文档介绍：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
为什么要用接口电路
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借口。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)都是接口电路
CPU
接口
电路
I/O
设备
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
接口电路的概述(续)
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。
I/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。
(三类)
I/O接口与系统的连接(续)
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
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。
(续)