第5章 并行接口ppt课件.ppt

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1、第5章并行接口P0～P3★单片机的并行接口P0～P3★PO～P3端口的功能和内部结构★PO～P3端口的编程★用并行口设计LED数码显示和键盘电路★并行接口小结★MCS-51单片机的中断系统★中断的基本概念★中断的系统结构★中断的响应过程★中断的的应用编程★小结内容提要I/0接口由于计算机的外围设备品种繁多，几乎都采用了机电传动设备，因此，CPU在与I/O设备进行数据交换时存在以下问题：1、　速度不匹配:I/O设备的工作速度要比CPU慢许多，而且由于种类的不同，他们之间的速度差异也很大，例如硬盘的传输速度就要比打印机快出很多。2

2、、　时序不匹配:各个I/O设备都有自己的定时控制电路，以自己的速度传输数据，无法与CPU的时序取得统一。3、信息数据格式不匹配:不同的I/O设备存储和处理信息的格式不同，例如可以分为串行和并行两种；也可以分为二进制格式、ACSII编码和BCD编码等。4、信息数据类型不匹配:不同I／O设备采用的信号类型不同，有些是数字信号，而有些是模拟信号，因此所采用的处理方式也不同。基于以上原因，CPU与外设之间的数据交换必须通过接口来完成1.接口的功能1）设置数据的寄存、缓冲逻辑，以适应CPU与外设之间的速度差异，接口通常由一些寄存器或RA

3、M芯片组成　　2）能够进行信息格式的转换，例如串行和并行的转换；　　3）能够协调CPU和外设两者在信息的类型和电平的差异，如电平转换驱动器、数／模或模／数转换器等　　4）协调时序差异；　　5）地址译码和设备选择功能；1）I/O接口芯片这些芯片大都是集成电路，通过CPU输入不同的命令和参数，并控制相关的I/O电路和简单的外设作相应的操作，常见的接口芯片:如定时／计数器、中断控制器、DMA控制器、并行接口等。2.接口的分类I/O接口的功能是负责实现CPU通过系统总线把I/O电路和外围设备联系在一起，按照电路和设备的复杂程度

4、，I/O接口的硬件主要分为两大类：2）I/O接口控制卡有若干个集成电路按一定的逻辑组成为一个部件，或者直接与CPU同在主板上，或是一个插件插在系统总线插槽上。CPU通过接口控制外设的方式1）程序查询方式　　这种方式下，CPU通过I/O指令询问指定外设当前的状态，如果外设准备就绪，则进行数据的输入或输出，否则CPU等待，循环查询。　　这种方式的优点是结构简单，只需要少量的硬件电路即可，缺点是由于CPU的速度远远高于外设，因此通常处于等待状态，工作效率很低。2）中断处理方式　　在这种方式下，CPU不再被动等待，而是可以执行其

5、他程序，一旦外设为数据交换准备就绪，可以向CPU提出服务请求，CPU如果响应该请求，便暂时停止当前程序的执行，转去执行与该请求对应的服务程序，完成后，再继续执行原来被中断的程序。中断处理方式的优点：它不但为CPU省去了查询外设状态和等待外设就绪所花费的时间，提高了CPU的工作效率，还满足了外设的实时要求。但需要为每个I／O设备分配一个中断请求号和相应的中断服务程序，此外还需要一个中断控制器（I／O接口芯片）管理I／O设备提出的中断请求，例如置中断屏蔽、中断请求优先级等。中断处理方式的缺点是每传送一个字符都要进行中断，启动中断控

6、制器，还要保留和恢复现场以便能继续原程序的执行，花费的工作量很大，这样如果需要大量数据交换，系统的性能会很低。3）DMA（直接存储器存取）传送方式DMA最明显的一个特点是它不是用软件而是采用一个专门的控制器来控制内存与外设之间的数据交流，无须CPU介入，大大提高CPU的工作效率。通常只有数据流量较大(kBps或者更高)的外设才需要支持DMA能力，这些应用方面典型的例子包括视频、音频和网络接口二、常见接口1.并行接口标准并行口4位、8位:　　4位口一次只能输入4位数据，但可以输出8位数据；8位口可以一次输入和输出8位数据；

7、　　EPP口（增强并行口）:由Intel等公司开发，允许8位双向数据传送，可以连接各种非打印机设备，如扫描仪、LAN适配器、磁盘驱动器和CDROM驱动器等。2.串行接口计算机的另一种标准接口是串行口，现在的PC机一般至少有两个串行口COM1和COM2。串行口不同于并行口之处在于它的数据和控制信息是一位接一位串行地传送下去。这样，虽然速度会慢一些，但传送距离较并行口更长，因此长距离的通信应使用串行口。3.磁盘接口4.SCSI接口　　SCSI（SmallComputerSystemInterface）小计算机系统接口，在做图形处

8、理和网络服务的计算机中被广泛采用SCSI接口的硬盘。除了硬盘以外，SCSI接口还可以连接CD－ROM驱动器、扫描仪和打印机等5.USB接口USB能智能识别USB链上外围设备的插入或拆卸。除了能够连接键盘、鼠标等，USB还可以连接ISDN、电话系统、数字音响、打印机以及扫描仪等