计算机接口课件1教材

1、计算机接口技术计算机接口技术本课程的主要内容中断控制接口中断控制接口学习学习Intel 8088Intel 8088的中断系统，掌握的中断系统，掌握82598259的的功能、编程和应用，学习功能、编程和应用，学习PCPC系列机中系列机中82598259的应用和编写中断服务的应用和编写中断服务程序的方法。程序的方法。模数模数/ /数模转换接口数模转换接口了解模拟输入输出系统，学习了解模拟输入输出系统，学习D/AD/A转转换和换和A/DA/D转换的工作原理，掌握转换的工作原理，掌握DACDAC和和ADCADC的使用及其与的使用及其与CPUCPU的连接。的连接。第一节 接口技术的基本概念冯诺依曼体制

2、1.引进存储程序的概念2.计算机以运算器为核心的集中式控制3.指令由操作码和地址码两部分组成，指令在计算机中是顺序执行的，并受PC的统一控制4.提出计算机系统应由：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。图1-1 计算机硬件子系统 1、为什么要有接口？图1-2 IBM PC/AT微机主机板及扩充接口板示意图 2、微机都有哪些接口？第二节 接口的作用与功能图1-3 CPU与外部设备的硬件接口 第三节 数据传输控制方式1、无条件传送方式、无条件传送方式特点：输入时假设外设已准备好，输出时假设外设空闲。特点：输入时假设外设已准备好，输出时假设外设空闲。要求：接口输入时加缓冲器，输出时

3、加锁存器。要求：接口输入时加缓冲器，输出时加锁存器。应用：对简单外设的操作。应用：对简单外设的操作。2、条件传送方式（查询方式）、条件传送方式（查询方式）原理：原理：CPU查询外设已准备好后，才传送数据。查询外设已准备好后，才传送数据。特点：特点：CPU与外设间自然同步。与外设间自然同步。要求：不需要增加额外的硬件电路。要求：不需要增加额外的硬件电路。应用：适用在应用：适用在CPU不太忙且传送速度要求不高时。不太忙且传送速度要求不高时。3、中断传送方式、中断传送方式特点：特点：CPU与外设可同时工作。与外设可同时工作。要求：接口中需要中断控制逻辑支持。要求：接口中需要中断控制逻辑支持。应用：计

4、算机工作量十分饱满、而应用：计算机工作量十分饱满、而I/O处理的实处理的实 时性要时性要求又很高的系统，如实时采集、处理、控制系统中。求又很高的系统，如实时采集、处理、控制系统中。中断过程：中断响应和中断处理。中断过程：中断响应和中断处理。第四节 I/O端口编址方法 一、一、I/O端口端口 二、I/O端口编址1. I/O1. I/O统一编址（存储器映像编址）统一编址（存储器映像编址） 一个一个I/O端口等同于一个存储器单元。端口等同于一个存储器单元。图1-4 端口统一编址示意图缺点：nI/O端口占用部分MEM空间，可用MEM空间减小；n对MEM访问指令较长，执行速度较慢；nI/O端口地址译码时

5、间较长。二、二、I/OI/O独立编址独立编址 I/O端口与存储器地址空间相互独立。端口与存储器地址空间相互独立。图1-5 端口独立编址示意图 缺点：n专用I/O指令增加指令系统复杂性，且I/O指令类型少，程序设计灵活性较差；n要求处理器提供MEMR/MEMW和 IOR/IOW控制信号，增加了控制逻辑的复杂性。作 业本章习题部分第2、3题；补充习题： 1存储器与外设之间有哪几种传送信息的分式，它们各应用在什么场合？ 2什么是接口，接口有什么作用？第二章 串行通信及接口 第一节 串行通信的基本概念 数据通信：是完成编码信息的传输、转换、存储和处理的通信技术。本章主要讨论数据在物理介质上的传输技术和

6、接口技术一、数字信号的并行传输和串行传输为了提高数据传输的效率，多位二进制数据可以同时传输 ，称并行通信。一般计算机内部、或计算机与几米内的设备之间采用并行通信。计算机内部总线上并行传输数据的位数称计算机的字长。每一位数据都要有自己的数据传输线和发送接收器件 。CP时钟脉冲一、数字信号的并行传输和串行传输发送方在发送前要将并发送方在发送前要将并行数据转成串行数据，行数据转成串行数据，接收方接收后要完成串接收方接收后要完成串行数据到并行数据的转行数据到并行数据的转换。换。串、并行通信的对比串、并行通信的对比二、串行通信的同步方式 在接收端使数据位与时钟脉冲在频率和相位上保持一致的机制称在接收端使

7、数据位与时钟脉冲在频率和相位上保持一致的机制称同步同步，实现这种同步的技术称，实现这种同步的技术称同步方式同步方式。（一）字符同步方式异步通信以字符为单位进行传输！以字符为单位进行传输！发送端在每发送一个字符前都要先发送一个同步参考信号，接收端根据这个同步参考信号产生与数据位同步的时钟脉冲。即:在发送端和接收端之间,每个字符都要同步一次。所谓异步是指字符内的各个位是同步的，而字符与字符之间没有严格的同步要求N波特率因子 16 32 64（二）位同步方式同步通信 在发送端可以附加发送与数据位同步的时钟脉冲，在接收端用这个时钟脉冲来读入数据。省去了异步通信方式中的起始位、停止位等冗余同步信息，提高

8、了数据传输的效率。但需要增加一条传输时钟脉冲的通信线路。图2-4 位同步传输方式三、数据编码技术（一）数字数据的数字编码技术 NRZ编码、曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码 图2-5数字数据的信号编码调制调制过程是数字数据对一定频率的正弦载波信号的振幅、频率或相位进行控制，使数字数据加载到载波信号上，并在信道上传送。解调解调过程是在接收端将数字数据从加载的载波信号上取出。Modulating + Demodulating=Modem（二）数字数据的模拟编码技术串脉冲信号可分解成直流分量、低频串脉冲信号可分解成直流分量、低频和高频谐波分量，频带很宽。和高频谐波分量，频带很宽。窄带介质传送脉冲信号，会

9、滤去一些窄带介质传送脉冲信号，会滤去一些谐波分量，造成脉冲波形畸变而导致谐波分量，造成脉冲波形畸变而导致传输失败。传输失败。 图2-6 三种调制方式三种基本的调制方式为调幅、调频和调相。（三）模拟数据的数字编码技术 由于数字信号在传输过程中不引入噪声，具有传输可靠，没有失真的特点。将模拟数据变换为数字信号的最常用的方法是脉冲编码调制简称脉码调制（PCM ），整个PCM过程分成采样、量化和编码三个阶段 。1）采样采样是将一个时间连续变化的物理量转换成在时间上断续的物理量 。2）量化量化过程是将采样值以某个最小数量单位的整数倍来表示采样值的大小 。3）编码编码是将量化值用相应的二进制编码表示 。四、数据传输速度 （一）调制速度波特率（Baud Rate）某种调制状态的最小时间间隔的倒数，即每秒钟内调制状态变化的最大次数。当采用数字数据模拟传输时一般以调制速度（波特率）表示数据传输当采用数字数据模拟