母 第六章外部设备的接口 接口的概念 EEE1394接口 串行接口 ·IDE接口 ·并行接口 ·SCS接口 ·USB接口 ·红外接口IrDA
第六章 外部设备的接口 • 接口的概念 • 串行接口 • 并行接口 • USB接口 • IEEE-1394接口 • IDE接口 • SCSI接口 • 红外接口IrDA
61接口的基本知识 6.1.1PC机接口概述 接口:用于完成计算机主机系统与外部设备之间的信息 补算机硬恍技术基础 交换。一般接口由接口电路、连接器(连接电缆) 和接口软件(程序)组成。 p 主机 系统 总 接口 线K (CPU 电路 连接电缆A设备 系统) 第2页
第 2 页 计 算 机 硬 件 技 术 基 础 6.1 接口的基本知识 6.1.1 PC机接口概述 接口：用于完成计算机主机系统与外部设备之间的信息 交换。一般接口由接口电路、连接器(连接电缆) 和接口软件(程序)组成。 主机 系统 (CPU 系统) 总 线 接口 电路 连接电缆 外部 设备
PC机的模块构成 硬盘接口+→硬盘光盘动器 调制解 线 调器 软驱接口 软盘驱动器 扫描仪 存储器 鼠标器 通信接口行接口 USB 打印机 专用 键盘 CPU 接口 扬声器 微型 +12/-12+5/-5 显示卡 示器 机主↑↑ 机板 总线插槽 电源 声卡 微型 音箱 机主 网卡 局域网 机箱 220VAC
PC机的模块构成 存储器 CPU 硬盘接口 软驱接口 硬盘 软盘驱动器 通信接口 光盘驱动器 串行接口 并行接口 电源 220VAC +12/-12 +5/-5 专用 接口 键盘 扬声器 显示卡 声卡 显示器 音 箱 总线插槽 打印机 调制解 调器 扫描仪 网卡 局域网 鼠标器 USB 总线 微型 机主 机板 微型 机主 机箱
61接口的基本知识 n/Ou指令、O总线、接口电路的关系 在程序中执行输入输出(nOut 计指令产生读写和地址信号 算 CPU 机 输入输出指令产生的总线 硬信号送到各个O接口电路 MO总线 件 技不同的接口电路识别特定的地 ○接口 水址组合(地址译码)被选通的接 口打开数据传送通道 基读(n):接口中的数据CPU /O设备 础写( Out): CPU数据→O接口 第4页
第 4 页 计 算 机 硬 件 技 术 基 础 6.1 接口的基本知识 In/Out指令、I/O总线、接口电路的关系 I/O接口 I/O总线 I/O设备 CPU 在程序中执行输入/输出(In/Out) 指令，产生读/写和地址信号， 地址指向特定的接口电路 输入/输出指令产生的总线 信号送到各个I/O接口电路 不同的接口电路识别特定的地 址组合(地址译码)，被选通的接 口打开数据传送通道 读(In)：接口中的数据→CPU 写(Out):CPU数据→I/O接口
61接口的基本知识 n/Ou指令、O总线、接口电路的关系 cPU指令 产生特定的 使指定的接口 IO总线信号 电路响应 IN AL.07 补算机硬恍技术基础 OUT O8AL 接口电路 接口电路 外设 接口电路 p 不同的接口电路占用不同的端 接口电路 44口地址 不同的接口电路有不同的操作 方法,体现在接口编程中。 第5页
第 5 页 计 算 机 硬 件 技 术 基 础 CPU指令 IN AL,07 OUT 08,AL … 产生特定的 I/O总线信号 使指定的接口 电路响应 接口电路 接口电路 接口电路 不同的接口电路占用不同的端 接口电路 口地址。 不同的接口电路有不同的操作 方法，体现在接口编程中。 外设 6.1 接口的基本知识 In/Out指令、I/O总线、接口电路的关系
61接口的基本知识 最简单的接口电路 0一个简单的接口电路输出)框图 计CPU端(O总线) 外设端 共(「数据总线DD1 具有缓外部数据D~D2 机 冲寄存 器的输 地址总线地 址写控制MR):将 出接口 电路 读控制(RD):读 译 数据写入输出寄 取缓冲寄存器数 yy控制总线码 存器,1→RS RS 据,0→RS 状态(RS):通知CPU 状态(RS):通知外设 基 缓冲寄存器是否空, 缓冲寄存器是否满 可接CPU中断系统 础 第6页
第 6 页 计 算 机 硬 件 技 术 基 础 一个简单的接口电路(输出)框图 具有缓 冲寄存 器的输 出接口 电路 RS 数据总线D0~D7 外部数据D0~D7 写控制(WR)：将 数据写入输出寄 存器，1→RS 状态(RS)：通知CPU 缓冲寄存器是否空， 可接CPU中断系统 读控制(RD)：读 取缓冲寄存器数 据， 0→RS 状态(RS)：通知外设 缓冲寄存器是否满 CPU端(I/O总线) 地 址 译 码 地址总线 控制总线 外设端 6.1 接口的基本知识 ——最简单的接口电路
61接口的基本知识 典型的简单接口电路构成 发送数据 数据总线 双向缓冲 线路 缓冲存储 驱动 接收数据 信号 缓冲存储 变换接口信号线 补算机硬恍技术基础 控制 寄存器 状态 寄存器 p 地址总线 接口 地址译码 控制 读写控制 电路 中断 第7页
第 7 页 计 算 机 硬 件 技 术 基 础 双 向 缓 冲 数据总线 发送数据 缓冲存储 接收数据 缓冲存储 接口 控制 电路 控制 寄存器 线路 驱动 信号 变换 地 址 译 码 地址总线 状态 寄存器 中断 读写控制 接口信号线 6.1 接口的基本知识 ——典型的简单接口电路构成
61接口的基本知识 接口的4大功能 接口的功能 接口一般具有数据传送、数据缓冲、信号变 换、中断等功能 算。>数据传送:CPU执行输入输出指令与外部设备交换 、数据 数据缓冲:用于输入输出过程中的暂存,对方不能 及时接收数据时,将数据暂存在接口电路中。根据 件0接口的需要可以是一个或几个字节,也可也是数据 ”、存储区 2个>信号变换:完成计算机数字信号与O设备信号如 模拟信号、开关信号、计数脉冲等)的相互转换。 墓()>中断:大多数接口电路有中断功能,以提高接口程 械序的效率 第8页
第 8 页 计 算 机 硬 件 技 术 基 础 接口的功能 接口一般具有数据传送、数据缓冲、信号变 换、中断等功能。 ➢ 数据传送：CPU执行输入/输出指令与外部设备交换 数据。 ➢ 数据缓冲：用于输入输出过程中的暂存，对方不能 及时接收数据时，将数据暂存在接口电路中。根据 接口的需要可以是一个或几个字节，也可也是数据 存储区。 ➢ 信号变换：完成计算机数字信号与I/O设备信号(如 模拟信号、开关信号、计数脉冲等)的相互转换。 ➢ 中断：大多数接口电路有中断功能，以提高接口程 序的效率。 6.1 接口的基本知识 ——接口的4大功能
61接口的基本知识 接口的控制方式—查询 06.1.2接口的操作(p 148) 计,接口的在:程序对接的访问(读写)方式不同的 算01查询控制方式:通过程序监测接口的状态,见图62 机 接口状态:指示接 口电路中是否有未 读的数据。用端〈数据总线态K数据 口读命令查询。 接 p 端口连接器 地址总线A地 口电路 基 址译 读选通命令:控制 接口电路将数据送 础 控制总线A码 数据总线。 第9页
第 9 页 计 算 机 硬 件 技 术 基 础 6.1.2 接口的操作 (p148) 接口的操作：程序对接口的访问（读/写）方式。不同的 接口电路支持不同的操作方式。 1. 查询控制方式：通过程序监测接口的状态，见图6-2。 6.1 接口的基本知识 接口的控制方式——查询 接 口 电 路 数据 地 址 译 码 地址总线 控制总线 端口连接器 读选通命令：控制 接口电路将数据送 数据总线。 接口状态：指示接 口电路中是否有未 读的数据。使用端 口读命令查询。 三 态 门 数据总线
61接口的基本知识 O例如:串行端口1(c0M1),使用地址为3F8-3FE的O端口 地址 方向 用途说明 3F8NUT数据接收发送寄存器,数据输入和输出 3F9 OUT 算 中断允许寄存器,设定是否允许产生中断 3FA N 中断标志寄存器,指示中断类型 机 3FB OUT 线路控制寄存器,用于完成对接口电路的控制 3FC OUT MODEM控制寄存器 3FD N 线路状态寄存器,指示接口电路的状态 3FE N MODEM状态寄存器 y例如其中:线路状态寄存器3FD) D7/D6/D5/D4/D3/D2/D1/D0 发送发送接收接收|接收接收接收 基 保留移位保持间断格式|奇偶|超越数据 寄存器寄存器错误|错误错误错误|就绪 三查询控制方式的特点:简单、程序开销大(效率低) 第10页
第 10 页 计 算 机 硬 件 技 术 基 础 例如：串行端口1(COM1:)，使用地址为3F8~3FE的I/O端口 6.1 接口的基本知识 地址 方向 用途说明 3F8 IN/OUT 数据接收/发送寄存器，数据输入和输出 3F9 OUT 中断允许寄存器，设定是否允许产生中断 3FA IN 中断标志寄存器，指示中断类型 3FB OUT 线路控制寄存器，用于完成对接口电路的控制 3FC OUT MODEM控制寄存器 3FD IN 线路状态寄存器，指示接口电路的状态 3FE IN MODEM状态寄存器 例如其中：线路状态寄存器(3FD)： 保留 D7 发送 移位 寄存器 D6 发送 保持 寄存器 D5 接收 间断 错误 D4 接收 格式 错误 D3 接收 奇偶 错误 D2 接收 超越 错误 D1 接收 数据 就绪 D0 查询控制方式的特点：简单、程序开销大(效率低)