chapter_6_IO系统及中断1

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1、第6章输入/输出与中断技术8/6/20211西安邮电学院计算机学院第6章目录6.1计算机接口概述6.2输入输出接口电路6.3CPU与外设的数据传输控制方式6.4ARM中的GPIO6.5中断技术6.6ARM中断系统基础8/6/20212西安邮电学院计算机学院6.1计算机接口概述组成：计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备等5部分组成。工作：处理器的强大功能必须通过外部设备（简称外设）才能得以呈现。桥接作用：计算机外设在接入到计算机系统时需要接口电路-用于完成主机与物理外设的桥接与控制。8/6/20213西安邮电学院计算机学院6.1计算机接口概述——引入为

2、什么需要I/O接口（电路）？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#(5)多种多样的外设8/6/20214西安邮电学院计算机学院多种多样的外设工作原理不同机械、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传送方式不尽相同串行、并行编码方式不同二进制、BCD码、ASCII码……返回8/6/20215西安邮电学院计算机学院第6章目录6.1计算机接口概述6.2输入输出接口电路6.3CPU与外设的数据传输控制方式6.4ARM

3、中的GPIO6.5中断技术6.6ARM中断系统基础8/6/20216西安邮电学院计算机学院6.2计算机接口概述——IO接口什么是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PC机系统板的可编程接口芯片、I/O总线槽的电路板（适配器）都是接口电路CPU接口电路I/O设备8/6/20217西安邮电学院计算机学院6.2计算机接口概述——微机接口技术什么是微机接口技术？处理微机系统与外设间联系的技术注意其软硬结合的特点根据应用系统的需要，使用和构造相应的接口电路，编制配套的接口程序，支持和连接有关的设备8/6/20218西安邮电学

4、院计算机学院6.2计算机接口概述——接口功能⑴对输入输出数据进行缓冲和锁存输出接口有锁存环节；输入接口有缓冲环节实际的电路常见：输出锁存缓冲环节、输入锁存缓冲环节⑵对信号的形式和数据的格式进行变换微机直接处理：数字量、开关量、脉冲量⑶对I/O端口进行寻址⑷与CPU和I/O设备进行联络8/6/20219西安邮电学院计算机学院输出接口的锁存环节内部数据总线外部数据引脚锁存控制DCQDCQDCQ返回8/6/202110西安邮电学院计算机学院输出接口的锁存、缓冲环节内部数据总线外部数据引脚锁存控制DCQDCQDCQ读数据返回8/6/202111西安邮电学院计算机学院输入接口的

5、缓冲环节内部数据总线外部数据引脚选通缓冲器返回8/6/202112西安邮电学院计算机学院输入接口的锁存、缓冲环节内部数据总线外部数据引脚锁存控制锁存器缓冲器DCDCDCQQQ选通返回8/6/202113西安邮电学院计算机学院端口（PORT）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、状态和控制信息输入、输出端口可以是同一个I/O地址对比接口理解返回8/6/202114西安邮电学院计算机学

6、院6.2.1CPU与外设交换的信息主机与I/O设备之间交换的信息可分为数据信息、状态信息和控制信息三类。1．数据信息数据信息又分为数字量、模拟量和开关量三种形式。1)数字量数字量是计算机可以直接发送、接收和处理的数据。例如，由键盘、显示器、打印机及磁盘等I/O外设与CPU交换的信息，它们是以二进制形式表示的数或以ASCII码表示的数符。8/6/202115西安邮电学院计算机学院2)模拟量当计算机应用于控制系统中时，输入的信息一般为来自现场的连续变化的物理量，如温度、压力、流量、位移、湿度等，这些物理量通过传感器并经放大处理得到模拟电压或电流，这些模拟量必须先经过模拟量

7、向数字量的转换(A/D转换)后才能输入计算机。反过来，计算机输出的控制信号都是数字量，也必须先经过数字量向模拟量的转换(D/A转换)，把数字量转换成模拟量才能去控制现场。3)开关量开关量可表示两个状态，如开关的断开和闭合，机器的运转与停止，阀门的打开与关闭等。这些开关量通常要经过相应的电平转换才能与计算机连接。开关量只要用一位二进制数即可表示。8/6/202116西安邮电学院计算机学院2.状态信息状态信息作为CPU与外设之间交换数据时的联络信息，反映了当前外设所处的工作状态，是外设通过接口送往CPU的。CPU通过对外设状态信号的读取，可得知输入设备的