计算机外部设备

1、人们通常是通过外部设备使用计算机，但是由于种种原因，外设往往不能与C PU 直接相连，它们之间的信息交换需要一个中间环节(或界面 )，我们称之为接口电路。所谓接口是微处理器 C P U 与外界的连接部件(电路 )，是 C P U 与外界进行信息交换的中转站。接口技术从广义上讲，是研究C P U 如何与外界进行最佳结合与匹配，将计算机系统中的各种功能部件连接起来构成一个完整的、实用的计算机系统， 并能实现与外界高效、可靠地交换信息的一门硬、 软件相结合的技术， 是软硬件结合之体现，是微型计算机应用的关键。 例如，中央处理器与系统总线连接所需的总线驱动器、数据收发器、 总线控制器及总线裁决器等，称

2、为处理器接口；存储器的组织及与系统总线的连接逻辑、存储管理部件、DM A 控制器等，称为存储器接口；各种输入输出设备与主机进行信息交换所需要的硬件逻辑和软件设计，称之为外部设备接口技术或输入输出接口技术。为什么要使用接口电路呢？就以输入输出接口为例。大家都知道，输入输出是计算机与外部世界交换信息所必需的手段。程序、数据和现场物理量等要通过输入设备进入计算机，另一方面，计算机运行的结果和各种控制信号通过输出设备进行显示、打印或实现实时监控。外设包括机械式、电子式、机电式等等，其速度与C P U 相差太远，如键盘速度为秒级，磁盘为 0 . 2 6 M B / S ；输入输出信号的形式有数字量、模拟

3、量；信息传送方式有串行、并行等等。所以，在 C P U 与外设之间需要设置一种部件，使C P U 和外设协调工作，有效完成 C P U 与外界之间信息交换。这种起界面作用的部件，称之为输入/输出接口电路。计算机系统所配置的外部设备， 类型繁多， 数量不同。 它们不仅在工作速度上与中央处理机差别极大， 而且在数据表示的形式上与计算机内部形式也不一致，每一个外部设备都是一个独立的部件。因此，要实现外部设备与主机之间的连接（connection ）和信息交换，必须经过一个数据转换和传输的设备。这种设备，我们叫做I/O 接口（ interface），有的叫 I/O 适配器（adapter）或适配卡。例

4、如：键盘适配卡、打印机适配卡、CRT 适配卡、磁盘适配卡等。接口定义： 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。I/O 接口，不只是为了实现物理上的连接，它还要完成许多功能。I/O 接口的主要功能如下。1. 地址译码2. 交换数据、控制和状态信息精选文库3. 支持主机不同的传送方法4. 支持主机传送的不同的控制方法5. 提供主机和外部设备所需缓冲、暂存和驱动能力6. 数据格式的转换7. 编码与译码8. 信号变换如上所述， I/O 接口一边是面向主机控制的，另一边是面向外部设备的，不同的控制和不同的外部设备则有不同的I

5、/O 接口。它们之间的功能划分是十分不同的，有的功能放在I/O 适配器上，有的放在I/O 设备上。一般是联系紧密和关系复杂的功能应尽可能地安排在一起；联系不多，关系简单的功能可以分开。如果把设备控制器放在I/O 适配器上，也就很难区分哪些是属于I/O 接口，哪些是属于设备控制器了。例如打印机适配器，只完成接口功能， 常作为通用并行接口，而具体的打印控制（设备控制器） ，则放在打印机中。在 CRT 适配器上， 则包括接口和 CRT 控制器两部分功能， 用来把显示数据转换为视频信号，这时外部设备只剩下 CRT 本身了。磁盘驱动器适配器中，则包含了磁盘控制器的大部分功能（磁盘控制程序、数据编码和译码

6、，以及错误检验等）。应当指出的，一个完整的 I/O 接口，不仅包含一些硬件电路，还包含相应的软件驱动程序。这些软件放在接口的 ROM 中，有些放在主机板的 ROM 中，也有的放在磁盘上，当需要时才装人内存。在PC 机中，这些软件称为基本I/O 系统，即BIOS 。应用程序可以通过调用 BIOS 来操作 I/O 接口，而避免由应用程序直接访问硬件。这样I/O 接口通过BIOS 程序可以提供一个易于标准化的软件接口CPU 是微机的核心部件，它不仅要承担数据的加工和运算，还要控制数据的输入和输出。在大多数微机中，CPU 对 I/O 的控制是通过I/O 接口来完成的， 对于配备大量外设的微机系统，还可

7、以设置单独的I/O 处理机，本节将简述在微机系统中可能采用的I/O 控制方式，包括程序控制方式、中断控制方式、直接存储器存取方式（DMA 方式）和输入输出处理机方式等四种。1. 查询控制方式通过程序监测接口的状态，例如：串行端口1(COM1:) ，使用地址为3F83FE 的 I/O 端口3F8 IN/OUT数据接收 / 发送寄存器3F9 OUT 中断允许寄存器3FA IN 中断标志寄存器3FB OUT线路控制寄存器3FC OUT MODEM控制寄存器3FD IN线路状态寄存器3FE IN MODEM状态寄存器其中：线路状态寄存器(3FD) ：-2精选文库2. 中断控制方式接口状态改变时产生中断

8、，通过中断信号调用中断处理来处理接口事件。特点：接口需要中断支持 (占用中断资源 )，编程复杂，效率高。3. 直接存储器存取方式 （ DMA 方式）通过 DMA控制器 (DMAC) 完成内存与端口之间的数据传送，适合大批量数据的集中传送，且传送速度快。如硬盘、声卡、视频卡、网卡等。DMA 方式的工作过程：外设向 DMAC 发出请求信号； DMAC 向 CPU 发出请求； CPU 响应后向 DMAC 发出允许信号，同时让出总线控制权； DMAC 接管总线，发出总线信号，完成数据传送； DMAC 向 CPU 发出结束请求； CPU 响应结束请求，接管总线。4. 输入输出处理机控制方式由一台专用的计

9、算机完成输入/输出处理。一般的大型计算机系统都有通信处理机。计算机的I/O 端口实现系统中的设备和软件间通信，如果想和串行口通信，必须知道串行-3精选文库口是通过哪个 I/O 端口来接收和发送的。 系统中有丰富的 I/O 端口。准确数是 65535 个端口，从 0000h 到 FFFFh。这些 I/O 端口被分配给各种 I/O 设备，这些设备有些是在主机板上，有些通过总线在插板实现。主板和基于芯片组的设备端口地址基于总线的设备端口地址串行接口是PC 机中最常用的通用接口，PC 机可通过串行接口连接鼠标器、调制解调器（MODEM ）、扫描仪等。所谓串行接口，就是所传送的数据是以串行 （逐位） 的

10、方式传送的。发送时先将并行的字节转换成串行的位并逐位发送，接收时再将逐位收到的数据位拼装成字节。其特点是接口线数少、传送距离长、速度慢、电路复杂(必须有 “串 并 ”和 “并 串 ”变换和位同步控制电路 ) 。串行信号由起始位、数据位、停止位构成。传送单位为字节。串行信号波形：在进行串行通信的线路连接时，通常要解决两个问题：一是计算机与外设之间要共同遵守的某种约定，这种约定称为物理接口标准，包括电缆的机械特性、电气特性、信号功能及传送过程的定义，它属于ISO'S OSI 七层参考模型中的物理层，它为链路层提供透明的位流传输实体，规定了传送数据位的物理硬件规则，EIARS-232、 RS

11、-422、 RS-485 标准所包含的接口电缆及连接器均属于此类。 二是按接口标准设置计算机与外设之间进行串行通信的接口电路。RS-232C 标准是美国电子工业协会 EIA(Electronic Industries Association) 与 BELL 等公司一起开发的于 1969 年公布的通信协议。 它适合于数据传输速率在 020000b/S 范围内的通信。字母 RS 表示 Recommanded Standard（推荐标准） ，232 是识别代号， C 是标准的版本号。RS-232C 标准最初是为远程通信连接数据终端设备DTE(Data Terminal Equipment) 与数据通

12、信设备 DCE(Data communication Equipment) 而制定的。 但目前更广泛地应用于计算机与终端或外设之间的近距离连接。 这个标准对串行通信接口的有关问题， 如信号功能、 电气特性和机械特性都作了较明确的规定。由于通信接口与设备制造厂商都生产与RS-232C 兼容的通信设备，因此它己成为微机串行通信接口中广泛采用的一种标准。1.连接器由于 RS-232C 标准只规定了采用一对物理连接器，但对连接器本身的物理特性没有任何定义，因而出现了 DB25 、DB9 等各种类型的连接器，其引脚的定义也各不相同，使用时应特别注意。在实际应用中 DB25 和 DB9 这两种连接器使用较

13、多，下面将这两种连接器作简单介绍。-4精选文库早期的 PC 和 PC/XT 采用的是如下图所示的DB25 型连接器：插头一侧为DTE ，插座一侧为DCE。虽然RS-232C 定义了25 脚信号标准，但实际进行异步串行通信时，只需9个电压信号， 2 个数据信号 （RXD 、TXD ），6 个控制信号和1 个信号地线。 由于 PC 及 PC/XT机除了支持 EIA 电压接口外还支持 20mA 电流环接口， 另需 4 个电流信号， 故而采取 DB25 型连接器作为 DTE 与 DCE 之间通信电缆的连接器。RS-232C DB25 型连接器DB9 型连接器，其信号引脚如下图所示。由于AT 机串行口取

14、消了电流环接口，故采用DB9 型连接器。如果将配接 DB9 型连接器的 DTE 与配接 DB25 型连接器的 DCE 相连接，必须使用专门的电缆线或转接头。RS-232CDB9 型连接器2.电缆长度传输电缆的长度与传输线的线间电容有关。EIA 标准规定被驱动电路（终端）的电容（包括电缆连接电容）必须小于2500pF 。对于一个多芯电缆来说，每英尺（0.305m ）电容为40pF50pF ，所以满足电容特性的电缆长度最长为50 英尺（ 15.24m）。如果电容特性不满足，则明显的反映是从空号到传号（从 0 到 1），或从传号到空号 （从-5精选文库1 到 0）的跳变时间要超过 RS-232C 标

15、准规定的4位码时间的最大允许值。因为对于传号/空号的跳变过程和空号 /传号的跳变过程来说，不同的跳变情况下驱动器和接收器电路的电阻是不同的，所以对电缆电容充电的时间也总是不同的。超过50 英尺所增加的电容和上述充电时间的差异会使接收电路产生传号位码比空号位码宽（传号畸变） 或反之 （空号畸变），这些畸变会引起字符接收错误。如果在时钟频率有畸变或信号状态发生跳变时出现噪声，则更易出错。RS-232C 标准允许的连接电缆不超过50 英尺（ 15.24m），但若能保证电缆总电容小于2500pF，则电缆长度可超过限定值。同时，RS-232C 标准所允许的信号传输速率在7520000b/S 的范围之内，

16、而在实际应用中常被限制在19200b/S 以内。1. RS-232C 信号电平RS-232C 标准对信号的逻辑电平、最高数据传输速率和各种信号功能都作了规定。RS-232C 选择 -15V -3V 和 +3V +15V 这个范围而不采用TTL 逻辑（ 0V 5V ）的原因， 是为了提高抗干扰能力和增加传送距离。由于传号和空号状态用相反的电压表示，其间有6V的差距，这就极大地提高了数据传输的可靠性。2. EIA RS-232C与 TTL 的电平转换EIA RS-232C 是用正负电压来表示逻辑状态，而TTL 是以高低电平表示逻辑状态，因此，为了能够同计算机接口或终端的TTL 器件连接，必须在EI

17、A RS-232C 与 TTL 电路之间进行电平和逻辑关系的变换。3. 其他电气参数1)RS-232C 终端一侧的旁路电容不应超过2500pF（包括电缆电容在内） 。2)开路电压不能超过25V 。3)RS-232C 的驱动电路必须能承受电缆中任何导线短路，而不会导致有关设备的损坏EIA RS-232C 标准规定了在串行通信时，数据终端设备DTE 和数据通信设备DCE 之间的接口信号。所谓“发送 ”和 “接收 ”是从数据终端设备的角度来定义的。RS-232C 接口所使用的DB9 和 DB25 连接器引脚的信号名称、引脚及功能。 RS-232C 标准接口有25 条线。其中有4 条数据线， 11 条

18、控制线， 3 条定时线， 7 条备用线和未定义线。下面仅介绍最常用的一些信号线，按照它们的功能可分类如下。1.地线类脚 1：保护地，接机器框架，也可不接。审核登记软件出口合同业务统计合同浏览-6精选文库脚 7：信号地，这是其他各信号电压的参考点。无论电缆如何连接，这条线是必不可少的。2.接收、发送数据线脚 2：发送数据（ TXD ），由 DTE 发至 DCE 的信号。在数据未发送时，一直保持负电压。终端设备发送数据的条件是：数据终端就绪（ DTR ）为正电压；数传机就绪（ DSR）为正电压；请求发送（ RTS）为正电压；清除发送（ CTS）为正电压。脚 3：接收数据（ RXD ），由 DCE

19、发至 DTE 的信号。3.常用控制信号类脚 4：请求发送 RTS，由 DTE 发至 DCE 的信号，表示它要向 DCE 发送数据。当数传机就绪（ DSR）、数据终端就绪（ DTR ）为正电平时（表示接通） ，RTS 就应为正电压（表示接通）。脚 5：清除发送 CTS，由 DCE 发至 DTE 的信号，表示 DCE 己准备好接收来自 DTE 的发送数据。如果数传机就绪 DSR 为断开状态（负电压） ，则 CTS 也应该是断开状态（负电压），以表明 DTE 不应发送数据。 CTS 接通的条件是数传机就绪 DSR、请求发送 RTS 为正电压。脚 6：数传机就绪 DSR，由 DCE 发至 DTE 的信

20、号，表示 DCE 已与通信信道相连接。脚 20：数据终端就绪 DTR ，由 DTE 发至 DCE 的信号，表示 DTE 准备发送数据至 DCE。数据终端就绪DTR 必须先接通，然后数传机就绪DSR 才能变为接通状态。4.与调制解调器有关的信号脚 22：振铃指示RI，由 DCE 发至 DTE 的信号， RI 为正电压时，指示DCE 正在接收振铃信号。在每次振铃期间RI 为接通状态，而在两次振铃之间，则为断开状态。脚 8：载波信号检测DCD ，当 DCE 接收到满足要求的载波信号时，DCD 便是正电压，这个信号可用来驱动载波检测发光二极管。在上述各信号线中。发送数据、 接收数据、 信号地， 这三条

21、线是最基本的。DSR、DTR 、DCD 和 RI 是针对电话网络设计的。在本地互连的微机系统中，最常用到的联络信号是DTR 、DSR、 RTS、 CTS。对数据终端而言，若要发送数据，其必要条件是DTR 、DSR、 RTS，CTS 应接通（正电压）。有时 RTS 不一定是必要条件，但 DTR 必须接通，并且要求 DSR、 CTS 这两条输入线必须接通。当 DTE 与 DCE（或 DTE ）互连时，这两个信号来自互连的设备，也可以用模拟的方法产生，例如通过软件设置或者将DTR 、CTS 直接连接得到正电压。每当串口接收了一个字符，通过升起中断请求线（IRQ）引起计算机的注意。8 位 ISA 总线

22、系统有 8 条中断线， 16 位 ISA 总线则有16 条。通常由8259 中断控制器芯片处理这些请求并送 CPU。在 标准配置 中， COMl 使用 IRQ4 ， COM2 使用 IRQ3。当一个串口装入系统时，必须配置使用专用的I/O 地址（端口）和中断（中断请求IRQ ）。最好的方案是遵循这些设备的现有标准。注意，尽管许多串口能设置成与COM1 和 COM2 共享 IRQ3 和 IRQ4 ，但并不推荐这样做。最佳建议是设置COM3 为 IRQ10 和 COM4 为 IRQ11（如果可用的话） 。如果需要 COM3之上的端口，建议购买专用的多口串行卡。如果在标准COM1 和 COM2 串口

23、之外再添加时，必须保证他们使用惟一的、不冲突的中断。如果购买了串口适配卡，并准备使用他提供标准COM1 和 COM2 以外的端口，必须保证能够使用除IRQ3 和 IRQ4 之外中断。-7精选文库注意， BIOS 生产商从不把对COM3 和 COM4 的支持置入BIOS 中。所以， DOS 不能对 COM2 之上的串口进行操作，因为 DOS 是从 BIOS 中获取 I/O 信息的。在 POST（加电自检）过程中， BIOS 找出系统中装了些什么，装在何处。加电自检只检查最前面安装的两个端口。 而这在 Windows 下根本就不是什么问题，因为 Windows 95/98/2000/NT都有内置的

24、对多达 128 个端口的支持。在 Windows 支持多达128 个串口，使在系统里使用多端口板特别容易。在只使用一个插槽和一个中断时，多端口板给系统以多点采集或与多个设备共享数据的能力。但在COM端口之间或设备之间共享中断时， 有时能正常工作， 有时则不能。 建议在多串口之间最好不要共享中断。并行接口最普遍的用途是用于连接打印机。通常并行接口一次传送一个字节，所以， 传输速率比串行接口快的多。目前与PC 机相匹配的打印机接口几乎都是以Centronics 接口为基础的。 Centronics 打印机接口是一种用三线信号交互的8 位并行接口，但这种接口不支持外围设备选址，因此在输出端只能接一个

25、设备。Centronics 并行接口使用的是36 管脚的 Amphenol 57 系列的接头，最大接线距离一般不大于 5m，而且数据只能单向传送。PC 机为使并行接口与RS-232C 使用同一种接头 DB25，把 36 脚的 Centronics 接头改成了只有 25 脚的接头。因此， PC 机与打印机的连接是由一根 25 芯到 36 芯转换电缆完成的。PC 机并行接口 25 脚的定义以及与打印机36 脚并行接口的连接关系表数据信号：方向由主机到打印机。D0D7：主机发送给打印机的数据信息。控制信号：方向由主机到打印机。表中列出的信号定义如下：STB：低电平有效，用于主机对打印机的数据选通。A

26、UTO LF ：低电平有效，打印完后自动走纸换行，有些打印机通过DIP 开关设置。INIT ：低电平有效，使打印机的控制器初始化信号， 并同时清除打印缓冲区。SLCT IN ：低电平有效，使打印机处于联机状态。ACK ：低电平有效，表示打印机准备好，可以接收数据。BUSY：高电平有效，表示打印机处于忙状态，包括正在输入数据，正在打印，脱机状态，打印机就绪状态。PE：高电平有效，表示打印机缺纸。SLCT：高电平有效，表示打印机为联机状态。ERROR：低电平有效，表示打印机出错，包括无纸、脱机以及错误状态。典型的操作过程是，当打印机就绪时， BUSY 信号是低电平，然后计算机把数据放在数据线上，并

27、把选通脉冲送到 STB 线上，这时打印机将 BUSY 忙信号变为高电平，并读出锁存的数据，把数据放到打印队列中，同时输出一个 ACK 响应脉冲。在 ACK 脉冲之后， BUSY 信号变为低电平。 如果打印机发现有错误， 并处于检查状态，打印机就启动 ERROR 线。1.正常信号交互在正常信号交互时， 计算机向打印机指出数据线上存在有效信息。在选通脉-8精选文库冲变为逻辑负值之前， 至少 1s时间数据必须是有效的， 并且在选通脉仲变为低电平后，数据必须至少保持 1s是有效的，选通脉冲为低电平的时间大约为 1500s。选通脉仲的下降沿使得打印机送出 ACK 响应信号。选通脉冲变为低电平到 ACK

28、信号之间的延迟时间大约在 2 10s的范围内。以上时间是对于正常数据传送的。2.忙状态信号交互当打印机的打印缓仲器中有打印命令时（回车），或者当垂直进纸、走纸、换行、删除、报警、选择或不选择字符送到打印机时，打印机就处于忙状态。当打印机收到这些控制某种机械操作的特殊字符时，它需要用几微秒以上的时间进行操作，这时信号交互的时序变成BUSY 状态来对此作出反映。BUSY 状态的信号交互机制在以下几方面不同，在选通脉冲变为低电平之后，BUSY 信号代替了响应脉冲， BUSY 信号表示打印机被某种操作占用，在操作结束之后才能完成信号交互。打印机可能有2 300s忙持续时间。当 BUSY 为低电平之后，

29、打印机通过在响应线ACK 上发负脉冲表示结束，这点与正常信号交互相同。有些打印机根本不使用 BUSY 线，因为不论是正常的还是较忙的信号交互，它们的结束都是一样的， 这样就可以用两线信号交互代替三线。 另外一些打印机用一个开关来补充 BUSY 线，不论是两线还是三线都可以使用这种开关。还有些使用 Centronics 接口的打印机不采用原先的 Centronics 延迟时间，例如，它们也许在选通脉冲接通前要求数据有 0.5 s的有效时间，并且在选通脉冲断开后保持 0.5 s有效。选通脉冲只有 0.5 s时间接通。这些时间只是原先 Centronics 规定时间的一半。 1.标准并行口（ SPP

30、）原始 PC 并口的单向性能与其主要用途是一致的，即将数据发送到一台打印机。但是，有时候希望有双向端口，例如需要接收来自打印机的反馈信息，而这在 PostScript 打印机中是常见的。而这对于原始的单向端口是难以做到的。虽然从来没有准备用作输入， 但是一种聪明的设计方案还是将四条信号线可以作为 4 位输入连接。这样，这些端口能进行8 位（字节）输出（称作兼容模式）和 4 位输入（称作半字节模式） 。这在低端桌面系统中仍然非常普遍。 1993 年后制作的系统有更高性能的端口，例如，双向、 EPP、ECP。标准并口具有约 150KB/s 输出和约 50KB/s 输入的有效传输速率。2.双向（ 8

31、 位）并口随着 1987 的 PS/2 系列机的推出， IBM 引人了双向并口。这些在当今的 PC 兼容系统中是最常见的， 可以将其指称为 “双向 ”、“PS/2型 ”或 “扩展的 ”并行端口。这种端口设计为计算机和外设通过并口进行真正的通信开辟了道路。 这是通过对并行连接器上少数以前没有使用的引脚进行定义，并通过定义的一个状态位， 表示通过通道的信息方向。于是就允许有真正的8 位（称作字节模式）输人。这些端日通过标准的8 条数据线进行 8 位输入和输出，在与外设配合使用时，-9精选文库明显的要比 4 位端口决。双向端口在输出和输入时都具有大约150KB/s 速率传输数据的能力。3.增强型并口

32、（ EPP）EPP是一种更新的规范， 有时又称作快速模式并口。 EPP 是由 Intel、Xircom和 Zenith Data System开发的，并于 1991 年 10 月公布。提供 EPP 的第一代产品的是 Zenith Data Systems的膝上型计算机、 ircom 的袖珍型 LAN 适配器和 Intel82369 SL I/O 芯片。现在，几乎所有系统都含一个多模式并口，通常制作在主板上支持 EPP 模式的 Super I/O 芯片中。EPP 几乎以 ISA 总线速度工作，使比传统并口的原始吞吐量有成十倍的提高。 EPP 是专门为并行端口外围设备设计的，比如 LAN 适配器、

33、磁盘驱动器和磁带备份等。 EPP 已经包括在新的 IEEE1284 并口标准中。采用 EPP，传输速率达到 2MB/s 是可能的。自 1992 年推出最早的 Intel 82360 SL I/O 芯片以来，其他一些主要的芯片供应商（如 National Semiconductor、SMC 、Digital 和 VLSI ）也生产了能提供某些EPP 性能的 I/O 芯片组。但是存在一个突出的问题，不同供应商生产的各种芯片在使用 EPP 的过程上相差甚大，且许多供应商提供的多于一个I/O 芯片。EPP 1.7版（ 1992 年 3 月）确定了硬件规范的第一个流行版本。经少量修改后，版本被放弃， 而

34、且被并入 IEEE-1284 标准。有些技术参考资料中错误的标出参考 “EPP标准规范 1.9 版”，引起了关于 EPP 标准的混淆。注意 “EPP1.9 版 ”技术上并不存在，在最初 1.7 版后的任何 EPP 规范，确切他说应该指的是 IEEE-1284规范的一个部分。不幸的是，这导致了两种关于 EPP 并口的不兼容标准：最初的 EPP 标准委员会 1.7 版标准，和 IEEE-1284 委员会标准，通常叫做 EPP 1.9 版。两种标准极为相似，所以新的外设可以设计成支持两种标准，但是老的EPP 1.7 外设在EPP-1284（EPP 1.9）端口上可能就不工作。正是由于这个原因，许多多

35、模式端口允许任意配置成 EPP1.7或 1.9 模式，通常通过 BIOS 设置程序进行选择。实际上，现代主板上所用的几乎所有 Super I/O 芯片现在都支持 EPP 端口。由于 EPP 端口在 IEEE-1284 标准被定义，所以也从软件和驱动器支持上获益，包括在 Windows NT 中支持。4.增强性能端口（ ECP）另一种高速并口类型 ECP（增强性能端口），是由 Microsoft 和 Hewlett-packard 联合开发的，于 1992 年正式发布。与 EPP相似，ECP 提供了对并口的改进性能，也需要专用的硬件逻辑。自公布以来，与 EPP 一样， ECP 也包括进了 IEE

36、E-1284。但是，与 EPP 不同，ECP 并没有精心裁剪以支持笔记本计算机的并口外设， 其目的是支持不太贵的附件用于高性能打印机或扫描仪。另外， ECP 模式需要使用一个 DMA 通道，这可能会与别的使用 DMA 通道的设备发生麻烦的冲突， 而 EPP 中并没有这样定义。大多数带有新型 Super I/O 芯片的 PC，都能支持 EPP 或 ECP 中的任一种模-10精选文库式。大多数新系统都附带有支持高吞吐量通信的ECP 端口。大多数情况下， ECP端口可以通过 BIOS 转换成 EPP 或标准并口。不过，为了最好的吞吐量， 建议将端口置成 ECP 模式。 PC 系列微机可配有两个并行端

37、口，即LPT1 和 LPT2。二者结构是相同的，都可以作为打印机接口使用，由于有的机器不配置LPT2，因此常将 LPT1 作为打印机接口，并行接口有三个端口：数据端口、状态端口、控制端口，分别与数据寄存器、状态寄存器。控制寄存器相对应，表6-3-2 所示为两个并行接口的端口地址。CPU 向打印机传送打印数据或控制命令时，分别通过数据端口和控制端口，对数据寄存器和控制寄存器进行写操作，而CPU 要获得打印机状态时，则通过状态端口对状态寄存器进行读操作。USB (Universal Serial Bus)即通用串行总线，是由 Intel 、IBM 、Microsoft 、Compaq、 Digit

38、al 、NEC、Northern Telecom 七家公司共同开发的一种新型接口总线标准，用于克服传统总线的不足之一。 从 1998 年开始，PC 机主板开始支持 USB 接口，近几年，随着越来越多的 USB 接口外部设备的出现， USB 接口已成为 PC 机主板的标准配置。从发展趋势上看， USB 将取代 PC 机的大部分标准和非标准接口。 USB 接口也是一种输入 /输出接口，用于连接键盘、鼠标、数码相机等一些外部设备。此接口也是一种标准，它的作用就是将这些外部设备不一致的接口，统一成一个标准的 4 针插头接口，所具有的特点是：1.连结简单，并能支持热插拨技术，在不关闭计算机电源的情况，直

39、接插入 USB 设备，真正实现 “即插即用 ”功能。2.具有更高的数据传输率， USB1.1 的最高位速率为 12Mb/s，USB 连接多个设备时，各个设备共享 12Mb/s 的传输带宽。 在传输的信息中还携带有状态、 控制和差错校验信息， 实际的信息传输速率要低一些， 只连接一台设备时， 最高有效传输速率约为 9.6Mb/s。 USB1.1 还支持 1.5Mb/s 的低速传输。 USB2.0 的最高传输速率为 480Mb/s。远远超过现有标准的串行口和并行口的传送速度。3.能同时支持多种设备的连接，采用菊花链形式扩展端口，最多可在一台计算机上连接 127 种设备。并行接口数据端口状态端口控制

40、端口LTP1378H379H37AHLTP2278H279H27AH并行接口的端口地址4.为 USB 设备提供电源， USB 接口可为 USB 设备提供 5 伏电源，USB 接口为 4 针连接口，其中 2 根为电源线，另外 2 根为信号线。USB 是外设总线标准， 是由在 PC 和电信产业中的领导者，包括 Compaq、DEC、IBM 、Intel 、Microsoft 、NEC 和 Northern Telecom 共同开发的，这将给PC 带来计算机外设的即插即用。USB 消除了将卡安装在专用的计算机插槽并重新配置系统资源的情况，同时也节省了宝贵的系统资源，如中断。装备了USB 的个人计算机

41、，一旦实现了计算机外设物理连接就能自-11精选文库动地进行配置，不必重启动系统或运行设置程序。USB还允许多达127 个设备同在一台计算机上工作，作为外设，就好像插入式的站点或集线器。USB 电缆、连接器和外设可用图符进行标志，如图所示。Intel 成为 USB 的主要支持者，所有他们的PC 芯片组，从PIIX3 开始，已经包含USB支持。六家别的公司与Intel 一起共同开发USB ，这里包括Compaq、Digital 、IBM 、Microsoft 、NEC 和 Northern Telecom。这些公司一起建立了一个 USB 实现者论坛，惜以开发、支持和发扬 USB 结构。1. USB

42、 的构成USB 是一个通过简单四线连接的12Mb/s （ 1.5MB s）接口。总线采用分层星形拓扑结构支持最多达127 台设备，全部建立在扩展集线器上，集线器可以置留在PC 中或任一个USB 外设中，也可以是一个独立的集线器盒。注意尽管标准允许多达127 台设备相连，他们将必须共享12Mb/s （ 1.5Mb/s ）的带宽，这就是说每增加一台设备总线速率就可能会降低一些。对于像定点设备和键盘这些低速外设，USB 也有一个较慢的1.5Mb/s 子通道。 子通道通常是用于如键盘和鼠标器之类的较慢接口设备。尽管 USB 在数据传输上没有FireWire 或 SCSI 那样快，但对于所设计的外设类型

43、来讲已经足够了。USB 的一个优点是所有相连的设备都由USB 总线供电。并且当可用电源水平超过时发出一个警告。 这一特点在便携式系统中是非常重要的，因为被分配来运行外设的电池电源可能是有限的。USB 规范的另一个优点是自我识别外设，这个特性大大简化了安装，因为完全不用为每一个外设设置唯一的ID 或标识符 他们都由USB 自动处理了。另外，USB 设备可以进行热插拔，这就是说每次连接或断开一个外设时，不必关机或重新启动计算机。对系统来说， USB 这样的接口带来的最大好处是只需要PC 机中的一个中断。 这意味着，可以连接多达127 个设备而不需要像分别接口那样地使用离散的中断。在现代PC 中，始

44、终承受着中断短缺的困扰，这是一个极大的优点。2. USB 外设和集线器USB 设备是集线器或功能设备之一，或同时是两者。集线器为USB 提供了额外的连接点，允许连接外加的集线器或功能设备。功能设备指的是连接到USB 上去的普通外部设备，例如键盘、 鼠标、照相机、 打印机、 电话等。 在 PC 机系统单元上的初始端口称作根集线器，他们是 USB 的起始点， 大多数主板有两个USB 端口，任何一个都可以连功能设备或附加的集线器。集线器本质是个线路集中器，通过星型连接可以接多台设备。每一个连接点可以看作是一个端口。 集线器可以有四个、八个或更多的端口。为了得到更大的扩展，可以将附加的集线器连接到一个

45、己有集线器的端口上。集线器对每一个连接的功能设备进行连接和电源分配两方面的控制。3. USB 电缆USB 的 4 条电缆引脚分配在两个全速（12Mb/s ）设备或一台设备与集线器HUB 之间，如果使用20 号线硅导线-12精选文库制作的双绞线对屏蔽电缆，最大长度是5 米。低速（ 15Mb/s ）设备使用非双绞线对的最大电缆长度是3 米。如采用小线硅导线，这些距离的限制就更短了。一个接有USB 设备的典型PC，可以使用多个USB 集线器来支持各种不同的外设，非常方便地连接到任一个集线器上。为 USB 指定了两种不同的连接器，称为 A 系列和 B 系列。 A 系列连接器是为那些要求电缆保留永久连接

46、的设备而设计的，比如集线器、键盘和鼠标器等。大多数主板上的USB端口通常是 A 系列连接器， B 系列连接器是为那些需要可分离电缆的设备设计的，如打印机、扫描仪、 Modem 、电话和扬声器等。物理的 USB 插头是小型的，与典型的串口或并口连接器不同，插头不通过螺丝和螺母连接。USB 插头嵌入到USB 连接器插座中。USB 遵从 Intel 的即插即用（ PnP）规范，包括热插拔，这也就是说设备能在不关闭电源或重新启动系统时动态地插拔。简单地插入设备，PC 机中的 USB 控制器检测设备，自动判断并分配所需的资源和驱动程序，Microsoft 开发了 USB驱动程序，并将他们包含在Windo

47、ws 95C 、 98 和 Windows 2000 中。Microfoft从 Windows 95B 开始支持 USB，在原始的 Windows 95 或 95A 中还没有所需的驱动程序。 Windows 98 包括了全部的 USB 支持，当然 Windows 2000 也一样。在 Windows 95 中， USB 驱动程序并不是自动包含在内的，因为他们是分散地提供的，稍晚些的 Windows 95 版本 Windows 95C 中包含了对 USB 的支持。 USB 还需要在 BIOS 中支持，带有内置 USB 端口的新系统中已经包含了这种支持。 USB 外设包括 Modem 、电话、游戏

48、杆、键盘和像鼠标器和轨迹球那样的定点设备。实际上，在过去几年生产的所有主板上都内置有对USB 的支持。在购买 USB外设前须提醒一件事，即所用的操作系统必须提供对USB 的支持。然而最初的Windows 95 升级和 Windows NT4.0 不支持 USB，后来的 Windows 95 OSR-2 版（也称 95B）是支持的。 Windows 95B 需要添加或安装 USB 驱动程序，而 Windows 95C 则把他们包含在 Windows CD-ROM 中，Windows 98 和 Windows NT 5.0 完全支持 USB。因为 USB 标准给出了允诺，在今后的岁月中，将成为一项

49、重要的总线技术。IEEE-1394 是一个相对新的总线技术，是为适应当今的音频和视频多媒体设备对大量数据传输需求而发展起来的，数据传输速率特别快，最高可达400Mb/s，更快的速度还在开发中。 IEEE-1394 目前在 PC 中使用的还较少。-13精选文库IEEE-1394 规范是由 IEEE 标准委员会于1995 年底发布的。 IEEE 是 The Institute of Electricaland Electronic Engineers （电气和电子工程师协会）的缩写。IEEE-1394 标准现在存在着三种不同的信号速率：100、 200、和 400Mb/s （ 12.5、 25、50MB/s ），每秒千兆位（ Gb/S）版本在制订中。大部分PC 适配器卡支持 200Mb/s 的速率，现有设备一般只能工作到100Mb/s 。最多 63个设备可以通过菊花链方式连接到单个IEEE-1394 适配卡上， IEEE-1394 用的电缆包含6 条导线： 4 条线用作数据传输，两条线传送电源。与主板的连接可以是通过专用的IEEE-1394接口，或者