微机原理及接口技术课件CH

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1、第6章输入/输出接口输入输出接口基础接口的功能与结构端口编址接口地址译码方式接口信息传输方式程序控制（无条件、条件）、中断、DMA、通道四.接口设计并行接口设计：无握手（无条件）、带握手信号、可编程并行接口串行接口设计同步、异步关键：设置接口电路计算机与直接相联的外围设备进行数据交换的过程通常称为输入/输出(In/Out)，而与远方设备进行数据交换的过程习惯上称为数据通信(datacommunication)。3/81CPU与外设两者的信号不兼容，在信号类型、功能定义、逻辑定义和时序关系上都不一致。如：信号类型有机

2、械的、物理的、电信号等，信号形式有脉冲、模拟量或数字量等；两者的工作速度不匹配，CPU速度高，外设速度低；若不通过接口，而由CPU直接对外设的操作实施控制，就会使CPU处于穷于应付与外设打交道之中，大大降低CPU的效率；数据传输方式不同，有并行、串行之分。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。接口结构与功能接口主要功能数据缓冲信号转换联络控制接口硬件结构存储器接口、外设接口接口技术组成硬件：地址译码、读写控制、总线（数据）缓冲软件：驱动程序（初始化、传送控制、结束控

3、制等）CPU与外设都是面向接口而非直接联络！端口和接口的区别？端口（PORT）一定要理解I/O接口通常设置有若干个寄存器，用来暂存CPU和外设之间传输的数据、状态和控制信息。一般有三类寄存器，分别是数据寄存器、状态寄存器、控制寄存器。接口内的寄存器通常被称为端口。根据寄存器内暂存信息的类型，分别称为数据端口、控制端口和状态端口。每个端口有一个独立的地址，CPU可以用端口地址代码来区别各个不同的端口，并对它们分别进行读/写操作。端口和接口的区别？一定要理解接口（Interface）1、若干个端口加上相应的控制逻辑电路

4、构成了接口2、一个接口包含多个端口，端口是接口的一部分3、对接口的访问实质是对寄存器（端口）的访问接口举例-USB通用接口芯片-支持USB设备的控制传输、批量传输、中断传输。-内置控制传输的协议处理器，简化常用的控制传输。-通过U盘文件级子程序库实现单片机读写USB存储设备中的文件。-并行接口包含8位数据总线，4线控制:读选通、写选通、片选、中断输出。-…接口举例接口举例接口分类并行接口：一次传输多个数据位串行接口：一次只有一位数据传输方式同步接口：总线相连，同步传输异步接口：无共同的基准时钟时序控制方式程序查询方

5、式：程序的执行实现程序中断方式：传输时由中断请求信号触发存储器直接存取访问方式（DMA）通道控制器，I/O处理机传输控制方式外围接口：与外设无关，是系统的一部分外设接口：用于连接外设的接口工作对象端口编址为了区分接口电路的各个寄存器，系统为它们各自分配了一个地址，称为I/O端口地址，以便对它们进行寻址并与存储器地址相区别I/O端口有两种编址方式：存储器映像方式、I/O独立编址方式端口编址方式1：独立编址（如Intel的系列芯片）存储单元地址0000H0001H……F0FFHF100HF101H……FFFFH0000

6、H0001H……FF00HI/O端口地址……FFFFH特点：系统视端口和存储单元为不同的对象。优点：系统中存储单元和I/O端口的数量可达到最大。缺点：需专门信号来指示系统地址线上出现的是存储单元地址还是端口地址；专用的端口操作指令比较单一；独立端口编址总线结构端口编址方式2：存储器映像编址（如Freescale的系列芯片）特点：将端口看作存储单元，仅以地址范围的不同来区分两者。优点：对端口的操作和对存储单元的操作完全一样，因此系统简单，并且对端口操作的指令种类较多。缺点：CPU对存储单元和I/O端口的实际寻址空间都

7、小于其最大寻址空间。统一编址总线结构I/O接口地址译码方法地址译码的方法灵活多样低位地址线直接接到I/O接口芯片的地址引脚，进行I/O接口芯片的片内端口寻址高位地址线与CPU的控制信号进行组合，经译码电路产生I/O接口芯片的片选信号CS，实现系统中的接口芯片寻址接口地址译码的设计接口芯片的片选信号的生成仍然可以采用存储器的译码方式，即线译码、部分译码和全译码三种方式：每组芯片使用一根地址线作片选只有部分高位地址线参与译码形成片选信号全部高位地址线都参与译码形成片选信号地址信号不完全确定，所以存在地址重叠问题，浪费寻

8、址空间，并可能导致误操作线译码部分译码全译码课本P184例6.1练习:分析图中74LS138输出端的译码地址范围74LS1383-8译码器AY0BY1CY2G1Y3Y4G2AY5Y6G2BY700010&A3A4A5+5VA6A7A8A9AENIORIOW&端口译码电路课本P184例6.2输入输出控制方式——程序控制方式无条件控制1.特点：要求外设数据变化缓