微型计算机原理与接口技术02__输入输出.pdf免费

第2章输入输出 • 在微型计算机系统的应用中，CPU除与内存交换信息外，还 必然要经常与各种外部设备交换信息。主机与外设进行信息 交换过程主要是完成数据输入或输出的传送操作。输入或输 出操作的确切含义是有选择地启动被微处理器选中的外部设 备，以便使其接收来自CPU 的数据或向CPU送入数据。 • 数据传送的方向标准通常以微处理器为中心，当数据是由外 部设备，如键盘、纸带读入机、光笔等设备向CPU送入时， 称为输入传送；而当数据自CPU送到如发光二极管、七段显 示器、CRT显示器、点阵打印机、绘图仪等设备时，称为输 出传送。 • CPU与各外部设备之间的连接和信息交换是比较复杂的。通 常把CPU与外部设备间的连接方法与信息交换手段的研究称 为输入输出技术（由于外部设备通常简称I/O设备，故亦称输 入输出技术为I/0技术）。 COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 1 COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 2.1 接口概述 • 2.1.1 接口与端口 • 从广义上讲，接口就是指两个系统或两个部件之间的交接部 分，可以是两种硬设备之间的连接电路，也可以是两个软件 之间公用的逻辑边界。在微型计算机系统中，CPU与外部设 备之间的联系，需要有特定的硬件连接和相应的控制软件。 完成这一任务的软、硬件的综合称为接口。对这种硬件、软 件的设计，称为接口技术。 • 应该指出，接口（Interface ）和端口（Port ）是不同的。所谓 端口是指接口电路中那些完成信息传送，可由程序寻址并进 行读写操作的寄存器。原则上讲，若干个端口加上相应的控 制逻辑才构成接口。所以，一个接口中往往含有几个端口， CPU可以通过输入指令从端口读出信息，通过输出指令向端 口写入信息。CPU寻址的是端口，而不是笼统的外设接口。 COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 2 COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 2.1.2 接口的功能 • 1．地址译码或设备选择 • 接口必须进行地址译码，从而产生设备选择信号，以使微处 理器和指定的外部设备交换信息。 • 2．数据缓冲和锁存 • 在微计算机系统中，数据总线是系统各部分之间公用的双向 总线，所有设备分时复用。所以，无论是存储器，还是外部 设备，都不能长期占用数据总线，只允许被选中的设备在读/ 写周期内可用其传送数据。 • 3．信息格式与电平的转换 • 接口应该具有信号传送格式、信号类型、信号电平的转换能 力。 • 4．数据传送的协调 • CPU工作是有一定的时序的，CPU与外部设备交换数据时必 须采用一定的传送方式进行控制。 COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 3 COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 2.1.3 接口的一般编程结构 COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY 4 COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY