微型计算机接口第1章概述

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1、微机接口技术华中科技大学武汉光电国家实验室计算机科学与技术学院主讲:谭支鹏博士联系方式：18971367841QQ:75159262Mail:zhipengtan@163.com课程学习要求1.成绩计算方法平时成绩30%（出勤+试验+作业情况）考试成绩70%2.课堂纪律上课不要吃东西、讲话……课程性质：计算机本科专业核心课程课程的特点：偏重硬件，软硬结合,实用性强基础要求：数字电路、组成原理、汇编、C语言等1.《微型计算机接口技术》刘乐善、陈进才主编.人民邮电出版社2.《现代微机系统与接口技术》周功业、黄文兰等编著.高教出版社3.《32微型计算机接口技术及

2、应用》刘乐善周功业杨柳编著,华中科技大学出版社4.《微型计算机（XT.AT.386)与接口技术》唐棠等编著.南京大学出版社主要参考书微机接口技术难？认识这门课，你就会发现并不难…要实现接口硬件软件真正认识这门课微机系统包括？接口技术的重要性…有关接口技术你的认识？你能举出那些例子？你能说出不应用接口技术能方便我们的例子吗？加入没有接口技术会怎么样？接口技术改变我们的生活蓝牙,红外,USB接口手机PM3PM4U盘USB充电器USB数码相机USB小家电接口技术方便了我们的学习和工作接口技术是外部设备的桥梁2021/8/29微型计算机接口技术9第1章概论本章

3、主要内容接口的基本任务及接口技术发展概况接口分层次概念设备接口电路的功能与组成分析与设计设备接口电路的基本方法设备接口电路设计的解决方案2021/8/29微型计算机接口技术10接口是微处理器与外部设备之间的连接桥梁和信息交换的中转站，在实际应用中，人们总是利用接口来加入用户自己的设备或模块构成应用系统，可见接口技术是微机应用系统开发必不可少的关键技术，所以要学习接口技术。1.1接口的基本任务与接口技术的发展概况1.1.1接口的基本任务微机接口的基本任务有两个：一是实现I/O设备与总线的连接；二是连接起来以后，CPU通过接口对I/O设备进行访问，即操作或控制

4、I/O设备。如何连接是硬件方面的任务，怎样访问是软件方面的任务。1.1.2接口技术的发展概况在早期的计算机系统中并没有设置独立的接口电路。接口经历了固定式简单接口、可编程复杂接口和智能接口几个发展阶段。接口电路的配置形式，也由采用独立接口芯片的外置式接口，发展为采用接口模块的内置式接口。2021/8/29微型计算机接口技术111.2接口的分层次概念由于微机系统总线结构和操作系统的发展变化，使接口在完成连接与访问设备任务时产生了与传统根本不同的处理方法，形成接口分层次的概念，把接口分成上层设备接口和下层总线接口两个层次。1.2.1硬件分层现代微机采用多级总线

5、，除了设备与用户总线(如ISA)之间的那一层设备接口之外，还有总线与总线的接口(总线桥)。作为连接总线与设备之间的接口就不再是单一层次的，就要分层次了。设备与用户总线之间的接口称为设备接口；PCI总线与用户总线之间的接口称为总线接口。与早期微机相比，现代微机的外设进入系统需要通过两级接口才行，即通过设备接口和总线接口把设备连接到微机系统。1.2.2软件分层现代微机操作系统，由于保护机制，不允许应用程序直接访问硬件，应用程序通过调用驱动程序去访问底层硬件，作为操作设备的接口程序就不再是只有单一的应用程序了，也要分层次。2021/8/29微型计算机接口技术12

6、分为上层用户态应用程序和底层核心态驱动程序。与早期微机相比，现代微机对外设的操作与控制需要通过两层程序才行，即通过应用程序和设备驱动程序才能访问设备。1.2.3接口技术内容的划分按照接口分层次的概念，把接口技术的内容分为两部分：一部分是接口的上层，包括设备接口及应用程序，构成接口的基本内容；另一部分是接口的下层，包括总线接口及设备驱动程序，构成接口的高级内容。用户做一般应用开发时，只涉及接口的基本内容，若要做原创性开发，则需要考虑接口的高级内容。2021/8/29微型计算机接口技术131.3设备接口1.3.1设备接口的功能1.执行CPU命令CPU对被控对象

7、外设的控制是通过接口电路的命令寄存器解释与执行CPU命令代码来实现的。2.返回外设状态接口电路在执行CPU命令过程中，外设及接口电路的工作状态是由接口电路的状态寄存器报告给CPU的。3.数据缓冲与锁存在CPU与外设之间传输数据时，主机高速与外设低速的矛盾是通过接口电路的数据寄存器缓冲来解决的。4.信号转换微机的系统总线信号与外设特有功能的信号的转换是通过接口的逻辑电路实现的，包括信号的功能、逻辑关系、时序配合及电平匹配的转换。2021/8/29微型计算机接口技术145.数据宽度与数据格式转换有的外设或通信设备使用串行数据，并且要求按照协议的规定，以特定的数

8、据格式传输，而微处理器是使用并行数据和普通的数据格式。为此，接口电