第五章 输入输出和中断

计算机硬件技术基础MCS-51单片机输入/输出和中断输入/输出设备输入/输出传送的信息输入/输出的控制方式中断的基本概念MCS-51的中断系统MCS-51的定时/计数器输入/输出设备输入设备：定义：往主机传送信息的设备常用的输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、读卡机等输出设备定义：接收主机信息并送出信息呈现给人们的设备常用的输出设备：显示器、打印机、绘图仪等输入/输出传送的信息数据信息数字量模拟量开关量状态信息表征外设状态控制信息控制外设启停输入/输出的控制方式输入/输出设备与CPU的连接I/O编址方式无条件传送方式条件传送方式（查询方式）中断方式存储器直接存取（DMA）方式输入/输出设备与CPU的连接外设与CPU是通过接口电路连接接口电路的作用锁存作用防止由于CPU速度快，外设慢而产生的丢数现象隔离作用防止DB上的信息重叠变换作用在CPU与外设之间进行信息类型、电平、传送接收方式变换联络作用在CPU与外设之间进行联络，ReadyBusy无条件传送方式应用于定时为已知的且固定不变的低速I/O无需等待的高速I/OmovxA,@DPTRmovx@DPTR,ADB三态门锁存器地址译码器地址译码器来自外设至外设ABRDWR条件传送方式（查询方式）CPU查询外设状态信息(Ready,Busy)，条件满足时，进行数据传送程序简单高速CPU查询低速外设浪费CPU时间，效率低输入接口原理图输出接口原理图程序流程图中断方式中断：要求进行输入、输出的外设，发出就绪信号给CPU，作为中断请求，打断CPU正在进行的工作，即中断CPU正在执行的程序。中断过程：中断方式与查询方式比较提高了CPU的效率CPU与外设可并行工作CPU可及时响应外部事件存储器直接存取（DMA）方式利用DMAC(DMA控制器)实现成组、大批量的数据在内存和外设之间的快速传送。DMA过程：优点：速度快缺点：硬件复杂，成本增加I/O编址方式统一编址I/O接口与内存储器采用一套地址，完全象存储器单元一样处理，使用访问存储器的指令。如：movx类指令独立编址采用一套与存储器不同的地址，利用/MREQ（存储器请求）和/IORQ（输入输出请求），CPU有专门的I/O指令如：IN，OUTMCS51系列采用统一编址中断的基本概念中断技术对中断全过程的分析、研究及实现的方法中断技术的应用中断系统包括中断源的产生、中断判优、中断查询、中断处理等实现这一全过程的硬件和软件MCS-51的中断系统MCS-51的中断系统的结构MCS-51的中断系统的中断源MCS-51的中断系统的中断控制MCS-51的中断系统的中断响应过程MCS-51的中断程序设计举例MCS-51的多中断源系统设计MCS-51I/O口结构及指令MCS-51的中断系统的中断响应过程51CPU不响应中断的条件：CPU正在处理相同或更高级中断现行的机器周期不是所执行指令的最后一个机器周期正在执行的指令是访问IE、IP或RETI指令中断源入口地址同级中断优先级IE00003HTF0000BHIE10013HTF1001BHTI+RI0023H中断入口地址表MCS-51的中断程序设计举例8031/INT0P1.7P1.4P1.3P1.0+5VQRSORG0000HajmpMainORG0003HljmpEx1SvrORG0100HMain:setbIT0setbEX0setbEAsjmp$Ex1Svr:pushPSWpushACCmovA,#0FFhmovP1,AmovA,P1swapAmovP1,ApopACCpopPSWretiENDMCS-51的多中断源系统设计MCS-51的定时/计数器定时/计数器结构定时/计数器特相关的殊功能寄存器TMODTCON定时/计数器工作方式方式0方式1方式2方式3MCS-51的定时/计数器应用举例MCS51I/O口结构及指令•P0口结构•P1口结构•P2口结构•P3口结构•读锁存器指令•读引脚指令