第18讲 第6章 输入输出接口技术ppt课件.ppt

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1、第6章输入输出接口技术微型计算机原理与应用1微机接口概述I/O接口的编码【知识点】2重    点:I/O端口地址译码技术难    点:I/O端口地址译码技术3【主要内容】6.2接口6.3I/O接口的编码6.1概述46.1.1计算机为什么需要I/O接口电路由于存储器是半导体电路，与CPU具有相同的电路形式，数据信号也是相同的（电平信号），能相互兼容直接使用，因此存储器与CPU之间是同步定时工作方式。它们之间只要在时序关系上能相互满足就可以正常工作。但是计算机的I/O操作，复杂性主要以下几个方面：（1）外部设备种类繁多，既有机械式的，又有机电式的，还有电子

2、式的。不同外部设备之间性能各异，对数据传送的要求也各不相同的，无法按统一格式进行。（2）外部设备的数据信号是多种多样的。6.1概述56.1.1计算机为什么需要I/O接口电路（3）外设的数据传送有近距离的，也有远距离的。（4）外部设备的工作速度快慢差异很大。无法实现外部设备与CPU进行直接的同步数据传送，而必须在CPU和外设之间扩展接口电路，通过接口电路对CPU与外设之间的数据传送进行协调。因此接口电路就成了数据I/O操作的核心内容。6.1概述66.1.2在数据的I/O传送中，接口电路主要有如下几项功能：（1）速度协调由于速度上的差异，使得数据的I/O传

3、送只能以异步方式进行，即只能在确认外设已为数据传送作好准备的前提下才能进行I/O操作。而要知道外设是否准备好，就需要通过接口电路产生或传送外设的状态，以此进行CPU与外设之间的速度协调。（2）数据锁存在接口电路中需设置锁存器，以保存输出数据直至为输出设备所接收。因此数据锁存就成为接口电路的一项重要功能。6.1概述76.1.2在数据的I/O传送中，接口电路主要有如下几项功能：（3）三态缓冲只允许当前时刻正在进行数据传送的数据源使用数据总线，其它数据源都必须与数据总线处于隔离状态。为此要求接口电路能为数据输入提供三态缓冲功能。附:三态缓冲电路就是具有三态输

4、出的门电路，因此也称之为三态门（TSL）。所谓三态，就是指低电平状态、高电平状态和高阻抗三种状态。当三态缓冲器的输出为高或低电平时，就是对数据总线的驱动状态；当三态缓冲器的输出为高阻抗时，就是对总线的隔离状态（也称浮动状态）。在隔离状态下，缓冲器对数据总线不产生影响，犹如缓冲器与总线隔开一般。6.1概述86.1.2在数据的I/O传送中，接口电路主要有如下几项功能:在电路中，由”三态控制”信号控制缓冲器的输出是驱动状态还是高阻抗状态。当”三态控制”信号为低电平时，缓冲器输出状态反映输入的数据状态。而当”三态控制”信号为高电平时，缓冲器的输出为高阻抗状态。

5、（4）数据转换需要使用接口电路进行数据信号的转换。其中包括：模/数转换、数/模转换、串/并转换和并/串转换,电平转换6.1概述96.2.1接口的定义接口是一组电路存储器接口存储器I/O接口I/O设备CPU数据、地址、控制总线6.2接口106.2.2接口的基本功能对数据传送的控制，具体为：锁存，隔离，驱动，变换，连络，定时，等作用。6.2.3并行接口，串口行接CPU接口外设…..…...CPU接口外设并行串行速度快,成本高适合近距离速度慢,成本低适合长距离并口串口6.2接口116.2.4接口电路基本结构CPUI/O设备译码数据端口状态端口控制端口DBAB

6、CB一个典型的I/O接口数据口（输入/输出）：双向状态口：只能由CPU读入。控制口：只能由CPU写出。每个口由译码电路分配一个唯一的地址。外设经接口与总线相连，其连接必须遵循：输入要三态，输出要锁存6.2接口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126.2.5端口（1）数据口用于完成输入与输出数据。接口使用的数据有：（a）数字量如键盘等的二进制表示的数或ASCII码表示的数和字符。（b）模拟量要经过ADC和DAC转换为数字量或模拟量。（c）开关量以一位二进制表示的量。6.2接口136.2.5端口（2）控

7、制口控制口为一个输出接口，用于控制外设的启（START）、停止（STOP）或数据的选通（STB）等，具体由外设的要求而定。（3）状态口CPU通过这个端口了解外设状态。输入外设是否准备好（READY），转换是否结束（EOC）；输出装置是否忙（BUSY）。控制信息和状态信息一般也由数据线传送。6.2接口146.2.6接口与端口接口则特指计算机与外设之间在数据传送方面的联系。其功能主要是通过电路实现的。因此称之为接口电路。一个接口电路中可能包括有多个端口，例如保存数据的数据口、保存状态的状态口和保存命令的命令口等，因此一个接口电路就对应着多个端口地址。端口是

8、供用户使用的，用户在编写有关数据输入/输出程序时，要用到接口电路中的各个端口。因此要知道它们的