微机原理及接口技术-微机原理与接口技术

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1、微机原理及接口技术-微机原理与接口技术微机原理与接口技术chap6第六章输入/输出技术6．1微机和外设间的输入输出接口一.为什么需要I/O接口（电路）？vv微机的外部设备多种多样工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作速度微机原理及接口技术-微机原理与接口技术微机原理与接口技术chap6第六章输入/输出技术6．1微机和外设间的输入输出接口一.为什么需要I/O接口（电路）？vv微机的外部设备多种多样工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作速度微机原理及接口技术-微机原理与接口技术微机原理与接口技术chap6第六章输入/输出技术6．1微机和外设间的输入输出接口一.为什么需要I/O

2、接口（电路）？vv微机的外部设备多种多样工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作速度微机原理及接口技术-微机原理与接口技术微机原理与接口技术chap6第六章输入/输出技术6．1微机和外设间的输入输出接口一.为什么需要I/O接口（电路）？vv微机的外部设备多种多样工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作速度微机原理及接口技术-微机原理与接口技术微机原理与接口技术chap6第六章输入/输出技术6．1微机和外设间的输入输出接口一.为什么需要I/O接口（电路）？vv微机的外部设备多种多样工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作速度微机原理及接口技术-微机原理与接口技术微机原理与接口技术

3、chap6第六章输入/输出技术6．1微机和外设间的输入输出接口一.为什么需要I/O接口（电路）？vv微机的外部设备多种多样工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作速度方面彼此差别很大多种多样的外设vvv工作原理不同机械、电子、机电、电磁……传送信息类型多样数字量、模拟量、开关量传送速度差别极大v传送方式不尽相同串行、并行v编码方式不同二进制、BCD码、ASCII码……vvv它们不能与CPU直接相连必须经过中间电路再与系统相连这部分电路被称为I/O接口电路二.什么是I/O接口（电路）？I/O接口是位于系统与外设间、用来协助完成数据传送和控制任务的逻辑电路vPC机系统板的可编程

4、接口芯片、I/O总线槽的电路板（适配器）都是接口电路vCPU接口电路I/O设备三.I/O接口的主要功能⑴对输入输出数据进行缓冲和锁存⑵对信号的形式和数据的格式进行变换数字量、模拟量、开关量⑶对I/O端口进行寻址⑷与CPU和I/O设备进行联络接收并执行CPU发来的控制命令，传递外设的状态及实现CPU和外设之间的数据传输等工作。四.接口电路的组成v主要体现在引脚上，分成两侧信号面向CPU一侧的信号：用于与CPU连接主要是数据、地址和控制信号面向外设一侧的信号：用于与外设连接提供的信号五花八门功能定义、时序及有效电平等差异较大接口电路的典型结构I/O接口电路数据总线DBCPU地

5、址总线AB总线驱动地址译码控制逻辑接CPU一侧数据寄存器状态寄存器控制寄存器接外设一侧数据状态控制外设控制总线CBvCPU与之连接的部分⑴总线驱动器：实现对CPU数据总线速度和驱动能力的匹配⑵地址译码器：接收CPU地址总线信号，进行译码，实现对各寄存器的（端口）的寻址⑶控制逻辑：接收CPU控制总线的读写信号，以实现对各寄存器的读写操作和时序控制。vCPU与外设主要有数据、状态和控制信息需要相互交换，于是从应用角度看内部：⑴数据寄存器（缓冲器）输入数据寄存器：保存外设给CPU的数据输出数据寄存器：保存CPU给外设的数据⑵状态寄存器保存外设的当前状态信息⑶控制寄存器接收并保存

6、CPU发给外设的各种控制命令及其它信息端口（PORT）vv端口泛指I/O地址，通常对应接口电路的寄存器一个接口电路可以具有多个I/O端口（寄存器），每个端口用来保存和交换不同的信息数据寄存器、状态寄存器和控制寄存器占有的I/O地址常依次被称为数据端口、状态端口和控制端口，用于保存数据、状态和控制信息v6.2输入/输出的控制方式v程序控制方式：利用程序控制CPU和外设的数据交换中断控制方式：利用中断来实现CPU和外设的数据交换DMA方式（DirectMemoryAccess直接存储器存取）：在DMA控制器（硬件）的控制下，外设和存储器直接交换数据，无需CPU干预。在DMA传

7、送期间，总线的控制权由DMA控制器接管vv一.程序控制方式v依靠程序的控制来实现CPU和外设间的数据交换v分为无条件传送方式（同步传送方式）条件传送（即查询传送）方式1.无条件传送方式v特点：靠程序控制CPU与外设之间实现同步而进行数据交换，在程序的适当位置直接插入I/O指令。当程序执行到时，外设已经就绪，保证在当前指令执行时间内完成接收或发送数据的全过程。在CPU与慢速变化的设备交换数据时，可以认为它们总是处于“就绪”状态，随时可以进行数据传送，这就是无条件传送，或称立即传送、同步传送适合于操作时间已知，数据变化缓慢的简单设