微机原理与接口技术微机原理与接口技术.pdf

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1、微机原理与接口技术微机原理与接口技术第十五讲第十五讲15:23第六章第六章I/OI/O接口和总线接口和总线内容提要内内容容提提要要6-1I/O6-1I/O接口接口一、一、I/OI/O接口的功能接口的功能二、简单的输入输出芯片二、简单的输入输出芯片三、三、I/OI/O端口及其寻址方式端口及其寻址方式四、四、CPUCPU与外设间的数据传送方式与外设间的数据传送方式五、五、I/OI/O译码电路译码电路6-26-2总线总线15:232第六章第六章I/OI/O接口和总线接口和总线一．一．I/OI/O接口的功能接口的功能1．采用I/O接口的必要性CPU与外部设备交换信息的过程，是在控制信号的作用下通过数

2、据总线来完成的。外部设备种类繁多，它们对所传输的信息的要求也各不相同，这就给计算机和外设之间的信息交换带来以下一些问题：ò速度的不匹配（外部设备多种多样）外围设备显示器ò信号电平不匹配运算器键盘ò信号格式不匹配存储器输入/输出鼠标接口控制器硬盘ò时序不匹配软驱寄存器组光驱扫描仪系统软件应用软件15:23366--1I/O1I/O接口接口【I/O接口的功能】1．采用I/O接口的必要性ò速度的不匹配（外部设备多种多样）ò信号电平不匹配CPUCPU的速度很高，而外设的速度要低得的速度很高，而外设的速度要低得ò信号格式不匹配多，而且不同的外设速度差异甚大，它多，而且不同的外设速度差异甚大，它们之中有

3、每秒钟能传送兆位数量级的硬们之中有每秒钟能传送兆位数量级的硬ò时序不匹配磁盘，也有每秒钟只能打印百位字符的磁盘，也有每秒钟只能打印百位字符的串行打印机或速度更慢的键盘。串行打印机或速度更慢的键盘。外围设备显示器运算器键盘输入/输出存储器鼠标接口控制器硬盘软驱寄存器组光驱扫描仪系统软件应用软件15:23466--1I/O1I/O接口接口【I/O接口的功能】1．采用I/O接口的必要性ò速度的不匹配（外部设备多种多样）ò信号电平不匹配CPUCPU所使用的信号都是所使用的信号都是TTLTTL电平，而外设电平，而外设ò信号格式不匹配大多是复杂的机电设备，往往不能用TTL大多是复杂的机电设备，往往不能用

4、TTLò时序不匹配电平所驱动，必须有自己的电源系统和信电平所驱动，必须有自己的电源系统和信号电平。号电平。外围设备显示器运算器键盘输入/输出存储器鼠标接口控制器硬盘软驱寄存器组光驱扫描仪系统软件应用软件15:23566--1I/O1I/O接口接口【I/O接口的功能】1．采用I/O接口的必要性ò速度的不匹配（外部设备多种多样）ò信号电平不匹配CPUCPU系统总线上传送的通常是系统总线上传送的通常是88位、位、1616位或位或3232ò信号格式不匹配位的并行数据，而各种外设使用的信息格式各位的并行数据，而各种外设使用的信息格式各ò时序不匹配不相同。有些设备上用的是模拟量，而有些是不相同。有些设备

5、上用的是模拟量，而有些是数字量或开关量；有些设备上的信息是电流数字量或开关量；有些设备上的信息是电流量，而有些却是电压量；有些设备采用串行方量，而有些却是电压量；有些设备采用串行方外围设备式传送数据，而有些则用并行方式。式传送数据，而有些则用并行方式。显示器运算器键盘输入/输出存储器鼠标接口控制器硬盘软驱寄存器组光驱扫描仪系统软件应用软件15:23666--1I/O1I/O接口接口【I/O接口的功能】1．采用I/O接口的必要性ò速度的不匹配（外部设备多种多样）ò信号电平不匹配ò信号格式不匹配ò时序不匹配各种外设都有定时和控制逻辑，与计算机的各种外设都有定时和控制逻辑，与计算机的CPUCPU时

6、序不一致。因此输入输出设备不能直接时序不一致。因此输入输出设备不能直接与与CPUCPU的系统总线相连，必须在的系统总线相连，必须在CPUCPU与外设与外设之间设置专门的接口之间设置专门的接口((Interface)Interface)电路来解决这电路来解决这些问题。些问题。15:23766--1I/O1I/O接口接口【I/O接口的功能】15:23866--1I/O1I/O接口接口【I/O接口的功能】2.2.接口的功能接口的功能①设置数据缓冲以解决两者速度差异所带来的不协调问题。②设置信号电平转换电路在接口电路中设置电平转换电路来解决外设和CPU之间信号电平的不一致问题。③设置信息转换逻辑外设

7、传送的信息可以是模拟量、数字量、开关量，而计算机只能处理数字信号，通过设置信息转换逻辑来解决。④设置时序控制电路同步CPU和外设的工作。⑤提供地址译码电路有外设地址译码电路，使CPU在同一时刻只能选中某一个I/O端口。此外，接口电路中还有输入输出控制、读/写控制及中断控制等逻辑。15:23966--1I/O1I/O接口接口【I/O接口的功能】15:2310第六章第六章I/OI/O接口和总线接口和总线内容提要内