微机原理与嵌入式接口技术-第04章-接口技术

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1、第4章微型计算机基础本章要点计算机I/O接口的基本概念CPU与外设之间的数据传输方式并行接口的几种基本电路STM32的GPIO基于汇编、C语言寄存器、C语言库函数实现的按键控制LED灯实例ChongqingUniversityofScience&Technology‹#›/23接口（Interface）两个系统间的连接部分特指CPU与外部设备之间的通道和控制电路代表CPU控制外设I/O接口DB数据端口CPUAB外设状态端口CB控制端口图4-1接口与端口ChongqingUniversityofScie

2、nce&Technology‹#›/23I/O接口电路的作用为数据提供锁存和缓冲功能I/O接口电路实现CPU与外设的隔离，解决速度匹配问题。实现信号变换功能将串行的、模拟的、非TTL电平的等各种形式的信号转换成并行的、数字的、TTL兼容的信号。提供外设控制、监测和管理功能I/O接口DB数据端口CPAB外状态端口U设CB控制端口图4-1接口与端口ChongqingUniversityofScience&Technology‹#›/23接口和端口数据端口数据端口传输数据信息，实现数据的输入或输出，因此是双向的

3、。状态端口状态端口传输状态信息，状态信息反映外设工作状态，它由外设送入CPU，是单向输入的。控制端口控制端口传输控制信息，控制信息是CPU送给外设的，它是单向输出的。ChongqingUniversityofScience&Technology‹#›/23I/O端口的编址I/O端口与存储器单元统一编址方式内存空间0xFFFFFFFFI/O端口地址分配I/O端口NI/O端口空间…64KBI/O端口1I/O端口00x00000000图4-2I/O端口与存储器单元统一编址ChongqingUniversityofS

4、cience&Technology‹#›/23I/O端口的编址统一编址方式的优点：不需要专门的I/O操作指令，凡是能用于存储器单元操作的指令均可用于I/O端口的操作。寻址方式灵活，操作指令丰富，I/O端口访问便捷。I/O端口地址安排灵活，数量不受限制。统一编址方式的缺点：I/O端口占用了存储器空间。从指令上无法区分是对内存操作还是对I/O端口操作。ChongqingUniversityofScience&Technology‹#›/23I/O端口的编址I/O端口独立编址内存空间0xFFFFFFFFI/O

5、端口空间I/O端口地址分配64KBI/O端口N0xFFFF…I/O端口10x0000I/O端口00x00000000图4-3I/O端口独立编址ChongqingUniversityofScience&Technology‹#›/23I/O端口的编址I/O端口独立编址方式的优点：I/O端口不占用存储器空间资源。专门的I/O操作指令简洁高效。通过指令便能区别I/O操作和存储器操作，程序易读。I/O端口独立编址方式的缺点：专门的I/O端口指令的寻址方式单一，操作不灵活。需要设置专门的I/O指令，使指令系统复杂。

6、ChongqingUniversityofScience&Technology‹#›/23无条件传送无条件输入D-Buss三态DataCPU缓冲器外设地址A-Bus译码器≥1RD图4-4无条件输入传送方式ChongqingUniversityofScience&Technology‹#›/23无条件传送无条件输出D-Buss数据DataCPU锁存器外设地址A-Bus译码器≥1WR图4-5无条件输出传送方式ChongqingUniversityofScience&Technology‹#›/23无条件传送是最简单的

7、一种传送方式，硬件组成简单，容易实现。CPU总是默认外设是准备就绪的。犹如对内存单元进行读/写一样，无需对外设状态进行查询。外设速度决定传送效率低适合于输入频率低的外设或输出速度足够快，能与CPU工作速度匹配的场合。ChongqingUniversityofScience&Technology‹#›/23查询式传送查询式输入1≤RDData数据三态D-Bus锁存缓冲器器地读状态信息输入址A-Bus设Ready译NReady=1备码?缓冲器RQY器D读入数据信息（1）+5V1≤图4-6查询输入传送方式Chongq

8、ingUniversityofScience&Technology‹#›/23查询式传送查询式输出1≤WRData数据D-Bus锁存器读状态信息输地出址A-Bus设Busy译Busy=1?Y备码Status缓冲器器N（1）输出数据信息1≤RD图4-7查询输出传送方式ChongqingUniversityofScience&Tec