微机接口的功能.ppt

接口技术 第一章 概述 1.1 微机接口与接口技术 1.2 接口功能 1.3 接口的组成 1.4 接口电路的结构形式 1.5 CPU与接口交换数据的方法 1.1 微机接口与接口技术 微机接口:微处理器CPU与外部世界的连接电 路 微机接口技术:采用软硬件方法,以实现微处理 器和外部世界最佳连接和信息交换的一门技 术 1.2 接口功能 采用微机接口必要性 微机接口功能 采用微机接口必要性 通过微机接口可解决如下问题 速度不匹配 信号电平不匹配 信号格式不匹配 时序不匹配 微机接口的功能 执行CPU命令的功能 返回外设状态的功能 数据缓冲功能 信号转换功能（逻辑关系、时序、电平匹配） 设备选择功能 数据宽度与数据格式转换的功能 1.3 接口的组成 硬件 基本的逻辑电路：命令寄存器、状态寄存器、数据 缓冲寄存器 端口地址译码电路：用GAL芯片或普通IC逻辑芯片组成，实现设备的选择功能 供选电路：根据接口要实现的功能而添加的功能模块，供用户选择 涉及数据传输方式需考虑查询、中断和DMA控制三种功能的选择 涉及到速度、发声等控制要考虑定时/计数器的选用 涉及到数传宽度的转换时要考虑移位寄存器的选用 软件 初始化程序段 发送方式命令字、初始化命令字，来设置外设的工作方式和初始化外设的状态 传送方式处理程序段 程序控制：主要是查询方式。查外设的状态，通过访问接 口电路的状 态口寄存器实现（程序流程） 中断方式：设置中断向量、中断源屏蔽/开放、中断优先级 设置、开放CPU或外设的中断、关中断、保护现场、恢复现 场等处理 DMA方式：DMA通道的选择，开放或屏蔽，初始化DAM 芯片，数据 传送方式的设置,如：单个传送、成组传送、成 块传送、DMA校验 主控程序段 用于完成接口的任务，不同的接口处理不一样。 程序终止与退出程序段 辅助程序段 人机对话，菜单设计等 1.4 接口电路的结构形式 固定式 固定式结构采用SSI或MSI的IC逻辑芯片要求 组合而成 缓冲器74LS244和74LS245，锁存器74LS373， 8282 适用于接口比较简单场合 半固定式结构 采用GAL或PAL器件作为接口电路 特点：逻辑表达式可编程，可改写，可加密 可编程结构 属通用接口芯片，但其工作、功能可编程， 使用非常灵活。 智能型结构 指I/O处理器或通用单片机构成智能接口 特点：片内带有微处理器 1.5 CPU与接口交换数据的方式 程序控制方式 中断方式 DMA方式 程序控制方式 程序控制传送方式是指CPU与外设之间数据 传送是在程序控制下完成程序控制传送 分成无条件传送和条件传送 无条件传送（同步传送）：适用于外设操作简单 外设的定时是固定或已知的场合 条件传送（查询方式） 通过执行一条输入指令，读取外设的当前状态 根据状态判别 适用于CPU不太忙,且传送速度不高的场合 中断方式 中断方式是指：当外设准备就绪,向CPU提出 中断申请，CPU终止原中断服务程序，为外 设服务，服务完毕，继续原程序运行 中断方式特点： 能使任意速度的外设和CPU进行数据传送 中断方式优点： CPU和外设能同时工作，提高了CPU效率 DMA方式 DMA（直接存储器传送方式） 由DMAC（DMA控制器）接管CPU的总线 直接完成存储器和外设数据传送 DMA是一种不需要CPU干预，不需要软件 介入的高速数据传送 * * 微型计算机系统的组成 硬件 微型机系统 外围设备 过程控制I/O通道 A/D,D/A转换器 开关量等 外部设备 键盘、鼠标等输入设备 显示器、打印机等输出设备 软驱、硬盘及磁带等外存储器 微型计算机 输入输出(I/O)接口电路 微处理器(CPU) 运算器(算术逻辑运算单元ALU) 控制器(控制单元CU) 寄存器阵列(RA) 内存储器 RAM, ROM, EPROM EEPROM, Cash等 系统软件 软件 用户（应用）软件 74LS244 1A1 1A2 2A4 1Y1 1Y2 2Y4 D0 D1 D7 +5V 1G 2G M/IO CS RD 74LS273 1Q 2Q 8Q 1D 2D 8D D0 D1 D7 M/IO CS WR CLK 未准备好，重复测试 准备好，进行I/O传送 *