微型计算机IO接口技术李英课件

微型计算机I/O接口技术主讲人：李英12目录directory接口概念CPU与I/O设备之间的接口信息3CPU与外设之间的数据传送方式微型计算机I/O接口技术①②③④⑤⑥⑦⑧①键盘鼠标接口⑧集成声卡接口⑦网络接口⑥USB接口⑤IEEE1394接口④VGA接口③并行接口②串行接口接口概念是主机与I/O设备之间所设置的逻辑控制部件，通过它实现主机与I/O设备之间的信息交换。输入/输出(I/O)接口辅助接口电路：接收时钟、中断请求信号输入/输出接口电路：连接外部设备接口电路存储器外设功能单一传输方式单一（一次一个字或一个字节）操作方式单一（读和写）制造工艺与CPU相似，速度与CPU相匹配种类繁多(输入,输出,输入/输出,检测,控制)信号种类不一(A,D,开关量)信号带宽不同(串行,并行)同一个时刻CPU通常只和一个外设交换信息工作速度不同一般情况下，存储器可以与总线直接相连，而外部设备却需要通过接口与CPU的总线相连，原因是由存储器和外设的特点决定：接口概念接口：协调、匹配外设与主机正常工作的逻辑部件及相应控制软件。将I/O端口和存储器单元同等看待，统一编址。CPU寻址外设的两种方式：1.存储器映射方式优点：访问指令类型多，使用方便，端口的地址空间较大。缺点：占用内存空间，访问速度慢。将将I/O端口和存储器做不同处理，分开编址。CPU寻址外设的两种方式：2.隔离I/O方式优点：执行速度快，不占用内存空间。缺点：地址范围小。CPU和I/O设备之间的接口信息1、数据信息离散的二进制形式数据，最小单位为“位(b)”，8位为一个字节(B)。数字量信息用模拟电压或模拟电流幅值大小表示的物理量。模拟量信息只有两个状态，“开”和“关”，用一位二进制数即可表示。开关量CPU和I/O设备之间的接口信息2、状态信息反映当前外设所处的工作状态，实际中通过状态端口信息表现。由CPU发出的用来控制外设工作的信号。3、控制信息CPU和I/O设备之间的接口信息问题解决问题结论数据信息、状态信息、控制信息使用不同的端口地址。都通过数据总线传送，但放在接口的不同寄存器(I/O端口)中，其中：输入输出的数据信息放在数据缓冲器输入的状态信息放在状态寄存器输出的控制信息放在控制寄存器CPU和I/O设备之间的接口信息外设通过接口与CPU之间的连接外部输入或输出设备CPUABCBDB数据控制状态数据输入寄存器数据输出寄存器控制输出寄存器状态输入寄存器接口0102无条件传送方式查询传送方式中断传送方式CPU和外设之间的数据传送方式03直接存储器存取(DMA)控制方式04CPU和外设之间的数据传送方式在数据传送过程中，输入或输出数据一方不查询、判断对方的状态，进行无条件的数据传送。CPU能够确信外设准备就绪，就不用查询外设的状态而可以直接进行数据传输。无条件传送方式CPU和外设之间的数据传送方式CPU执行程序不断读取并测试外设的状态，如果外设处于准备好（输入）或空闲（输出）状态，则执行输入或输出指令，进行数据交换，否则等待。查询传送方式CPU和外设之间的数据传送方式1.输入设备准备就绪，发出就绪状态信号，数据暂存在锁存器中，同时中断请求触发器置“1”，向CPU发出中断请求信号；2.CPU响应中断，执行中断服务程序，从数据端口输入数据，同时将中断请求触发器置“0”，撤销中断请求；3.CPU返回被中断的程序。中断方式CPU和外设之间的数据传送方式使用直接存储器传送方式(DMA)，实现数据块操作。直接存储器存取(DMA)控制方式主存I/O设备CPU改进主存I/O设备总线DMA方式下，外设利用专门的接口电路直接和存贮器进行高速数据传送，而不经过CPU。数据的传输速度基本上决定于外设和存储器的速度。本讲小结1、接口：实现主机与I/O设备之间的信息交换2、CPU与I/O设备之间的接口信息状态信息数据信息控制信息数字量模拟量开关量3、C