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计算机程序控制方式,计算机的i/o控制方式

通常采用的有三种i/o控制方式:程序控制方式、中断控制方式和直接存储器存取方式。

在进行微机控制系统设计时,可按不同要求来选择各外围设备的控制方式。

1.程序控制方式

程序控制i/o方式是指cpu和外围设备之间的信息传送是在程序控制下进行的。它又可分为无条件i/o方式和查询式i/o方式。

(1)无条件i/o方式

无条件传送方式的工作原理如图1所示。

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图1 无条件传送方式i/o接口的电路原理图

(2)查询式i/o方式

查询式i/o方式也称为条件传送方式。按查询式i/o方式传送信息时,cpu和外围设备的i/o接口除需设置数据端口外,还要有状态端口。查询式i/o接口电路的原理框图如图2所示。

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图2 查询式i/o方式接口电路的原理框图

查询式i/o方式是微机控制系统中经常采用的方式。假设某微机控制系统中采用查询式对1#、2#、3#三个外围设备进行i/o管理,其查询和i/o处理的简化程序流程图如图3所示。

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图3 查询式i/o处理简化程序流程图

2.中断控制i/o方式

为了提高cpu的效率和使系统具有良好的实时性,可以采用中断控制i/o方式。

在中断传送时的接口电路如图4所示。

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图4 中断传送方式的接口电路

微机控制系统中,可能设计有多个中断源,且多个中断源可能同时提出中断请求。多重中断处理必须注意如下四个问题:

(1)保存现场和恢复现场。

(2)正确判断中断源。

(3)实时响应。

(4)按优先权顺序处理。

3.直接存储器存取(dma)方式

利用中断方式进行数据传送,可以大大提高cpu的利用率。但在中断方式下,仍必须通过cpu执行程序来完成数据的传送。每进行一次数据传送,就要执行一次中断过程,其中保护和恢复断点、保护和恢复寄存器内容的操作与数据传送没有直接关系,但会花费掉cpu的不少时间。 

dma的工作流程如图5所示。

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图5 dma的工作流程图

实现上述操作的dma控制器的硬件框图如图6所示。

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图6 dma控制器框图

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图7 8237a的内部编程结构和外部连接