输入输出中断总结第1篇
适用于高速的外围设备，接口以某一确定的时钟速率和外设交换信息。因此，这种方式称为同步定时方式。一旦接口和外设确认同步，它们之间的数据交换便靠时钟脉冲控制来进行。例如，若外设是一条传送2400位/秒的同步通信线路，那么接口即每隔1/2400秒执行一次串行的输入/输出操作。
i/o与外设之间依据外设的速度，有无条件传送、异步传送和同步传送3种方式，那么接下来我们学习下CpU与i/o接口之间的数据传送方式。为了便于理解，我们先思考一个幼儿园阿姨分糖的案例：
假设幼儿园一个阿姨带10个孩子，要给每个孩子分2块水果糖。假设老师需要确认孩子们把2块糖都吃完，那么她采用什么方法呢?（4种发送方法）
（1）阿姨给孩子甲一个，等候吃完后再给甲第二个，等候吃完再去给第二个孩子乙，如此类推，效率最低，阿姨始终处于等待中。（对应程序查询方式）
（2）阿姨给全部孩子每人一个，哪个孩子吃完后和阿姨要第二个，效率较高，阿姨可以去处理一些临时事情。（对应中断方式）
（3）阿姨给全部孩子每人两个，谁吃完后报告给阿姨，相当于计算机中的批量处理，效率明显提升。（对应Dma方式）
（4）阿姨把权力进行下放，委托给一个孩子进行糖果发放，只需要时不时进行过问即可，效果更高。（对应通道方式）
输入输出中断总结第2篇
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——@正能量的康sir
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了解和掌握：
i/o接口的基本功能
i/o端口及其编址方式
i/o地址译码
1.i/o接口
接口要解决的问题
速度匹配——数据的缓冲与暂存
信号的驱动能力——信号驱动
信号形式和电平的匹配——信号类型转换
信息格式——信号格式转换
时序匹配（定时关系）
总线隔离——三态门
接口的基本构成
暂存输入、输出数据
保存外设当前状态，供CpU读取
存放控制命令（设定接口功能、参数和工作方式）
2.i/o端口及其编址
端口：接口电路中用于缓存数据及控制信息的部件
数据端口
状态端口
控制端口
i/0端口编址
计算机系统中包含各类不同功能的接口电路。
每个接口中含1个或多个端口。
端口编址
为确保CpU能够访问到每个不同的端口
寻址端口的方法：
先找到端口所在的接口电路芯片
再在该芯片上找具体访问的端口
若接口中仅有一个端口，则找到芯片即找到端口
若接口中有多个端口，则找到芯片后需再找端口
每个端口地址=片选地址（高位地址）+片内地址
8086/8088寻址端口的能力：64K个端口
端口的编址方式：
与内存统一编址
独立编址（内存地址资源充分利用。能够应用于端口的指令较少。）
8088/8086的i/o端口编址
采用i/o独立编址方式，与内存共用地址总线，用io/#m信号状态区分
访问端口时仅使用地址总线的：a15～a0
可寻址的i/o端口数为64K(65536)个，i/o地址范围：0～FFFFH
iBmpC只使用了1024个i/o地址(0～3FFH)
3.i/o地址译码
目的：确定端口的地址
参加译码的信号：#ioR，#iow，高位地址信号
(oUt指令将使总线的#iow信号有效。in指令将使总线的#ioR信号有效)
对端口读/写信号的产生条件:
io/#m=1
#RD=0——>#ioR=0
#wR=0——>#iow=0
当接口只有一个端口时：
无片内地址，全部地址信号均为高位地址（可全部参与译码），译码输出直接选择该端口；
当接口具有多个端口时：
则16位地址线的高位参与译码（决定接口的基地址），而低位则用于确定要访问哪一个端口。
由于端口资源丰富，端口地址译码常采用部分地址译码
i/o地址译码例
某外设接口有4个端口，地址为2F0H——2F3H，由a15～a2译码得到，而a1、a0用来区分接口中的4个端口。试画该接口与系统的连接图。
地址范围：
××××001011110000
××××001011110011
了解和掌握：
不同类型接口的特点
三态门接口
锁存器接口
1.接口的分类及特点
按传输信息的方向分类：输入接口、输出接口
按传输信息的类型分类：数字接口、模拟接口
按传输信息的方式分类：并行接口、串行接口
接口特点
输入接口：要求对数据具有控制能力常用三态门实现
输出接口：要求对数据具有锁存能力常用锁存器实现
2.三态门接口
特点：具有对数据的控制能力，但不具备对数据的控制能力
C低电平有效。C有效时,导通，Y始终等于X，当C无效时，Y和X断开
C高电平有效(看C那里没有圈圈)。
74LS244
含8个三态门的集成电路芯片
在外设具有数据保持能力时用来输入接口
三态门接口应用例
编写程序：
判断图中的开关状态。若所有开关都闭合，则程序转向标号neXt1，否则转向标号为neXt2的程序段执行。
采用了部分地址译码，地址线a1和a0未参加译码。
接口芯片的地址范围：
83FCH～83FFH当地址总线上a15～a0出现此4个地址之一时，#e1#e2端有效，三态门导通。
题目分析：
当开关断开时，三态门输入端i呈现高电位；
当开关闭合时，三态门输入端i呈现低电位；
m0VDX，83FCH
inaL，DX
anDaL，0FFH；改变状态位标志而不改变操作数
JZneXt1;ZF=1说明aL=00H也就是说8个i都是低电平
JmpneXt2
neXt1:
neXt2:
3.锁存器接口
（每当Cp处于脉冲的上升沿时，C的状态会锁存在Q里，Q非锁存Q相反状态。平沿下降沿都不会改变）
特点：
具有对数据的锁存能力
8D锁存存器
74LS273：8D触发器，不具备数据的控制能力。只能做输出接口
74LS373：含三态的8D触发器，具有对数据的控制能力。既可以做输入接口，也可以做输出接口。
74LS273
由8个D触发器组成
(Cp为脉冲输入端，在每个脉冲的上升沿将输入端Di的状态锁存在Qi输出端，并将此状态保持到下一个时钟脉冲的上升沿)
锁存器接口例：
应用74LS273作为输出接口，实现对8个发光二极管的控制。
题目分析：
由图得，要使接到Q端的发光二极管亮，其对应的Q端须输出“1”状态，反之输出“0”状态。
(a0-a15都是1时，与非门是0，产生不了上升沿。#iow由0到1的跳变，使或门由0到1也跳变，产生上升沿，可做触发。)
由图得出锁存器74LS273的端口地址：FFFFH
程序段：
moVDX，0FFFFH；数字的第一个数符是字符型时其前要加0
moVaL，01000001B
oUtDX，aL
基本输入/输出方法
无条件传送
查询式传送
中断方式传送
直接存储器存取(Dma)
（无条件传送、查询式传送属于程序控制方式）
1.无条件传送
要求外设总是处于准备好状态
优点：
软件及接口硬件简单
缺点：
只适用于简单外设，适应范围较窄
无条件传送例
读取开关的状态；当开关闭合时，输出编码使发光二极管亮。
2.查询工作方式
仅当条件满足时才能进行数据传送；
每满足一次条件只能进行一次数据传送。
适用场合：
外设并不总是准备好
对传送速率和效率要求不高
工作条件：
外设应提供设备状态信息
接口应具备状态端口
查询工作方式流程图
优点：软硬件比较简单
缺点：CpU效率低，数据传送的实时性差，速度较慢
3.中断控制方式
特点：外设在需要时向CpU提出请求，CpU再去为它服务。服务结束后或在外设不需要时，CpU可执行自己的程序。
优点：CpU效率高，实时性好，速度快。
缺点：程序编制相对较为复杂。
以上三种i/o方式的共性：
信息的传送均需通过CpU
软件：外设与内存之间的数据传送是通过CpU执行程序来完成的（pio方式）；
硬件：i/o接口和存储器的读写控制信号、地址信号都是由CpU发出的。
缺点：程序的执行速度限定了传送的最大速度
CpU掌握总线控制权
i/o过程由CpU控制；地址信号、控制信号均由CpU产生。
4.直接存储器存取方式Dma
特点：
外设直接与存储器进行数据交换，CpU不再担当数据传输的中介者；
总线由Dma控制器（DmaC）进行控制（CpU要放弃总线控制权），内存/外设的地址和读写控制信号均由DmaC提供。
Dma控制方式的工作过程
①外设向Dma控制器发出“Dma传送请求”信号DRQ；
②Dma控制器收到请求后，向CpU发出“总线请求”信号HoLD；
③CpU在完成当前总线周期后会立即发出HLDa信号，对HoLD信号进行响应；
④Dma控制器收到HLDa信号后，就开始控制总线，并向外设发出Dma响应信号DaCK。
Dma工作方式
周期窃取：每个Dma周期只传送一个字节或一个字就立即释放总线。
数据块传送：DmaC在申请到总线后，将一块数据传送完后才释放总线，而不管中间DReQ是否有效。
直接存取方式：Dma的数据传送请求直接发到主存储器，在得到响应后，整个工作过程在Dma控制器中由硬件完成。
周期窃取的Dma方式
4种基本i/0控制方式总结
无条件传送：
简单，适用范围小，仅适用于“随时准备好”的低速外设
查询工作方式
简单，适用于具备“状态信息”的低速外设
CpU效率低，控制实时性差
中断方式
适用于中速外设
相对于查询方式，CpU效率较高，控制实时性较好
Dma方式：
数据传输由Dma硬件来控制，数据直接在内存和外设之间交换，可以达到很高的传输速率。
控制复杂，硬件成本相对较高
外设状态端口地址为03FBH，第5位(bit5)为状态标志（=1忙，=0准备好）；外设数据端口地址为03F8H，写入数据会使状态标志置1；外设把数据读走后又把它置0。
要求：
画出该控制系统电路图
利用查询工作方式，将Data下100B数据输出。
题目分析:
外设有1位状态位，需要通过输入接口将状态信息输入系统；
可选择一个三态门或74LS244接口
数据需由系统输出，需要通过输出接口
可选择74LS273接口
输入接口地址=03FBH，bit5=1表示“忙”
输出接口地址=03F8H
待输出数据在内存中的首地址=Data；
待输出数据块大小=100B
控制程序
LeaSi,Data
moVCX,100
aGain:moVDX,03FBH
waitt:inaL,DX
teStaL,20H
JnZwaitt
moVDX,03F8H
moVaL,[Si]
oUtDX,aL
inCSi
LoopaGain
HLt
根据开关状态在7段数码管上显示数字或符号
设输出接口的地址为F0H，输入接口地址为F1H;(仅给出8位地址，为部分地址译码)
当开关的状态分别为0000～1111时，在7段数码管上对应显示’0’～’F’
题目分析：
输入设备：4个开关
输出设备：1个七段数码管
需要1个输入接口，1个输出接口
理解和掌握：
1中断的基本概念
2中断响应的一般过程
3中断向量表
48088/8086中断系统
1.中断的基本概念
中断：CpU执行程序时，由于发生了某种随机的事件(中断源)(外部或内部)，引起CpU暂时中断正在运行的程序，转去执行一段特殊的服务程序(中断服务(处理)子程序)，以处理该事件，该事件处理完后又返回被中断的程序继续执行，这一过程称为中断。
引入中断的原因
提高对外设请求的响应实时性。
提高了CpU的利用率。避免了CpU不断检测外设状态的过程。
中断类型
根据中断请求的来源分为：
内部中断
异常中断——异常事件引起
软件中断——中断指令引起
外部中断
可屏蔽中断——intR中断可屏蔽意思是如果CpU有比响应此中断更重要的就可屏蔽此中断
非屏蔽中断——nmi中断必须响应
外部可屏蔽中断
2.外部可屏蔽中断响应的一般过程
中断请求
中断源识别及中断判优
中断响应
中断处理（服务）
中断返回
1）中断请求
外部可屏蔽中断请求信号：intR
中断请求信号应保持到中断被处理为止；
CpU响应中断后，中断请求信号应及时撤销
2）中断源识别
软件查询法
中断矢量法——由中断源提供中断类型号，CpU根据类型确定中断源
中断判优（当有多个中断源同时提出请求时，响应谁？）
优先级法则：低优先级的中断程序允许被高优先级的中断源所中断
排队法则先：来先响应
中断源识别及判优由硬件系统完成
中断源判优
中断控制器判优：根据中断向量码（中断类型码）确定中断源
3）中断响应
外部可屏蔽中断响应信号：#inta
向中断源发出#inta中断响应信号；
关中断——不允许响应其它中断
保护硬件现场——将FLaGS压入堆栈
保护断点——将CS、ip压入堆栈
获得中断服务程序入口地址
由硬件系统完成
4）中断处理
执行中断服务子程序
中断服务子程序的特点：为“远过程”、用iRet指令返回
中断服务子程序完成的工作
关中断，保护现场，保护断点，找入口地址
保护软件现场（参数）
开中断（Sti）
中断处理
关中断（CLi）
恢复现场
中断返回
5）中断返回
执行iRet指令，使ip、CS和FLaGS从堆栈弹出(恢复断点和硬件现场)
中断处理过程
3.中断向量表
存放各类中断的中断服务程序的入口地址；
位于内存的00000H～003FFH。
每个入口占用4Bytes，低字为段内偏移，高字为段基址；
中断向量表大小为1KB，共256个入口。
4.8088/8086中断系统
256个中断源
内部中断
异常中断：除法错中断溢出中断单步中断。。。
软件中断
外部中断
非屏蔽中断
可屏蔽中断
8088内部中断与nmi中断
内部中断特点：
无#inta周期
中断类型码固定或由指令给出
8088/8086中断响应和处理流程
应理解：
i/o接口的基本概念和功能
什么是端口？
i/o端口的编址方式
4种基本i/o方法的特点及适用场合
什么是中断？什么是中断向量表？
中断响应的一般过程
应掌握：
i/o接口译码电路设计方法
利用无条件传送或查询方式实现对简单外设的控制
利用三态门接口和锁存器接口芯片实现对简单外设的控制
注意点与常见问题
4种基本输入输出方法各自的应用场合
无条件传送方式：
外设随时处于“准备好”状态，且不能提供状态信息
查询方式：
外设必须要能够提供状态信息
中断方式：
外设必须具备发出高电平中断请求信号的能力
常用于实时性要求较高的中速外设控制
Dma方式
整个输入输出由硬件系统完成，适用于高速外设。
简单接口电路设计
译码电路设计访问端口最多16位地址信号
总线信号访问i/o端口的读写控制信号
接口系统的译码电路常采用部分地址译码
中断技术
中断响应的一般过程
中断向量表每个表项的含义
输入输出中断总结第3篇
中断是一种程序随机切换的方式，有时也统称为异常。
当外部发生某些随机的事件需要及时处理时，无论CpU正在执行哪一条指令，都可以通过中断响应的方式暂停正在执行的主程序的执行，转而执行另外一段中断服务程序。在高优先级的中断服务程序执行完毕后，可以返回被打断的主程序“断点”继续执行。主程序只是在设备a、B、C数据准备就绪时，才去与设备a、B、C进行数据交换。在速度较慢的外围设备准备自己的数据时，CpU照常执行自己的主程序。在这个意义上说，CpU和外围设备的一些操作是并行地进行的，因而同串行进行的程序查询方式相比，计算机系统的效率大大提高了。
输入输出中断总结第4篇
向量中断是CpU快速响应中断的方法，中断机构提供中断源的向量地址，这个地址指向中断服务程序的入口。所有中断的向量信息都存在一个中断向量表里，CpU用这个表快速找到并执行对应的服务程序。特点，由硬件完成
图中，a1、a2到an为n个中断向量的向量地址；pC1、pC2到pCn为各个中断服务程序的入口地址，在中断响应时由硬件自动加载到程序计数器pC中；pSw1、pSw2到pSwn为各个中断服务程序开始执行时的初始程序状态字，在中断响应时由硬件自动加载到程序状态字寄存器pSwR中。
输入输出中断总结第5篇
按上述步骤执行时CpU资源浪费严重，所以实际执行时做了改进：CpU在执行主程序时，会周期性地调用询问子程序来检查各i/o设备的状态。如果设备准备好了（Ready为“1”），就执行它的服务子程序；如果没准备好（Ready为“0”），就检查下一个设备。这样，CpU能更有效地利用资源。
我们介绍了CpU与i/o接口的程序查询方式，但其消耗的CpU时间是可观的，适用于低速设备和CpU任务不繁重的情况。那么我们改如何进行改进呢？接下来我们讲解第二种数据传送方式，程序中断方式。