端口的读写

CPU 的邻居

1. CPU 内部的寄存器
2. 内存单元
3. 端口（各种接口卡、网卡，显卡，主板上的接口芯片等）

• 各种芯片工作时，都有一些寄存器由 CPU 读写
• 从 CPU 角度，将各寄存器当端口，并统一编制
• CPU 用统一的方法与各种设备通信

读写端口的指令

• 在对 $[0,255]$ 的端口进行读写时，端口号用立即数给出
• 在对 $[256,65535]$ 的端口进行读写时，端口号放在 DX 中
• IN 和 OUT 指令中，只能用 AX 或 AL 来存放从端口中读入的数据或要发送到端口的数据。
• 访问 8 位端口时用 AL ，访问 16 位端口时用 AX

I/O 端口分配

IN

功能

CPU 从端口读取数据

格式

IN 数据 , 端口号

执行时与总线相关的操作

1. CPU 通过地址线将地址信息发出
2. CPU 通过控制线发出端口读命令，并选中端口所在的芯片，并通知要从中读取数据
3. 端口所在的芯片将对应端口中的数据通过数据总线送入 CPU

OUT

功能

CPU 往端口写入数据

格式

OUT 端口号 , 数据

CMOS RAM 芯片关于端口读写的操作

CMOS RAM 芯片

1. 包含一个实时钟和一个有 128 个存储单元的 RAM 存储器
2. 128 个字节的 RAM 中存储：内部实时钟、系统配置信息、相关的程序（用于开机时配置系统信息)
3. CMOS RAM 芯片靠电池供电，关机后其内部的实时钟仍可正常工作，RAM 中的信息不丢失
4. 该芯片内部有两个端口，端口地址为 70H 和 71H，CPU 通过这两个端口读写 CMOS RAM
5. 70H 地址端口，存放要访问的 CMOS RAM 单元的地址
6. 71H 数据端口，存放从选定的单元中读取的数据，或要写入到其中的数据
7. 读取 CMOS RAM 要先将要读取的单元地址送入 70H 地址端口，再从数据端口 71H 读出指定单元的内容

CMOS RAM 中存储的时间信息

内容	秒		分		时			日	月	年
地址	00	01	02	03	04	05	06	07	08	09

• 当前时间在 CMOS RAM 中用 6 个字节存放，用 BCD 码存放
• 6 个信息的长度都为 1 个字节

外设的连接与中断

CPU 在执行指令过程中，可以检测到发送过来的中断信息，引发中断过程，处理外设的输入。

外中断 ：由外部设备发生的事件引起的中断

• 几乎所有由外设引发的外中断，都是可屏蔽中断
• 不可屏蔽中断在系统中有必须处理的紧急情况发生时用来 CPU 的中断信息

可屏蔽中断

• 可屏蔽中断时 CPU 可以不响应的外中断
• CPU 是否响应可屏蔽中断，要看标志寄存器 IF 位的设置
• 当 CPU 检测到可屏蔽中断信息时，如果 IF = 1，则 CPU 在执行完当前指令后响应中断，引发中断过程；如果 IF = 0，则不影响可屏蔽中断。

不可屏蔽中断

• 不可屏蔽中断是 CPU 必须响应的外中断
• 当 CPU 检测到不可屏蔽中断信息时，则在执行完当前指令后，立即响应，引发中断过程
• 对于 8086 CPU 不可屏蔽中断的中断类型码固定为 2

外中断处理过程

可屏蔽中断所引发的中断过程

1. 取中断类型码（可屏蔽中断信息来自于 CPU 外部，中断类型码通过数据总线送入 CPU）
2. 标志寄存器入栈，IF = 0 , TF = 0（将 IF 置 0 的原因是 ：进入中断处理程序后，禁止其他的可屏蔽中断，如果在中断处理程序中需要处理可屏蔽中断，可以用指令将 IF 置 1）
3. CS 和 IP 入栈
4. $(IP) = (中断类型码 \times 4)$ ，$(CS) = (中断类型码 \times 4)$

不可屏蔽中断的中断过程（不必取中断码，固定为2）

1. 标志寄存器入栈，IF = 0,TF = 0
2. CS 和 IP 入栈
3. (IP) = (8) ，(CS) = (0AH)