接口与端口

5.1.1　接口与端口

计算机通过外部设备同外部世界进行交流。在微型计算机系统中，常用的外部设备有键盘、显示器、磁盘机、光盘机、打印机、扫描仪等。把这些外部设备与微型计算机连接起来实现数据传送的控制电路称为“外设接口电路”，简称“接口”。

8086/8088微机系统的每种外部设备都要通过一个硬件接口或控制器电路与CPU相连。例如，打印机通过打印接口与CPU相连，显示器通过显示控制器(俗称显卡)与CPU相连。从程序设计的角度看，接口由一组寄存器组成，这些寄存器就称为“端口”(Port)，它是完成输入/输出的桥梁。程序设计者利用I/O指令，直接存取接口电路上的寄存器内容来获得外部设备的状态信息，用以控制外部设备的动作，从而实现数据的输入/输出操作。

一个简单的外设接口框图如图5-1所示。

图5-1　简单的外设接口

从图5-1可见，“外设接口”是CPU与外设之间传送信息的一个界面、一个连接部件，是CPU与外设之间传送信息的控制电路。外设接口一边通过CPU的三总线(或微型计算机总线)同CPU连接，一边通过三种信息——数据信息、控制信息和状态信息与外设连接，CPU通过外设接口同外设之间交换的信息就是这三种信息。

(1)数据信息以二进制码形式提供，通常是8位、16位或32位数据。

(2)状态信息表示外设当前所处的工作状态，例如READY(就绪信号)表示输入设备已准备好信息，BUSY(忙信号)表示输出设备是否能接收信息。

(3)控制信息是由CPU发出的、用于控制外设接口工作方式以及外设的启动和停止的信息。

数据信息、状态信息和控制信息通常都是以数据形式通过CPU(或微机总线)的数据总线同CPU进行传送的，这些信息分别存放在外设接口不同类型的寄存器中。CPU同外设之间的信息传送实质上是对这些寄存器进行“读”或“写”操作。“接口”中这些可以由CPU进行读或写的寄存器被称为“端口”。按存放信息的类型，这些端口可分为“数据口”、“状态口”与“控制口”，分别存放数据信息、状态信息和控制信息。在一个外设接口中往往需要有几个端口才能满足和协调外设工作的要求，CPU通过访问这些端口来了解外设的状态、控制外设的工作以及同外设之间进行数据传输。