微機原理及接口技術-微機原理與接口技術

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1、微機原理及接口技術-微機原理與接口技術微機原理與接口技術chap6第六章輸入/輸出技術6．1微機和外設間的輸入輸出接口一.為什么需要I/O接口（電路）？vv微機的外部設備多種多樣工作原理、驅動方式、信息格式、以及工作速度微機原理及接口技術-微機原理與接口技術微機原理與接口技術chap6第六章輸入/輸出技術6．1微機和外設間的輸入輸出接口一.為什么需要I/O接口（電路）？vv微機的外部設備多種多樣工作原理、驅動方式、信息格式、以及工作速度微機原理及接口技術-微機原理與接口技術微機原理與接口技術chap6第六章輸入/輸出技術6．1微機和外設間的輸入輸出接口一.為什么需要I/O

2、接口（電路）？vv微機的外部設備多種多樣工作原理、驅動方式、信息格式、以及工作速度微機原理及接口技術-微機原理與接口技術微機原理與接口技術chap6第六章輸入/輸出技術6．1微機和外設間的輸入輸出接口一.為什么需要I/O接口（電路）？vv微機的外部設備多種多樣工作原理、驅動方式、信息格式、以及工作速度微機原理及接口技術-微機原理與接口技術微機原理與接口技術chap6第六章輸入/輸出技術6．1微機和外設間的輸入輸出接口一.為什么需要I/O接口（電路）？vv微機的外部設備多種多樣工作原理、驅動方式、信息格式、以及工作速度微機原理及接口技術-微機原理與接口技術微機原理與接口技術

3、chap6第六章輸入/輸出技術6．1微機和外設間的輸入輸出接口一.為什么需要I/O接口（電路）？vv微機的外部設備多種多樣工作原理、驅動方式、信息格式、以及工作速度方面彼此差別很大多種多樣的外設vvv工作原理不同機械、電子、機電、電磁……傳送信息類型多樣數(shù)字量、模擬量、開關量傳送速度差別極大v傳送方式不盡相同串行、并行v編碼方式不同二進制、BCD碼、ASCII碼……vvv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接口電路二.什么是I/O接口（電路）？I/O接口是位于系統(tǒng)與外設間、用來協(xié)助完成數(shù)據(jù)傳送和控制任務的邏輯電路vPC機系統(tǒng)板的可編程

4、接口芯片、I/O總線槽的電路板（適配器）都是接口電路vCPU接口電路I/O設備三.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⑵對信號的形式和數(shù)據(jù)的格式進行變換數(shù)字量、模擬量、開關量⑶對I/O端口進行尋址⑷與CPU和I/O設備進行聯(lián)絡接收并執(zhí)行CPU發(fā)來的控制命令，傳遞外設的狀態(tài)及實現(xiàn)CPU和外設之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙ぷ?。?接口電路的組成v主要體現(xiàn)在引腳上，分成兩側信號面向CPU一側的信號：用于與CPU連接主要是數(shù)據(jù)、地址和控制信號面向外設一側的信號：用于與外設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接口電路的典型結構I/O接口電路數(shù)據(jù)總線DBCPU地

5、址總線AB總線驅動地址譯碼控制邏輯接CPU一側數(shù)據(jù)寄存器狀態(tài)寄存器控制寄存器接外設一側數(shù)據(jù)狀態(tài)控制外設控制總線CBvCPU與之連接的部分⑴總線驅動器：實現(xiàn)對CPU數(shù)據(jù)總線速度和驅動能力的匹配⑵地址譯碼器：接收CPU地址總線信號，進行譯碼，實現(xiàn)對各寄存器的（端口）的尋址⑶控制邏輯：接收CPU控制總線的讀寫信號，以實現(xiàn)對各寄存器的讀寫操作和時序控制。vCPU與外設主要有數(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部：⑴數(shù)據(jù)寄存器（緩沖器）輸入數(shù)據(jù)寄存器：保存外設給CPU的數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)寄存器：保存CPU給外設的數(shù)據(jù)⑵狀態(tài)寄存器保存外設的當前狀態(tài)信息⑶控制寄存器接收并保存

6、CPU發(fā)給外設的各種控制命令及其它信息端口（PORT）vv端口泛指I/O地址，通常對應接口電路的寄存器一個接口電路可以具有多個I/O端口（寄存器），每個端口用來保存和交換不同的信息數(shù)據(jù)寄存器、狀態(tài)寄存器和控制寄存器占有的I/O地址常依次被稱為數(shù)據(jù)端口、狀態(tài)端口和控制端口，用于保存數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制信息v6.2輸入/輸出的控制方式v程序控制方式：利用程序控制CPU和外設的數(shù)據(jù)交換中斷控制方式：利用中斷來實現(xiàn)CPU和外設的數(shù)據(jù)交換DMA方式（DirectMemoryAccess直接存儲器存?。涸贒MA控制器（硬件）的控制下，外設和存儲器直接交換數(shù)據(jù)，無需CPU干預。在DMA傳

7、送期間，總線的控制權由DMA控制器接管vv一.程序控制方式v依靠程序的控制來實現(xiàn)CPU和外設間的數(shù)據(jù)交換v分為無條件傳送方式（同步傳送方式）條件傳送（即查詢傳送）方式1.無條件傳送方式v特點：靠程序控制CPU與外設之間實現(xiàn)同步而進行數(shù)據(jù)交換，在程序的適當位置直接插入I/O指令。當程序執(zhí)行到時，外設已經(jīng)就緒，保證在當前指令執(zhí)行時間內完成接收或發(fā)送數(shù)據(jù)的全過程。在CPU與慢速變化的設備交換數(shù)據(jù)時，可以認為它們總是處于“就緒”狀態(tài)，隨時可以進行數(shù)據(jù)傳送，這就是無條件傳送，或稱立即傳送、同步傳送適合于操作時間已知，數(shù)據(jù)變化緩慢的簡單設