序中的I/O操作一目了然；较小的I/O地址空间使地址译码简单      不足：I/O指令的功能简单，寻址没有存储器指令丰富。

2.I/O端口与存储器地址统一编址

优点：处理器不用设计I/O指令和引脚，丰富的存储器访问方法同样能够运用于I/O访问

缺点：I/O端口会占用存储器的部分地址空间，通过指令不易辨认I/O操作。

3.I/O地址译码

多采用部分译码，节省硬件的开销，高位地址片选译码，低位地址片内译码

6.1.3 输入输出指令

输入指令IN和输出指令OUT

1.寻址方式 直接寻址和DX间接寻址 直接寻址只有256个

2.I/O数据传输量

8位使用AL，16位使用AX

6.1.4 外设与主机的数据传送方式

1.主要由软件程序控制的数据传送

（1）无条件传送（2）查询传送（3）中断传送

2.主要由附加硬件控制的数据传送

（1）DMA传送（2）I/O处理器控制传送

6.2 无条件传送

设备与处理器交换数据时总是处于Ready状态    只考虑数据缓存，不考虑信号联络，实现缓冲的是三态缓冲器和锁存器

1.三态缓冲器（74LS244）

图6-5

2.锁存器（74LS273）

电平锁存和边沿锁存

3.接口电路

6.3 查询传送

查询传送也称为异步传送。当处理器需要和外设交换数据时，首先查询外设工作状态，只有在外设准备好的情况下才进行数据传输。

1.查询过程

检测使用TEST指令，引入超时机制。

查询传送工作可靠，具有较广的适用性。但是查询需要大量处理器时间，效率较低

2.查询输入接口

8为锁存器与8位三态缓冲器构成数据输入寄存器    1个D触发器和1个三态缓冲器构成状态寄存器

3.查询输出接口

8位锁存器构成数据输出寄存器    1个D触发器和1个三态缓冲器构成状态寄存器

6.4 中断传送