第二章 i/o埠位址解碼技術
2.1 i/o埠及其編址方式
一、i/o 埠和i/o操作
埠埠：微處理器與i/o裝置直接通訊的位址。
cpu只所以能夠準確無誤地與各個i/o介面晶元或i/o介面邏輯電路進行通訊，就是因為各個i/o介面晶元或i/o介面邏輯電路具有各自的埠位址。
操作i/o操作：i/o埠的操作；包括，埠的輸入操作和輸出操作兩類。
二、埠位址的編址方式
所謂定址方式就是如何實現對i/o 埠的訪問問題。即稱之謂i/o 埠定址。
1.統一編址方式(儲存器映象i/o定址方式)
統一編址：指從儲存器空間劃出一部分位址空間給i/o介面裝置，把i/o介面中的埠視作儲存器單元一樣的進行訪問，不設定專門的i/o指令。
統一編址的特點：
⑴ i/o 埠與儲存器共用同一位址空間。在系統設計時，指定某位址空間內的乙個區域供i/o裝置使用，即每乙個i/o埠占用儲存器空間的乙個位址。
⑵ cpu 對i/o埠的管理，是利用對儲存器單元進行操作的指令來實現資料傳送的，大大增加了程式設計的靈活性，並使cpu對i/o裝置控制更為方便。
⑶ cpu 通過位址匯流排的最高位狀態和讀/寫控制命令，確定是對儲存器訪問還是對i/o埠進行訪問。無論對儲存器還是對i/o埠訪問，cpu一視同仁地將其視為儲存空間的乙個單元。
⑷ 統一編址i/o埠占用了儲存器位址空間，使儲存器容量減少，此外指令長度比專用i/o指令要長，執行時間也長。
2.獨立編址方式
獨立編址：i/o 埠和儲存器分別建立兩個位址空間，並且相互獨立。cpu 設定專門的輸入/輸出指令實現對i/o埠的訪問。
獨立的i/o編址的特點：
⑴ i/o裝置的埠位址空間與儲存器位址空間完全分開，各自獨立。
⑵ cpu 使用各自的控制命令對儲存器和i/o裝置進行訪問控制。
⑶ cpu 對i/o裝置的管理是使用專門的輸入(in)和輸出(out)指令來實現資料傳輸，而輸入/輸出資料通道則是共用的匯流排結構。
⑷ ibm-pc及其相容機都使用i/o埠獨立編址方式。
三、獨立編址方式的埠訪問
微型計算機採用i/o指令即input和output訪問埠，實現cpu與i/o裝置之間的資料傳輸。
指令中埠的位址的寬度
在i/o指令中，有單位元組位址和雙位元組定址之分。
⑴單位元組位址
格式：in al, port
out port, al
例如：in al， 60h ；al由埠60h讀入資料（60h是8255a的pa埠位址）
out 61h，al ；al向埠61h寫入資料（61h是8255a的pb埠位址）
⑵雙位元組位址
格式：mov dx， ╳ ╳ ╳ ╳h
in al，dx
mov dx，╳ ╳ ╳ ╳h
out dx，al
例如：mov dx， 300h
in al，dx
mov dx，301h
out dx，al
注意：採用單位元組位址時，埠位址是在指令中直接給出的，即埠位址就在指令中；採用雙位元組位址時，埠位址是用暫存器間接給出的，即位址存放在暫存器dx中。
埠訪問
埠訪問：就是cpu對埠的讀/寫操作，即cpu從埠讀入資料或向埠寫入資料。
例如：in al， 60h ；al由埠60h讀入資料（60h是8255a的pa埠位址）
out 61h，al ；al向埠61h寫入資料（61h是8255a的pb埠位址）
例如：mov dx， 300h
in al，dx
mov dx，301h
out dx，al
以上僅僅是i/o埠與cpu之間的資料交換，如果記憶體與外部裝置交換資料時，則：
例如：mov dx， 300h ；i/o埠
in al，dx ；從埠讀入資料到al
mov [di]，al ；將資料從al暫存器→記憶體
mov dx，301h ；i/o埠
mov al，[si] ；從記憶體讀取資料到al
out dx，al ；資料從al暫存器→埠
2.2 i/o埠位址的分配
本節安排學員自己學習，弄懂：
埠位址選用原則？
2.現有位址中，哪些位址已經用於i/o裝置？廠商保留位址是哪些？使用者開發使用的位址範圍是哪些？
2.3 i/o埠位址解碼
埠位址解碼：依據來自位址匯流排上的位址碼，變換成為cpu所要訪問的埠（暫存器），實現cpu對介面晶元或介面電路的選擇。也就是對埠位址的識別。
一、位址解碼原則
1.高位位址（釋：什麼叫高位位址？）與cpu的控制訊號組合經過解碼電路解碼，實現系統中的片間定址；
2.低位位址（釋：什麼叫低位位址？）直接加到i/o介面晶元，實現介面晶元內的埠定址。
二、i/o位址解碼電路工作原理及作用
1.解碼電路的輸入訊號
根據位址解碼的原則：
晶元間選擇：高位位址+控制訊號進行邏輯組合→產生片間選擇訊號。該訊號不僅滿足位址範圍分配限制，同時滿足cpu的控制條件。
例如：aen訊號，當aen=「0」時→非dma操作，解碼才有可能有效；
當en=「1」時→dma操作，解碼絕對無效。
-ior、-iow：控制對i/o埠的讀/寫操作，只有該訊號有效時才有可能使解碼有效。
說明：低位位址不參加解碼，直接加於i/o介面晶元。
2.解碼電路的輸出訊號
位址解碼輸出訊號：-cs，低電平有效（釋：低電平有效）；
-cs=「0」時，表示解碼有效，即被菜單元被cpu選中，cpu可以對其進行操作。
-cs=「1」時，表示解碼無效，cpu無法對其執行操作。
三、i/o埠位址解碼電路設計
解碼電路設計型別思路：
位址範圍：n根位址線未參與解碼，譯出位址含2n個；
依據解碼電路形式：固定埠位址（埠位址是唯一的）解碼與可選式埠位址（埠位址不是唯一的，可以根據不同的需要有所選擇）解碼；
依據解碼電路採用元件：閘電路解碼與解碼器解碼。
1. 固定式埠位址解碼
閘電路解碼法——單個位址或位址範圍；
解碼法——多個位址或位址範圍。
例一：使用74ls20/30/32和74ls04設計i/o埠位址為2f8h的唯讀解碼器？
分析：74ls20/30（與非門）/32（或非門）/04（非門）
位址線 a11 a10 a9 a8 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0
十六進製制2f8
二進位制 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0
由此，設計出解碼電路如教材p15fig 2.1(a)
例二：使用74ls20/30/32和74ls04設計i/o埠位址為2e2h解碼器？
方法同例一
例三：使用74ls138設計乙個系統板上介面晶元的i/o位址解碼電路，並且讓每個介面晶元內部的埠數目為32個？
分析：①74ls138晶元：有三個解碼輸入端、三個解碼控制端和八個解碼輸出端；
介面晶元內部的埠數目為32個，即a0-a4為低位位址，不參加解碼，a5、a6、a7作為74ls138的解碼輸入；
系統板上的i/o位址分配在000h-0ffh範圍，位址應該由000h開始。
由此：a9 a8 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0
控制片選片內選擇
0h 0-7h 0 - 1fh
則得：教材p16的fig 2.2
2.可選式埠位址解碼
比較器的方法：當比較器輸出有效（相等）時，解碼輸出有效。
加位址開關的方法：使用跳接開關改變位址狀態，實現位址可變。
例四：設計乙個埠位址為278h-27fh、378h-37fh的解碼邏輯（印表機介面卡解碼邏輯）？
要求：學員自己在下面做，待會選擇幾個同學到講台上畫出自己的結果。
第二章總結
第二章化學物質及其變化複習提綱 第一節物質的分類 一 簡單分類法及其應用 樹狀分類法 交叉分類法 二 分散系及其分類 分散系 1 定義 一種 或多種 物質以粒子形式分散在另一種 或多種 物質中所得到的體系。2 組成 分散成微粒的物質 分散質 微粒分布在其中的物質 分散劑 3 分類 膠體 1 膠體的本...
第二章小結
第二章隨機變數及其分布 第一節隨機變數的概念 一 隨機變數概念的引入 為全面研究隨機試驗的結果,揭示隨機現象的統計規律性,需將隨機試驗的結果數量化，即把隨機試驗的結果與實數對應起來.1.在有些隨機試驗中,試驗的結果本身就由數量來表示.2.在另一些隨機試驗中,試驗結果看起來與數量無關,但可以指定乙個數...
第二章學案
第二章簡單直流電路 2.1電動勢閉合電路的歐姆定律 學習目標 1.理解電動勢 端電壓 電位的概念。2.掌握閉合電路的歐姆定律。要點導學 1.什麼是電源的電動勢？常用什麼符號表示？2.電動勢的大小e 3.電動勢的方向是怎麼規定的？4.閉合電路的歐姆定律 5.負載獲得最大功率的條件是什麼？此時負載的最大...