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1、本章学习目的:解决微型计算机和外部设备的连接问题，使计算机和外部设备构成一个整体，能够正确、可靠、高效率地交换信息，这是设计一个微机控制系统必须解决的基本问题。第二章输入输出接口技术和输入输出通道内容提要概述I/0接口设计模拟量输出通道模拟量输入通道开关量输入输出通道I/O通道的抗干扰措施§2.1概述1、接口、通道及其功能1)I／O接口电路是主机和外围设备之间交换信息的连接部件。使主机和外设能够协调工作，有效地完成信息交换。2)输入输出接口技术研究微处理器和外部设备之间信息交换的技术。输入输出接口——简称“接口”3)I／O通道I／O通道也称为过程通道。它是计算机和控制对象之间信息传送和
2、变换的连接通道。模拟量输入和输出通路主要功能———实现模拟量与数字量之间的信号变换。模拟量输入通道模拟量输出通道开关量输入通道开关量输出通道2、I／O信号的种类CPU外部设备数据状态控制通常有三类信息：数据信息数字量模拟量开关量状态信息控制信息3、计算机和外部的通信方式并行通信：串行通信：把一个字符的各数位用几条线同时进行传输,传送速度高，成本高,距离短。数据按位进行传送,传送速度低，成本低,传送距离长，几十至几千米。串行通信全双工方式半双工方式同步通信异步通信发送AK1K2B接收接收发送发送A接收数据应答数据应答接收B发送①全双工方式:能沿相反两个方向同时传送数据信息。②半双工方式:
3、数据信息可沿数据传输线的两个方向传送，但同一时刻只能沿一个方向传送。③异步通信方式ASYNC（AsynchronousDataCommunication)用1个起始位表示传送过程的开始。一次只传送一个字符。停止位(1、1.5或2位),一帧信息（10、10.5或11位）。④同步通信方式SYNC（SynchronousDataCommunication)用1个或2个同步字符表示传送过程的开始。每次传送n个字节的数据块。§2.2I/O接口设计一.I／0接口的编址方式I／0接口与存储器独立编址方式I／0接口与存储器统一编址方式1.I／0接口与存储器独立编址方式存储器传送方式:MOV[BUF],
4、AL MOV[BUF],AX MOVAL,[BUF] MOVAX,[BUF]I/O接口传送方式:INAL,nOUTn,ALINAX,nOUTn,AXINAL,DXOUTDX,ALINAX,DXOUTDX,AX软件：存储器：访内指令。I/O接口：专用的输入输出指令。存储器传送方式: MOV[BUF],AL MOV[BUF],AX MOVAL,[BUF] MOVAX,[BUF]I/O接口传送方式:INAL,nOUTn,ALINAX,nOUTn,AXINAL,DCOUTDX,ALINAX,DXOUTDX,AX独立编址方式的优点：►可寻址64K个端口，执行I／O指令时间短，译码电路简单►程序清
5、晰易读独立编址方式的缺点：►专门I／O指令的功能有限，不如访问内存指令丰富；►增加了微处理器本身控制逻辑的复杂性。2．I／0接口与存储器统一编址方式又称存储器映像方式:把所有的I／0端口作为存储单元，每个外围设备的端口都给予相应的一个16位地址号。统一编址方式的优点：►数据处理能力强►输入输出部分可以和存储器部分共用译码和控制电路►CPU不需区分访内操作及访问输入输出操作的控制信号，可以相应减少引脚统一编址方式的缺点：►每个I／O操作需全字长地址译码，整个指令执行时间较长.►程序中较难区分I／O操作,难于阅读与调试程序.►I／O端口占用了存储空间地址(a)二.通过I／O接口芯片,CPU
6、和外围设备的连接接口芯片和CPU之间必须连接的信号有下列4类：数据信号D0~D7读／写控制信号片选信号和地址线时钟、复位、中断控制、联络信号(a)三.I／O接口扩展1.地址译码器的扩展►使用译码器的目的?►译码器常用的译码器有：四中选一、八中选一、十六中选一。74LSl38扩展地址译码器例：采用74LSl38作地址译码器设计的微机主机板接口子系统地址译码电路。2.负载能力的扩展-应用接口芯片常用的：74LS244单向三态门74LS373(74LS273)三态输出锁存器74LS245三态输出八总线收发器74LS245三态输出八总线收发器使能端/G方向控制端DIR操作LLB数据至A总线LH
7、A数据至B总线H隔开使能端/G方向控制端DIR操作LLB数据至A总线LHA数据至B总线H隔开四.I／O接口设计的方法、步骤及设计举例1.I／O接口设计的方法、步骤★I／O接口设计步骤►了解常用外围设备或被控设备与CPU之间信息交换的要求；►考虑硬件和软件的功能分配；►进行I／O端口的数量统计、数据流向安排和端口地址号分配；►I／O接口硬件电路的扩展设计；►I／O接口控制软件设计；►进行接口硬件和软件联调。★I／O接口扩展的方案选择:►购置多功能
