§6.1接口的基本概念 、概述 1.接口——CPU与输入输出设备之间协调动作 的硬件电路。 CPU →m一外设 2.接口的功能(作用)起传送数据的桥梁作用。 ①地址译码—以寻址某一外设,和指定的外 设交换信息。 ②数据寄存和缓冲用以消除处理器与外设 在“定时”或数据处理速度上的差异
§ 6.1 接口的基本概念 一、概述 1. 接口 —— CPU与输入/输出设备之间协调动作 的硬件电路。 2. 接口的功能(作用)——起传送数据的桥梁作用。 ①地址译码——以寻址某一外设，和指定的外 设交换信息。 ②数据寄存和缓冲——用以消除处理器与外设 在“定时”或数据处理速度上的差异。 CPU I/O 接口 外设
回职素驅 温斟展卟 田名 ③信息转换—因为计算机与外设的信息格式可能 不同,以使两者相容;如正负逻辑转换,串/并联间的 转换,TTL电平与其他电平转换。 ④提供命令译码和状态信息—以实现对外设的控 制与监测。如设备“准备好”,数据缓冲器“空” →握手联络信号。 ⑤定时控制——提供时序控制功能,以满足外设在 时序控制方面的要求
③信息转换 —— 因为计算机与外设的信息格式可能 不同，以使两者相容；如正负逻辑转换，串/并联间的 转换，TTL电平与其他电平转换。 ④提供命令译码和状态信息——以实现对外设的控 制与监测。如设备“ 准备好 ”，数据缓冲器“ 空 ”。 →握手联络信号。 ⑤定时控制—— 提供时序控制功能，以满足外设在 时序控制方面的要求
3.一般组成由功能要求,可得接口电路的主 要组成部分,即由:各种寄存器十控制电路
3. 一般组成—— 由功能要求，可得接口电路的主 要组成部分，即由：各种寄存器＋控制电路
二、接口控制原理 因为接口主要控制数据传送,所以接口控制即对数据 传送的控制。 1.数据传送方式—CPU与外设的信息交换称为通信, 基本的通信方式(即数据传送方式)有两种: ↑个个个个 D7D6D5 D4D3D2DIDo ①并行通信(并行数据传送)—数据的所有位同时 发送。 如机器内部各部件之间都是并行传送。数据有 多少位就要有同样数量的传送线。它速度快, 但线路多,只适用于短距离传送(小于100英尺)
二、接口控制原理 因为接口主要控制数据传送，所以接口控制即对数据 传送的控制。 1. 数据传送方式—— CPU与外设的信息交换称为通信， 基本的通信方式（即数据传送方式）有两种： ①并行通信（并行数据传送）—— 数据的所有位同时 发送。 如机器内部各部件之间都是并行传送。数据有 多少位就要有同样数量的传送线。它速度快， 但线路多，只适用于短距离传送（小于100英尺） ↑↑↑↑↑↑↑↑ D7D6D5D4D3D2D1D0
D,D6D5 D4D3D2DIDo- ②串行通信(串行数据传送)—数据一位一位的顺序 传送。如远程终端通信,远程计算机之间的通信,通 常借用通信电路(如电话线)来传送数据。一般网的通 信,网络上的数据流都是串行的 串行通信只要一条数据传输线。它线路少,但速度 慢,控制设备复杂(需并串-并转换),适用于远距离 通信(大于100英尺)。 由于一根线传送所有位,收发双方必须遵守统 的通信规程(通信协议)。串行通信中,有两种最基本 的通信方式:同步通信和异步通信。 在异步通信中,CPU与外设之间必须有两项规定: 字符格式和波特率
② 串行通信（串行数据传送）—— 数据一位一位的顺序 传送。 如远程终端通信，远程计算机之间的通信，通 常借用通信电路（如电话线）来传送数据。一般网的通 信，网络上的数据流都是串行的。 串行通信只要一条数据传输线。 它线路少，但速度 慢，控制设备复杂（需并-串-并转换），适用于远距离 通信（大于100英尺）。 由于一根线传送所有位，收发双方必须遵守统一 的通信规程（通信协议）。串行通信中，有两种最基本 的通信方式：同步通信和异步通信。 在异步通信中，CPU与外设之间必须有两项规定： 字符格式和波特率。 D7D6D5D4D3D2D1D0→
i)字符格式——每个串行数据由一个起始位0+数据 位(5,6,7,8位)+奇偶效验位H+停止位1组成 称为一帧。 常用的两种格式 常用一般通信格式 (字符通信) LSB M D D3D4D5D6奇偶1 0 Do DI D2 D3 D4 DS DD, I 般微机中数 起始位∵空闲时,通信线据信格q1, 所以以“0表示起始位。 数据位—先发低位,后发高位。数据可以是5位, 6位,7位,8位,PC通信中常用7位或8位,取哪 种数据格式由软件决定
ⅰ）字符格式—— 每个串行数据由一个起始位0+数据 位（5，6，7，8位）+[奇偶效验位]+停止位1 组成→ 称为一帧。 常用的两种格式： LSB MSB ← 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 奇偶 1 ← 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1 • 起始位—— ∵空闲时，通信线路上视有逻辑“1”， 所以以“0”表示起始位。 • 数据位——先发低位，后发高位。数据可以是5位， 6位，7位，8位，PC通信中常用7位或8位，取哪一 种数据格式由软件决定。 常用一般通信格式 （字符通信） 一般微机中数 据通信格式
奇偶校验位—奇偶校验位主要用于纠错检测,即 加上一位1或0,使数据中具有奇或偶数个“1” 停止位—最后发停止位“1”,以标志一帧传送结 束,标志位可以是1位,1.5位或2位个“1 例如:字符通信,偶检验的格式: 如:“A’→7位ASCI码为41H LSB MSB偶校验 0 t000010 如:‘4→>7位ASCⅢ码为34H 000 1011011 个 起始位 停止位
• 奇偶校验位——奇偶校验位主要用于纠错检测，即 加上一位1或0，使数据中具有奇或偶数个“1”。 • 停止位—— 最后发停止位“1”，以标志一帧传送结 束，标志位可以是1位，1.5位或2位个“1”。 例如：字符通信，偶检验的格式： 如：‘A’ →7位ASCII码为41H LSB MSB 偶校验 ← 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 如：‘4’ →7位ASCII码为34H ← 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 起始位 停止位
i)波特率——即数据传送速率的规定,即 每秒钟传送多少bit 例:数据传送的速率是120字符秒,而通信的 数据格式如上所述(10个bit位)。 则传送波特率: 10大120=1200位/秒=1200波特,即 1200b/s 如以太网的最大传送速率为100Vb/s;又 如 Chinanet的通信速率为9600b/s~2Mb/s
ⅱ）波特率——即数据传送速率的规定，即 每秒钟传送多少bit。 例：数据传送的速率是120字符/秒，而通信的 数据格式如上所述（10个bit位）。 则传送波特率： 10 ＊ 120 = 1200 位 / 秒 = 1200 波特，即 1200b／s • 如以太网的最大传送速率为100Mb／s ；又 如Chinanet的通信速率为9600b／s～2Mb／s
2.CPU与外设数据传送控制方式(传送控制方 式)—IO控制方式 1)程序直接控制传送方式由程序来控制 主机和外设之间的数据交换。 根据外设的特点又可分为 0无条件传送方式又称同步方式 在不需要查询外设的状态,即已知外设已准 备好或不忙时,可直接用ⅣN或OUT指令与外 设交换数据。此时接口简单,适用于CPU与 外设同步工作的情况。 如实验中,基本ⅣO实验, 用的是无条件传送方式; 但实际应用中使用较少
2. CPU与外设数据传送控制方式（传送控制方 式）——I/O控制方式 1）程序直接控制传送方式—— 由程序来控制 主机和外设之间的数据交换。 根据外设的特点又可分为： 无条件传送方式—— 又称同步方式 在不需要查询外设的状态，即已知外设已准 备好或不忙时，可直接用 IN 或 OUT 指令与外 设交换数据。此时接口简单，适用于 CPU 与 外设同步工作的情况。 如实验中，基本I/O实验， 用的是无条件传送方式； 但实际应用中使用较少
②查询传送方式(即条件传送)—CPU与外设不同 步时,很难保证执行输入输出时,外设是准备好的, 在数据传送前,程序首先要测试外设的状态,只有在状 态信息满足条件时,才能进行传送。所以接口中除正常 的数据传送(数据端口)外,还必须传送状态信息(状 态端口) 查询方式,CPU与外设信息的交换方式称为应 答方式,状态信息即“联络”信息。接口处于被动状 态。查询式输入流程 查询式输出流程」 输入状态信息 匚读状态 Ready? Busy? 输入数据 输出数据
查询传送方式（即条件传送）—— CPU 与外设不同 步时，很难保证执行输 入 /输出 时，外设是准备好的， 在数据传送前，程序首先要测试外设的状态，只有在状 态信息满足条件时，才能进行传送。所以接口中除正常 的数据传送（数据端口）外，还必须传送状态信息（状 态端口）。 查询方式，CPU 与外设信息的交换方式——称为应 答方式，状态信息即“联络”信息。接口处于被 动状 态。 输入状态信息 Ready？ 输入数据 读状态 Busy？ 输出数据 N Y 查询式输入流程 查询式输出流程