《计算机接口的基本概念.docVIP

第一章 绪论 （1）什么是接口： 接口就是连接CPU与外设之间的部件，它完成CPU与外设之间的信息传送。还包括辅助CPU工作的外围电路。（课本上的定义）：微机接口就是微处理器CPU与“外部世界”的连接电路，是CPU与外界进行信息交换的中转站 （2）为什么使用接口？ a. 外设品种繁多；b. 工作速度快、慢不一；c. 信号类型和电平种类不同；d. 信息结构格式复杂 （3）接口的功能 1）执行CPU命令的功能；2）返回外设状态的功能；3）数据缓冲功能；4）信号转换功能；5）设备选择功能；6）数据宽度与数据格式转换功能 (4) 接口的组成 硬件(予以支撑)+软件(予以驱动)；2）硬件电路A. 基本逻辑电路；B. 端口地址译码电路；C. 供选电路3）软件编程：初始化程序段、传送方式处理程序段、主控程序段、程序终止与退出程序段、辅助程序段（LED, LCD） (5 )接口电路的结构形式 固定式结构,半固定式结构,可编程结构,智能型结构 (6) CPU与接口交换数据的方式 1、查询方式（cpu不太忙，传送速度不高）2、中断方式（cpu任务比较忙，适用于实时控制，紧急事件的管理）3、直接存储器存取方式(DMA)（高速大批量的数据传送） 第二章 I/O端口地址译码技术 一、I/O接口的定义： I/O接口是一电子电路(以IC芯片或接口板形式出现 ),其内有若干专用寄存器和相应的控制逻辑电路构成.它是CPU和I/O设备之间交换信息的媒介和桥梁. 二、I/O接口的功能： 进行端口地址译码设备选择；向CPU提供I/O设备的状态信息和进行命令译码； 进行定时和相应时序控制。；对传送数据提供缓冲，以消除计算机与外设在“定时” 或数据处理速度上的差异提供有关电气的适配CPU与外设之间信息的交换 三、I/O端口的定义： 是 I/O接口中可通过编程实现寻址并进行读写的寄存器。CPU 与外设之间交换信息具体是通过I/O端口来进行的。 一个外设与CPU交换信息往往需要几个端口：数据，控制，状态； 四、I/O端口编址方式： A、统一编址：i/o端口雨存储器地址单元统一编址，是从存储器空间分出一块空间作为i/o端口地址。 统一编址的特点 （1） 主存单元与I/O端口一起编址。 （2） 根据地址区分访问是I/O端口还是主存。 （3） 系统中可以不设I/O指令。 统一编址的优缺点 （1）指令兼容性，存储器指令也可用于I/O数据。 （2）I/O接口有较大的编址空间。 （3）I/O部分的控制逻辑比较简单。 （4）减小存储器的空间，指令长度比专门IO指令长。 B、独立I / O 的编址方式 i/o端口与存储器地址单元分开独立编址。I/o地址是系统单独配置的地址空间 1：特点 （1） 主存单元与I/O端口分开寻址 （2） 设置I/O指令 （3） 指明是访问I/O端口，还是主存单元？ 2：优缺点： （1） 独立的控制结构，使其可与存储器分开进行设计。 （2） 单独的I/O指令，可与访问存储器的指令区分。 （3） 指令地址较短，所需译码硬件较少。 （4） 指令格式较短，执行时间也短 五、I/O端口访问 所谓对端口的访问就是CPU对端口的读/写。将端口的数据传送存储器 六、I/O端口地址分配 I/O接口硬件分类：系统板上的I/O芯片；I/O扩展槽上的接口控制卡 I/O端口地址分配范围：PC微机I/O地址线可有16根，对应的I/O端口编址可达64k字节，其端口地址译码是采用部分译码法，即只使用了低10位地址线一个A0~A9，故其I/0端口地址范围是0000H~003FFH,总共只有1024个端口。 七、I/O端口地址选用的原则 ①凡是被系统配置占用了的地址一律不能使用； ②未被占用的地址，用户可以使用，但厂家申明保留的地址，不要使用。 ③用户可使用300H~31FH地址。 八、I/O端口地址译码 A、IO端口地址译码电路的作用：把地址和控制信号进行逻辑组合，从而产生对接口芯片的选择信号。 B、I/O地址线用作端口寻址时，高位地址线和低位地址线各有什么用途？如何决定低位地址线的根数？ 高位地址线与CPU的控制信号进行组合，经译码电路产生I/O接口芯片的片选信号CS 。实现系统中的片间寻址。 低位地址线不参加译码，直接连到I/O接口芯片，进行I/O接口芯片的片内端口寻址，即寄存器寻址（IO端口） 低位地址线的根数决定于接口中寄存器的个数。从系统的角度考虑，低位地址线的根数应该由系统中含有寄存器数目最多的接口芯片来决定。 九、I/O端口地址译码电路的两种结构形式： 固定式端口地址译码：固定式端口地址译码电路译出的i/o地址不能改变，一旦与其他设备地址发生冲突，就不能工作。 开关式端口地址译码(可选式)：