Порты ввода-вывода

Для подключения периферийных устройств (ПУ) используются порты ввода-вывода. Конструктивно порты ввода-вывода представляют собой  регистры контроллера внешнего устройства, которые непосредственно подключены к шине ввода-вывода МП. Для управления обменом данными между аппаратными компонентами каждому порту ввода-вывода присваивается свой уникальный шестнадцатеричный адрес порта, например 370h. В IBM персональных компьютерах можно адресовать 216 портов ввода-вывода. Диапазон адресов, отведенный для адресации ВУ и памяти, образует общее адресное пространство. Стандартно порты ввода-вывода занимают диапазон адресов от 0 до 3FFH. В адресное пространство входят порты контроллеров клавиатуры, жестких и гибких дисков, видеоадаптеров, звуковых карт, последовательных и параллельных интерфейсов и любого другого периферийного оборудования.

Одно периферийное устройство может использовать несколько портов ввода-вывода. Иногда их количество может достигать нескольких десятков. Например, контроллер параллельного интерфейса имеет три регистра: регистр вывода данных, регистр состояния и регистр управления, адресуемые через свои порты ввода-вывода, а контроллер последовательного интерфейса - десять регистров, адресуемых через семь портов ввода-вывода.

Естественно, адресация портов осуществляется центральным процессором при выполнении соответствующей программы. Для того чтобы исключить необходимость указания конкретного адреса каждого порта ввода-вывода при программировании, а также для оперативного их изменения в зависимости от конкретной конфигурации компьютера, существует понятие базовый адрес порта ввода-вывода.

Базовый адрес порта ВВ присваивается каждому периферийному устройству и соответствует младшему адресу из группы портов. Адресация остальных портов периферийного устройства осуществляется путем задания смещения относительно базового адреса. BIOS резервирует ряд диапазонов адресов портов ввода-вывода стандартных аппаратных компонентов, которые не могут быть использованы другими периферийными устройствами.

Для управления исполнительным механизмом, работающим по прин­ципу включено-выключено, на соответствующей выходной линии порта МК необходимо сформировать сигнал «0» или «1». Это реали­зуется командами вывода непосредственного операнда, содержащего в требуемом бите значение «0» или «1».

В случае параллельного управления группой исполнитель­ных механизмов, подключенных к выходному порту, формируется не двоичное управляющее воздействие, а управляющее слово, которое имеет формат байта. В каждом разряде ставится в соответствие «1» или «0» в зависимости от того, какие исполнительные механизмы должны быть включены или выключены.

Управляющие слова удобно формировать командами логических опе­раций над содержимым порта. Команда ANL (логическое И) используется для сброса тех бит управляющего слова, которые в операнде заданы нулем. Команда ORL (логическое ИЛИ) ис­пользуется для установки бит управляющего слова. Командой XRL (исключающее ИЛИ)  осуществляется ин­версия бит в соответствии с выражением х Å1= .

Для формирования сложных последовательностей управляющего слова удобно пользо­ваться табличным способом, при котором все возможные управляющего слова упакова­ны в таблицу, а прикладная программа МК вычисляет адрес требуемо­го управляющего слова, выбирает его из таблицы и передает в порт вывода.