七 基本I/O接口电路设计实验

1、实验目的

(1) 掌握基本I/O接口电路的设计方法。

(2) 熟练汇编语言I/O端口操作指令的使用。

2、实验内容及说明

利用三态缓冲器74LS245、锁存器74LS374设计微机总线和外部设备的数据通道，实现微机对外部输入数据的读取和对输出数据的输出。用开关及LED显示单元的开关和数据灯作为输入和输出显示设备，将读到开关的数据显示在数据灯上。

3、实验原理

1．输入接口设计

输入接口一般用三态缓冲器实现，外部设备输入数据通过三态缓冲器，通过数据总线传送给微机系统。74LS245是一种8通道双向的三态缓冲器，其管脚结构如图所示。DIR引脚控制缓冲器数据方向，DIR为1表示数据由A[7:0]至B[7:0]，DIR为0表示数据由B[7:0]至A[7:0]。G引脚为缓冲器的片选信号，低电平有效。

2．输出接口设计

输出接口一般用锁存器实现，从总线送出的数据可以暂存在锁存器中。74LS374是一种8通道上沿触发锁存器。其管脚结构如图所示。D[7:0]为输入数据线，Q[7:0]为输出数据线。CLK引脚为锁存控制信号，上升沿有效。当上升沿到时，输出数据线锁存输入数据线上的数据。OE引脚为锁存器的片选信号，低电平有效。

3．输入输出接口设计

用74LS245和74LS374可以组成一个输入输出接口电路，既实现数据的输入又实现数据的输出，输入输出可以占用同一个端口。是输入还是输出用总线读写信号来区分。总线读信号IOR和片选信号CS相“或”来控制输入接口74LS245的使能信号G。总线写信号IOW和片选信号CS相“或”来控制输出接口74LS374的锁存信号CLK。实验系统中基本输入输出单元就实现了两组这种的电路，任意A组的电路连接如图所示。

4、实验说明及步骤

本实验实现的是将开关K[7:0]的数据通过输入数据通道读入CPU的寄存器，然后再通过输出数据通道将该数据输出到数据灯显示，该程序循环运行，直到按动键盘上任意按键再退出程序。实验程序流程如图3-1-4所示。参考实验接线如图3-1-5所示。

实验步骤如下。

(1) 确认从PC机引出的两根扁平电缆已经连接在实验平台上。

(2) 参考图3-1-5所示连接实验线路。

(3) 首先运行CHECK程序，查看并记录与片选信号对应的I/O端口始地址。

(4) 参考实验流程图编写程序，注意使用正确的端口地址，然后编译链接。

(5) 运行程序，拨动开关，观看数据灯

附录：

汇编程序源码

;Tio.asm
;基本I/O接口电路设计实验

;***************根据CHECK配置信息修改下列符号值*******************
IOY0 EQU 0A000H ;片选IOY0对应的端口始地址
IOY1 EQU 0A040H ;片选IOY1对应的端口始地址
;*****************************************************************
MYIO_A EQU IOY0+00H*4 ;基本输入输出单元A组端口地址
MYIO_B EQU IOY1+00H*4 ;基本输入输出单元B组端口地址

STACK1 SEGMENT STACK
DW 256 DUP(?)
STACK1 ENDS

CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE

START: MOV DX,MYIO_A ;读写基本I/O单元A组的端口
IN AL,DX
OUT DX,AL

MOV DX,MYIO_B ;读写基本I/O单元B组的端口
IN AL,DX
OUT DX,AL

MOV AH,1 ;判断是否有按键按下
INT 16H
JZ START ;无按键则跳回继续循环，有则退出

QUIT: MOV AX,4C00H ;返回到DOS
INT 21H

CODE ENDS
END START