接口技术知识点整理全.pdf

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1、第1章微型计算机接口技术概述1.1概述1.I/O接口定义：将外设连接到总线上的一组逻辑电路的总称。用以实现外设与主机之间的信息交换。2.接口通常起变换和缓冲的作用。变换的含义包括模拟量到数字量的转换，串行数据到并行数据的转换以及电平转换等。3.接口的基本功能是在系统总线和I/O设备之间传输信号，提供缓冲作用以满足接口两边的时序要求。（1）寻址功能：对送来的片选信号进行识别。（2）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。（3）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。（4）联络功能：就绪信号，忙信号等。（5）中断管理功能：发出中断请求信号、接收

2、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。（6）复位功能：接收复位信号，从而使接口本身以及所连的外设进行重新启动。（7）可编程功能：用软件来决定其工作方式，用软件来设置有关的控制信号。（8）错误检测功能：传输错误：是由传输线路上的噪声干扰所致，可通过奇/偶校验进行检测；覆盖错误：如果接口中已有一个数据，而CPU或外设还没来得及取走，此时又向接口中送来一个新的数据，原来的数据被覆盖。4.接口分类(1)按通用性分：专用接口和通用接口(2)按可编程性分：可编程接口和不可编程接口(3)按与外设数据的传送方式分：并行接口和串行接口(4)按工作对象分：面向CPU的外围接口和面向外设的I/O

3、接口1.2CPU和输入/输出设备之间的信号1.信号分类(1)数据信息(8/16/32位)外设和CPU真正要交换的信息二进制信息——数数字ASCII码表示的数或三种模拟量:字连符续变化的物理量开关量:具有两种状态(2)状态信息：反映外设当前的工作状态，是外设通过接口往CPU传送的。(3)控制信息：由CPU发送给外设的，命令其处于某种工作方式或执行某种操作。1.3输入/输出端口1.I/O端口定义：I/O接口电路中能被CPU直接访问的寄存器或某些特定部件。2.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，每个端口有一个端口地址。3.输入/输出端口的分类(1)数据端口：用于对来自CPU

4、和内存的数据或者送往CPU和内存的数据起缓冲作用。(2)状态端口：存放外部设备或者接口部件本身的状态。(3)控制端口：存放CPU发出的命令，以便控制接口和设备的动作。4.CPU对外设的输入/输出操作就归结为对接口芯片各端口的读/写操作。5.输入/输出端口的编址方法统一编址独立编址I/O口地址与内存地址统一进行编址，共用I/O口地址与内存地址分开编址，内存地址空间和一个地址空间。I/O地址空间相对独立。无需设置专门的I/O指令，访问存储器的所有专门的I/O指令有指令都适合I/O口。输入指令INAL,80H输出指令OUT80H,AL指令丰富、灵活内存地址空间不受I/O口编址的影响用地址总线最高位作

5、寻址标志用专门控制信号来区分CPU访问存储器还是I/O端口（M/IO）内存可用地址空间减少I/O指令功能简单，类型少6.I/O端口地址译码包括片选和字选两部分：片选：由片外译码电路实现，用来确定接口芯片内部端口的具体地址范围。字选：由芯片内部的地址译码电路实现，用来确定接口芯片内部端口的具体地址。7.实现片选的方法：(1)全译码:地址总线的所有地址线均参与地址译码，其中一部分参与片选，另一部分参与字选。特点：每一端口都有唯一的地址，但结构较复杂。一般用在I/O空间较大的场合。(2)线选法:系统的地址总线中只有少数几个地址线经过简单的逻辑或将其中的某个地址线直接作为接口芯片的片选信号。特点：一个

6、端口有多个地址（地址重叠）。结构简单，但造成严重的地址浪费和地址重叠，适用于I/O空间较小的场合。(3)部分译码法:最常用的片选方法，是前两种方法的结合，具有结构简单的优点，但也存在地址重叠，适用于I/O空间较大的场合。8.根据电路图写端口地址1.4CPU和输入输出设备信息交换1.数据的传送控制方式(1)无条件传送方式:直接利用I/O指令进行输入/输出操作。适用于总是处于准备好状态的外设。外设的工作时间已知，必须在CPU限定的指令时间内准备就绪，并完成数据的接收或发送。(2)查询传送（条件）方式:CPU通过程序查询外设的状态（是否已准备就绪），若状态不符合，则CPU不能进行I/O操作，继续查询

7、等待；只有当状态信号符合要求，CPU才能进行相应的I/O操作。(3)中断传送方式(重要且常用):中低速外设，要求在传送过程中CPU有较高的工作效率。特点：外设在需要时向CPU提出请求，CPU再去为它服务。服务结束后或在外设不需要时，CPU可执行自己的程序。中断使CPU和外设以及外设之间能并行工作。优点：CPU与外设（甚至多个外设）处于并行工作状态，提高了CPU的利用率，也便于实现信息的实时处理。缺