输入输出接口技术和输入输出通道

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1、第二章输入输出接口技术和输入输出通道本章学习目的:解决微型计算机和外部的连接问题，使计算机和外部构成一个整体，能正确、可靠、高效率的交换信息，这是设计一个微机控制系统必须解决的基本问题主要内容概述：接口、通道、IO信号种类、通信方式IO控制方式：程序控制、中断控制、直接存取IO接口设计DA、AD转换器抗干扰措施第一节概述输入输出接口技术——研究微处理器和外部设备之间信息交换的技术输入输出接口——简称“接口”1、接口通道及功能门电路&与非门或门≥1=11异或非：是CPU与“外部世界”的连接电路，负责“中转”各种信息。“接口”定义1、接

2、口、通道及其功能I／O接口电路定义：是主机和围设备之间交换信息的连接部件。使主机和外设能够协调工作，有效地完成信息交换。设置原因：解决主机cpu和外围设备之间的问题1、接口、通道及其功能设置原因：1、时序配合和通信联络问题cpu快、外设速度不定，因此异步工作2、数据格式转换匹配问题cpu并行，外设不定、串行；速率、电平匹配3、负载能力和外设端口选择、cpu超载，可靠性降低，多外设数据混乱4、端口可编程功能（单口复用）5、传输错误检测功能（奇偶校验、冗余校验）接口组成：数据锁存器缓冲器状态寄存器中断控制电路1、接口、通道及其功能I／O

3、通道：定义：也称为过程通道。它是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道设置原因：cpu只能处理数字量，必需有通道将被控对象采集的量转换为数字量（开关量），或相反1、接口、通道及其功能I／O通道：功能：实现模拟量与数字量之间的信号方便、可靠、高效率的变换信号的输入通路。信号的输出通路。I／O通道：给计算机提供被控对象的各种物理参数的通道称为信号的输入通路。传输计算机控制命令作用于被控对象的通道称为信号的输出通路。1、接口、通道及其功能I／O通道：单信号输入通道：高电压大电流低电压小电流频率信号开关信号多信号输入通道1、接口、通道

4、及其功能2、I／O信号的种类2、I／O信号的种类CPU外部设备数据状态控制外部设备与CPU之间交换信息，通常有三类信息数据信息状态信息控制信息数字量模拟量开关量2、I／O信号的种类数据信息：微机中，数据通常为8位或16位数字量:由键盘、光电输入机、卡片机等读入的信息，一般是以二进制形式表示的数或以ASCII码表示的数或字符。模拟量:现场信息经过传感器把非电量转换成的电量以及执行机构所能接受的控制量。开关量:只有开和关两个状态，用一位二进制数来表示脉冲量：脉冲列，其频率和个数可表示物理量2、I／O信号的种类状态信息：状态信息也称握手信

5、息、应答信息，它是反应外部设备的状态。是cpu和外设之间交换信息的联络信号Eg：cpureadycpubusy2、I／O信号的种类控制信息：用来控制I／O装置的启动或停止，信息流入或流出，端口寻址信号等信息，它是由CPU发送给外部设备的控制信号2、I／O信号的种类为保证信息的正确传送，I／O接口往往开辟三个不同的端口来传送数据信息、状态信息和控制信息。3、cpu与外设的通信方式3、cpu与外设的通信方式并行通信：串行通信：把一个字符的各数位用几条线同时进行传输速度快，协调，异步传输。成本高，复杂数据按位进行传送的串行通信全双工方式半

6、双工方式同步通信异步通信计算机与外部交换信息叫做通信（communication）发送A接收数据应答数据应答接收B发送全双工方式:数据信息能沿相反两个方向传送。接口与外围设备间有2条数据传输线优点：同时收发，传输效率高缺点：线多。发送AK1K2B接收接收发送半双工方式:数据信息可沿数据传输线的两个方向传送，但同一时刻只能沿一个方向传送。接口与外围设备间有1条数据传输线优点：传输效率稍低缺点：省一根传输线SYNSYN控制字符控制字符数据字符...SYN同步通信：在一组字符前后加同步字符，标志一组数据块的开始与结束，接收装置接收到同步字

7、符而开始接收数据，直到接收后同步字符，一帧数据接收结束。优点：比异步传输效率稍高。缺点：若数据有一位错，就必须重传整块数据，且控制比较复杂异步通信：要传送的字符代码前加一起始位，以示该字符代码开始，在字符代码后面加一停止位，以示该字符代码结束。起始位：1跳变0开始传输优点：如果有错，只需重发一个字符，控制简单缺点：开销大，效率低，速度慢。。由于这种方式的字符发送是相互独立的故称为异步方式是计算机通信网络中常用的、最简单的传输方式第二节IO控制方式控制方式原因：cpu与外设种类、功能、工作速度差异定义：为了使外设在cpu控制下有机、协

8、调、可靠、高效率的工作，采取的cpu控制外设的策略cpu采用分时控制基本控制方式程序控制方式:无条件、查询式中断控制方式直接存取DMA方式有的系统可同时采用2到3种控制方式指CPU和外围设备间信息传送实在程序控制下进行的。分类：无条件