《微机原理与接口技术》 第4章微机接口概述 教案 作者:李芷 2003.5.10
《微机原理与接口技术》 第 4 章 微机接口概述 教 案 作者：李芷 2003.5.10
第4章微机接口概述 °4.1微机接口 ⊙42I/O接口的基本结构 43接口数据传送的控制方式
第4章 微机接口概述 4.1 微机接口 4.2 I/O接口的基本结构 4.3 接口数据传送的控制方式
4,1微机接口 微机系统,除了徼处理器、存储器以外,还必须 有各种接口( Interface)电路 微机接口技术是专门研究CPU和外设之间的数据传 输方式、接口电路工作原理和使用方法。 o4.1.1微机接口与接口技术 4.1.2接口的分类 4.1.3接口的功能
4.1 微机接口 微机系统，除了微处理器、存储器以外，还必须 有各种接口（Interface）电路。 微机接口技术是专门研究CPU和外设之间的数据传 输方式、接口电路工作原理和使用方法。 4.1.1 微机接口与接口技术 4.1.2 接口的分类 4.1.3 接口的功能
4.1.1微机接口与接口技术 微机系统为了便于实现CPU的控制处理,或者为了与各 种复杂外设交换IO信息,往往是通过挂接在系统总线上 的各种接口电路来实现的。因此,微机接口是一个特定 的管理/协调、信息变换/缓冲部件,在硬件线路与软件实 现上,保证完成微机和外设之间具有其特定要求和方法 的数据传送 接口技术是专门研究CPU和外设之间的数据传送方式、 接口电路工作原理和使用方法的一门软、硬件综合应用 技术
4.1.1 微机接口与接口技术 微机系统为了便于实现CPU的控制处理，或者为了与各 种复杂外设交换I/O信息，往往是通过挂接在系统总线上 的各种接口电路来实现的。因此，微机接口是一个特定 的管理/协调、信息变换/缓冲部件，在硬件线路与软件实 现上，保证完成微机和外设之间具有其特定要求和方法 的数据传送。 接口技术是专门研究CPU和外设之间的数据传送方式、 接口电路工作原理和使用方法的一门软、硬件综合应用 技术
4.1.2接口的分类 接口芯片的种类繁多,作用各异。 接口按通用性分类: ◆专用接口 ◆通用接口 接口按功能分类 ◆辅助/痉控制接口 ◆IO接口(通用IO接口、专用IO接口) 接口按数据传送格式分类: ◆并行接口 ◆串行接口 接口按硬件复杂程度分类: 接口芯片 ◆接口卡(适配器)
4.1.2 接口的分类 接口芯片的种类繁多，作用各异。 接口按通用性分类： ◆ 专用接口 ◆ 通用接口 接口按功能分类： ◆ 辅助/控制接口 ◆ I/O接口（通用I/O接口、专用I/O接口） 接口按数据传送格式分类： ◆ 并行接口 ◆ 串行接口 接口按硬件复杂程度分类： ◆ 接口芯片 ◆ 接口卡（适配器）
4.13接口的功能 接口的基本功能就是要能够根据系统要求对外设进行管理与控制,实 现信号逻辑和工作时序的转换,保证CPU与外设之间能进行可靠而有 效的信息传送。从广义角度,IO接口电路功能可以概括为: ◆输入/输出数据缓冲锁存功能 ◆设备选择和寻址功能 ◆数据格式转换功能 ◆电平信号转换功能 ◆控制功能 ◆可编程功能 ◆错误检测功能
4.1.3 接口的功能 接口的基本功能就是要能够根据系统要求对外设进行管理与控制，实 现信号逻辑和工作时序的转换，保证CPU与外设之间能进行可靠而有 效的信息传送。从广义角度，I/O接口电路功能可以概括为： ◆ 输入/输出数据缓冲/锁存功能 ◆ 设备选择和寻址功能 ◆ 数据格式转换功能 ◆ 电平信号转换功能 ◆ 控制功能 ◆ 可编程功能 ◆ 错误检测功能
4.2IO接口的基本结构 微机接口的组成有两种方案: ◆由寄存器,缓冲器等通用集成电路搭建而成。这样 组装的接口一旦完成,功能就固定不能改变了 ◆用可编程的集成电路组成,接口的功能、工作参数 等可以通过指令设定或选择。这样组成的接口有较大 的灵活性 ⊙42.1接口与外设之间的信息 ⊙422I/O接口的基本组成
4.2 I/O接口的基本结构 微机接口的组成有两种方案： ◆由寄存器，缓冲器等通用集成电路搭建而成。这样 组装的接口一旦完成，功能就固定不能改变了。 ◆用可编程的集成电路组成，接口的功能、工作参数 等可以通过指令设定或选择。这样组成的接口有较大 的灵活性。 4.2.1 接口与外设之间的信息 4.2.2 I/O接口的基本组成
4.21接口与外设之间的信息 CPU与I/O设备之间传输的信息可分为 数据信息 CPU和外设交换的最基本的信息就是数据信息。 ◆数字量 模拟量 开关量 2.状态信息 状态信息反映外设的工作状态,是外设发给CPU的, 用来协调CPU和外设之间的操作 3.控制信息 控制信息是CPU发送给外设的控制命令
4.2.1 接口与外设之间的信息 CPU与I/O设备之间传输的信息可分为： 1．数据信息 CPU和外设交换的最基本的信息就是数据信息。 ◆ 数字量 ◆ 模拟量 ◆ 开关量 2．状态信息 状态信息反映外设的工作状态，是外设发给CPU的， 用来协调CPU和外设之间的操作。 3．控制信息 控制信息是CPU发送给外设的控制命令
4.220接口的基本组成 虽然构成微机接口不同功能的电路各不相同,但是在基 本结构上都是由数据锁存缓冲器、状态寄存器、命令寄 存器、地址译码和控制逻辑等各个电路组成 数据总线 数据总线缓冲器 输入/输出寄存器 数据信息 输 入 微 处|控制总线 接口控制逻辑 控制信息输 理器 控制寄存器 端口选择 出设备 地址总线地址总线缓冲器 接口端口地址译码 状态寄存器状态信息
4.2.2 I/O接口的基本组成 输 入 / 输 出 设 备 输入/输出寄存器 数据信息 控制寄存器 控制信息 状态寄存器 状态信息 微 处 理 器 数据总线缓冲器 地址总线缓冲器 接口/端口地址译码 接口控制逻辑 数据总线 控制总线 地址总线 端口选择 虽然构成微机接口不同功能的电路各不相同，但是在基 本结构上都是由数据锁存/缓冲器、状态寄存器、命令寄 存器、地址译码和控制逻辑等各个电路组成
4.22I/0接口的基本组成 1.端口 IO接口通常设置有若干个寄存器,用来暂存CPU和外设之间传输的数 据、状态和控制信息。一般有三类寄存器,分别是数据寄存器、状 态寄存器、控制寄存器。接口内的寄存器通常被称为端口 CPU与外设之间的数据、状态和控制信息都是以“数据”形式,分别 存放在接口不同的端口/寄存器中,它们是通过系统数据总线与CPU 相互传送的。所以,CPU对外设的数据输入/输出,以及联络、控制 等操作,都是通过对相应端口的读/写操作来完成的 每个端口有一个独立的地址,CPU可以用端口地址代码来区别各个不 同的端口。外设的地址,就是该设备接口中各端口的地址 2.数据总线和地址总线缓冲器 数据总线缓冲器用于实现接口内部数据总线与系统数据总线相连 接。地址总线缓冲器用于实现接口的地址选择线与系统地址总线 的相应端连接
4.2.2 I/O接口的基本组成 1. 端口 ◆ I/O接口通常设置有若干个寄存器，用来暂存CPU和外设之间传输的数 据、状态和控制信息。一般有三类寄存器，分别是数据寄存器、状 态寄存器、控制寄存器。接口内的寄存器通常被称为端口。 ◆ CPU与外设之间的数据、状态和控制信息都是以“数据”形式，分别 存放在接口不同的端口/寄存器中，它们是通过系统数据总线与CPU 相互传送的。所以，CPU对外设的数据输入/输出，以及联络、控制 等操作，都是通过对相应端口的读/写操作来完成的。 ◆ 每个端口有一个独立的地址，CPU可以用端口地址代码来区别各个不 同的端口。外设的地址，就是该设备接口中各端口的地址。 2. 数据总线和地址总线缓冲器 数据总线缓冲器用于实现接口内部数据总线与系统数据总线相连 接。地址总线缓冲器用于实现接口的地址选择线与系统地址总线 的相应端连接