微型计算机技术课件05.ppt

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1、第5章微型机和外设的数据传输第5章微型计算机和外设的数据传输教学重点I/O接口电路的典型结构无条件传送方式查询传送方式中断工作过程存储器都是用来保存信息的，功能单一，传送方式单一（一次必定是传送1个字节或者1个字），品种很有限(只有只读类型和可读/可写类型)，存取速度基本上和CPU的工作速度匹配。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，通过接口电路对输入/输出过程起一个缓冲和联络的作用。注：接口电路完成相应的信号转换、速度匹配、数据缓冲等功能多种外设5.1为什么要

2、用接口电路5.2接口电路的概述什么是接口技术？连接计算机系统中的各种功能部件，构成一个完整的、实用的计算机系统，这是接口技术的广义定义。依次定义，实现处理器到系统总线连接的总线驱动器、数据收发器、时钟电路等称为处理器接口。此外，还有RAM接口、ROM接口、外部设备接口等等。更为流行的观点认为接口技术是把由处理器、RAM、ROM等组成的基本系统与外部设备连接起来，从而实现计算机与外部世界通讯的一门技术，即仅指I/O设备接口技术。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

3、口电路CPU接口电路I/O设备5.2接口电路的概述（续）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5.2接口电路的概述（续）5.2接口功能⑴寻址能力：对送来的片选信号进行识别。⑵输入/输出功能：根据读/写信号决定当前进行的是输入操作还是输出操作。⑶数据转换功能：并行数据向串行数据的转换或串行数据向并行数据的转换。⑷联络功能：就绪信号，忙信号等。⑸中断管理：发出中斯请求信号、接收中断响应信号、发送中断类型码的功能。并具有优先级管理功能。⑹复位：接收复位信号，从而使接口本身以及

4、所连的外设进行重新启动。⑺可编程：用软件来决定其工作方式，用软件来设置有关的控制信号。⑻错误检测：一类是传输错误。另一类是覆盖错误。注：一些接口还可根据具体情况设置其它的检测信息。5.3I/O接口与系统的连接(1)数据信息CPU和外设交换的基本信息，包括三种形式：数字量、模拟量、开关量。(2)状态信息是外设通过接口往CPU传送的,反映了当前外设的工作状态。如：“准备好”(READY)信号、“忙”（BUSY）信号(3)控制信息是CPU通过接口传送给外设的相关控制信息。如：外设的启动信号、停止信号就是常见的控制信息。1．CPU与I/O设备之间的信号（三类）5.3I/O接口与系统的连接（续）

5、⑴数据端口、⑵控制端口、⑶状态端口CPU和外设进行数据传输时，各类信息在接口中进入不同的寄存器，一般称这些寄存器为I/O端口，每个端口有一个端口地址。用于对来自CPU和内存的数据或者送往CPU和内存的数据起缓冲作用的，这些端口叫数据端口。用来存放外部设备或者接口部件本身的状态，称为状态端口。用来存放CPU发出的命令，以便控制接口和设备的动作，这类端口叫控制端口。如下图2．接口部件的I/O端口注：⑴输入还是输出，所用到的地址总是对端口而言的，不是对接口部件而言的。⑵为了节省地址空间，将数据输入端口和数据输出端口对应同一个端口地址。同样，状态端口和控制端口也常用同一个端口地址。⑶CPU对外

6、设的输入/输出操作就归结为对接口芯片各端口的读/写操作。2．接口部件的I/O端口(续）第5章：I/O接口的典型结构控制总线CB地址总线ABI/O接口电路数据控制状态数据总线DBCPU外设控制寄存器状态寄存器数据寄存器1.接口电路的内部结构2.接口电路的外部特性3.接口电路芯片的分类4.接口电路的可编程性CPU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或接口电路的状态⑶控制寄存器保存CPU给外设或接口电路的命令2．接口部件的I/O端口(续）3．接口与系统的

7、连接接口电路位于CPU与外设之间，从结构上看，可以把一个接口分为两个部分。⑴用来和I/O设备相连；⑵用来和系统总线相连，这部分接口电路结构类似，连在同一总线上。下图是一个典型的I/O接口和外部电路的连接图：3．接口与系统的连接（续）联络信号：读/写信号，以便决定数据传输方向。地址译码器，片选信号：地址译码器除了接收地址信号外，还用来区分I/0地址空间和内存地址空间的信号(M/I0)用于译码过程。注：⑴一个接口通常有若干个寄存器可读/写，⑵一般用