第六章輸入輸出與接口技術(shù)(已修改)
2025-10-08 01:02 本頁面
【正文】 第 6 章 第 6章 輸入輸出和接口技術(shù) 教學重點 ? 接口與接口控制原理 ? I/O端口地址的譯碼方法 ? 數(shù)字通道接口及其應用 ? 模擬通道接口 接口基本概念 為什么需要 I/O接口 （ 電路 ） ？ ? 微機的外部設(shè)備多種多樣 ? 工作原理 、 驅(qū)動方式 、 信息格式 、 以及工作速度方面彼此差別很大 ? 它們不能與 CPU直接相連 ? 必須經(jīng)過中間電路再與系統(tǒng)相連 ? 這部分電路被稱為 I/O接口電路 多種外設(shè) （續(xù) 1） 什么是 I/O接口 （ 電路 ） ？ ? I/O接口是位于系統(tǒng)與外設(shè)間 、 用來協(xié)助完成數(shù)據(jù)傳送和控制任務(wù)的邏輯電路 ? PC機系統(tǒng)板的可編程接口芯片 、 I/O總線槽的電路板 （ 適配器 ） 都是接口電路 CPU 接口 電路 I/O 設(shè)備 （續(xù) 2） 什么是微機接口技術(shù) ？ ? 處理微機系統(tǒng)與外設(shè)間聯(lián)系的技術(shù) ? 注意其軟硬結(jié)合的特點 ? 根據(jù)應用系統(tǒng)的需要 ， 使用和構(gòu)造相應的接口電路 ， 編制配套的接口程序 ， 支持和連接有關(guān)的設(shè)備 微機接口技術(shù)是編程人員的一項基本技能。 I/O接口的主要功能 ⑴ 對輸入輸出數(shù)據(jù)進行緩沖和鎖存 輸出接口有 鎖存環(huán)節(jié) 輸入接口有 緩沖環(huán)節(jié) ⑵ 對信號的形式和數(shù)據(jù)的格式進行變換 微機直接處理： 數(shù)字量 、 開關(guān)量 、 脈沖量 ⑶ 對 I/O端口進行尋址 ⑷ 與 CPU和 I/O設(shè)備進行聯(lián)絡(luò) I/O接口的典型結(jié)構(gòu) 控制總線 CB 地址總線 AB I/O接口電路 數(shù)據(jù) 控制 狀態(tài) 數(shù)據(jù)總線 DB CPU 外設(shè) 控制寄存器 狀態(tài)寄存器 數(shù)據(jù)寄存器 1. 接口電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2. 接口電路的外部特性 3. 接口電路芯片的分類 4. 接口電路的可編程性 1. 接口電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ? CPU與外設(shè)主要有數(shù)據(jù) 、 狀態(tài)和控制信息需要相互交換 ， 于是從應用角度看內(nèi)部： ⑴ 數(shù)據(jù)寄存器 ? 保存外設(shè)給 CPU和 CPU發(fā)往外設(shè)的數(shù)據(jù) ⑵ 狀態(tài)寄存器 ? 保存外設(shè)或接口電路的狀態(tài) ⑶ 控制寄存器 ? 保存 CPU給外設(shè)或接口電路的命令 理解端口 2. 接口電路的外部特性 ? 主要體現(xiàn)在引腳上 ， 分成兩側(cè)信號 面向 CPU一側(cè)的信號： ? 用于與 CPU連接 ? 主要是數(shù)據(jù) 、 地址和控制信號 面向外設(shè)一側(cè)的信號： ? 用于與外設(shè)連接 ? 提供的信號五花八門 ? 功能定義 、 時序及有效電平等差異較大 3. 接口電路芯片的分類 ? 接口電路核心部分往往是一塊或數(shù)塊大規(guī)模集成電路芯片 （ 接口芯片 ） ： ? 通用接口芯片 ? 支持通用的數(shù)據(jù)輸入輸出和控制的接口芯片 ? 面向外設(shè)的專用接口芯片 ? 針對某種外設(shè)設(shè)計 、 與該種外設(shè)接口 ? 面向微機系統(tǒng)的專用接口芯片 ? 與 CPU和系統(tǒng)配套使用 ， 以增強其總體功能 4. 接口電路的可編程性 ? 許多接口電路具有多種功能和工作方式 ，可以通過編程的方法選定其中一種 ? 接口需要進行物理連接 ， 還需要編寫接口軟件 ? 接口軟件有兩類： ? 初始化程序段 —— 設(shè)定芯片工作方式等 ? 數(shù)據(jù)交換程序段 —— 管理 、 控制 、 驅(qū)動外設(shè) ，負責外設(shè)和系統(tǒng)間信息交換 接口控制原理 ? 1. I/O數(shù)據(jù)的傳送方式 ? 并行 ? 一個數(shù)據(jù)單位 (通常為字節(jié) )的各位同時傳送 ? 速度快 、 距離短 、 成本高 ? 例： PC機的并行接口 (通常用于連接打印機 ) ? 串行 ? 數(shù)據(jù) 按位 進行傳送 ? 速度慢 、 距離遠 、 成本低 ? 例： PC機的串行接口 (通常用于串行通信 ) 串行通信 ? 串行通信：將數(shù)據(jù)分解成二進制位用一條信號線 ， 一位一位順序傳送的方式 ? 串行通信的優(yōu)勢：用于通信的線路少 ， 因而在遠距離通信時可以極大地降低成本 ? 串行通信適合于遠距離數(shù)據(jù)傳送 ， 也常用于速度要求不高的近距離數(shù)據(jù)傳送
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