Bài giảng ngành điện tử viễn thông - Chương 6: Các kiểu I/O - Văn Thế Minh docx

Bài giảng Kỹ thuậtVi xử lý
Ngành Điện tử-Viễn thông
Đại học Bách khoa Đà Nẵng
của Hồ Viết Việt, Khoa ĐTVT
Tài liệu tham khảo
[1] Kỹ thuật vi xử lý, Văn Thế Minh, NXB Giáo dục, 1997
[2] Kỹ thuật vi xử lý và Lập trình Assembly cho hệ vi xử
lý, Đỗ Xuân Tiến, NXB Khoa học & kỹ thuật, 2001
Chương 6
Các kiểuI/O
6.1 Thăm dò (Polling)
6.2 I/O điều khiển bằng ngắt (Interrupt)
-
6.3 DMA (Direct Memory Access)
Thăm dò
mov dx, F000
L1: in al, dx
cmp al, FF
je L1
:
:
A
1
5
8088
Minimum
Mode
A18
A0
:
D7

D6
IOR
IOW
A19
D5
D4
D3
D2
D1
D0
74LS245
B0
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
A0
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
E DIR
A
1

4
A
1
3
A
1
2
A
1
1
A
1
0
A
9
A
8
A
7
A
6
A
5
A
4
A
3
A
2
A

1
A
0
IOR
5V
The Circuit
A
1
5
8088
Minimum
Mode
A18
A0
:
D7
D6
IOR
IOW
A19
D5
D4
D3
D2
D1
D0
A
1
4
A

1
3
A
1
2
A
1
1
A
1
0
A
9
A
8
A
7
A
6
A
5
A
4
A
3
A
2
A
1
A

0
IOR
5V
74LS245
B0
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
A0
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
EDIR
A
1
5
A
1
4
A
1
3

A
1
2
A
1
1
A
1
0
A
9
A
8
A
7
A
6
A
5
A
4
A
3
A
2
A
1
A
0
IOW

74LS373
Q0
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
OELE
Bài toán
•Chương trình tạo ra hiệu ứng “LED chạy”:
- Ban đầu LED chạy từ trên xuống
- Khi nhấn phím thấp nhất thì LED thay đổi
hướng chạy
- Khi nhấn phím cao nhất thì chương trình
kết thúc
Chương trình
mov dx, F000
mov ah, 00
mov al, 01
L1: out dx, al

mov cx, FFFF
L2: dec cx
jnz L2
cmp ah, 00
jne L3
rol al, 1
cmp al, 01
jne L1
jmp L4
L3: ror al, 1
cmp al, 80
jne L1
L4: mov bl, al
in al, dx
cmp al, FF
je L6
test al, 01
jnz L5
xor ah, FF
jmp L6
L5: test al, 80
jz L7
L6: mov al, bl
jmp L1
L7:
Khuyết điểm của thăm dò
•Tốn nhiều thời gian
•NgườI sử dụng có thể nhả phím trước khi
lệnh in al, dx được thực hiện, do đó
bộ vi xi xử lý sẽ không biết rằng ngườI sử

dụng đã nhấn phím
• Làm sao để khắc phục các khuyết điểm
đó?
Khuyết điểm của thăm dò
mov dx, F000
mov ah, 00
mov al, 01
L1: out dx, al
mov cx, FFFF
L2: dec cx
jnz L2
cmp ah, 00
jne L3
rol al, 1
cmp al, 01
jne L1
jmp L4
L3: ror al, 1
cmp al, 80
jne L1
L4: mov bl, al
in al, dx
cmp al, FF
je L6
test al, 01
jnz L5
xor ah, FF
jmp L6
L5: test al, 80
jz L7

L6: mov al, bl
jmp L1
L7:
Ngắt là gì?
Thăm dò
While studying, I’ll
check the bucket every 5
minutes to see if it is
already full so that I can
transfer the content of
the bucket to the drum.
Input
Device
Memory
µP
instruction
THĂM DÒ
Ngắt
I’ll just study. When the
speaker starts playing
music it means that the
bucket is full. I can then
transfer the content of
the bucket to the drum.
Input
Device
Memory
µP
instruction
INTERRUPT

Interrupt
request
Interrupt- Ngắt
•Bộ vi xử lý không cầnphải kiểm tra tính
sẵnsàngcủathiếtbị I/O.
• Các thiết bị I/O sẽ báo cho vi xử lý biết khi
chúng đã sẵn sàng
•Bộ vi xử lý có thể làm công việc khác khi
thiết bị I/O không có nhu cầu trao đổI dữ
liệu
Interrupt- Ngắt
•Mộtsố thuậtngữ cầnnhớ:
– Yêu cầu ngắt
– Đầu vào ngắt
– Đầu ra chấp nhận ngắt
–Chương trình con phục vụ ngắt
– Vector ngắt
–Số ngắt
–Bảng các vector ngắt
Interrupt Service Routine (ISR) - Chương trình con phục vụ ngắt
Interrupt vector - Vector ngắt
• Là chương trình được thực hiện khi có
một yêu cầu ngắt được chấp nhận
•Kết thúc bằng lệnh IRET
• Địa chỉ của chương trình con phục vụ ngắt
• Bao gồm4 byte:
– 2 byte cho địa chỉ Offset
– 2 byte cho địa chỉ Segment
Interrupt Vector Number
Số ngắt

•Làmộtsốđượcdùngđể phân biệtcác
yếucầungắt. Bởi vì có thể có nhiềuhơn
mộtthiếtbị phát yêu cầungắt đếnbộ vi xử
lý cho nên để cho bộ vi xử lý có thể nhận
biết được thiết bị thì mỗI thiết bị sẽ được
gán cho một số ngắt
•Tronghệ thống 8088, co thể có đến 256
số ngắt(từ 00h đếnFFh)
Interrupt Vector Table
Bảng các vector ngắt
• Là vùng nhớ được dành riêng để lưu trữ
các vector ngắt
•Có thể xem như là một mảng các vector
ngắt
–Mảng này có 256 phần tử
–Mỗi phần tử gồm 4 byte: 2 byte đầu lưu địa
chỉ offset, 2 byte sau lưu địa chỉ segment
– Các vector ngắt được lưu trữ theo trật tự tăng
dần của số ngắt
Bảng các vector ngắt
Phản ứng củavixử lý khi không có
ngắt
• Khi bật công tấc nguồnhoặcnhấn nút reset.
1. Bộ vi xử lý đượckhởi động:
– (IP) = 0000h
– (CS) = FFFFh
–IF = 0
2. Bộ vi xử lý tìm và lấy 1 byte lệnh.
3. IP tăng lên 1.
4. Bộ vi xử lý giải mã và thựchiệnlệnh nếutấtcả các byte lệnh

củamộtlệnh đã đượclấy.
5. Quay trỏ lại bước2.
Phản ứng củavixử lý khi có ngắt
•Thiếtbị I/O đưayêucầungắt đếnbộ vi xử lý bằng cách làm
cho đầuvàongắtINTR chuyển sang mức cao.
6. Bộ vi xử lý sẽ hoàn thành lệnh đang thực hiện trước khi chấp
nhận ngắt
7. Bộ vi xử lý chấpnhậnngắtbằng cách đưaratínhiệuchấp
nhậnngắt ở mứcthấptừ chân INTA. Lúc này thiết bị I/O sẽ
làm cho tín hiệu ở INTR chuyển về mức thấp.
8. Thiếtbị I/O sẽđưasố ngắt đượcgánchonóđếnbộ vi xử lý
thông qua D-Bus. Bộ vi xử lý sẽ lưu trữ số ngắt này vào một
thanh ghi tạm thời
Phản ứng của vi xử lý khi có ngắt
9. Bộ vi xử lý lưugiátrị hiệnthời của thanh ghi cờ vào stack.
10. Bộ vi xử lý xoá cờ ngắt
11. Bộ vi xử lý lưugiátrị hiệnthời củaCS vàostack.
12. Bộ vi xử lý lưugiátrị hiệnthời của IP vào stack.
13. Bộ vi xử lý nhân số ngắtvới 4. Kếtquả này chính là địachỉ
của nơi lưu trữ vector ngắt tương ứng trong bảng các vector
ngắt. Hai byte đầutiêncủavector ngắt được copy vào IP và
hai byte tiếp theo được copy vào CS.
14. Quay trở về bước2.
8088 và một thiết bị ra đơn giản
A
1
5
8088
Minimum
Mode

A18
A0
:
D7
D6
IOR
IOW
A19
D5
D4
D3
D2
D1
D0
A
1
4
A
1
3
A
1
2
A
1
1
A
1
0
A

9
A
8
A
7
A
6
A
5
A
4
A
3
A
2
A
1
A
0
IOW
74LS373
Q0
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
Q7
D0

D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
OELE
8088 và một thiết bị vào đơn giản
A
1
5
8088
Minimum
Mode
A18
A0
:
D7
D6
IOR
IOW
A19
D5
D4
D3
D2
D1
D0
74LS245

B0
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
A0
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
E DIR
A
1
4
A
1
3
A
1
2
A
1
1
A

1
0
A
9
A
8
A
7
A
6
A
5
A
4
A
3
A
2
A
1
A
0
IOR
5V
8088 và thiết bị vào hoạt động theo cơ chế ngắt
INTR
A
1
5
8088

Minimum
Mode
A18
A0
:
D7
D6
IOR
IOW
A19
D5
D4
D3
D2
D1
D0
74LS245
B7
B6
B5
B4
B3
B2
B1
B0
A7
A6
A5
A4
A3

A2
A1
A0
E
DIR
A
1
4
A
1
3
A
1
2
A
1
1
A
1
0
A
9
A
8
A
7
A
6
A
5

A
4
A
3
A
2
A
1
A
0
IOR
5V
INTR
INTA
8088 và một thiết bị vào hoạt động theo cơ chế ngắt
INTR
DQset
Qclr
5V
5V
A
1
5
8088
Minimum
Mode
A18
A0
:
D7

D6
IOR
IOW
A19
D5
D4
D3
D2
D1
D0
74LS245
B0
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
E
DIR
A

1
4
A
1
3
A
1
2
A
1
1
A
1
0
A
9
A
8
A
7
A
6
A
5
A
4
A
3
A
2

A
1
A
0
IOR
5V
5V
INTR
INTA
8088 và một thiết bị vào hoạt động theo cơ chế ngắt
A
1
5
8088
Minimum
Mode
A18
A0
:
D7
D6
IOR
IOW
A19
D5
D4
D3
D2
D1
D0

74LS245
B7
B6
B5
B4
B3
B2
B1
B0
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
E
DIR
A
1
4
A
1
3
A
1
2
A
1

1
A
1
0
A
9
A
8
A
7
A
6
A
5
A
4
A
3
A
2
A
1
A
0
IOR
5V
INTR
DQset
Qclr
5V

5V
INTR
INTA
INTA