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1、本章學習目的:解決微型計算機和外部設備的連接問題，使計算機和外部設備構成一個整體，能夠正確、可靠、高效率地交換信息，這是設計一個微機控制系統(tǒng)必須解決的基本問題。第二章輸入輸出接口技術和輸入輸出通道內容提要概述I/0接口設計模擬量輸出通道模擬量輸入通道開關量輸入輸出通道I/O通道的抗干擾措施§2.1概述1、接口、通道及其功能1)I／O接口電路是主機和外圍設備之間交換信息的連接部件。使主機和外設能夠協(xié)調工作，有效地完成信息交換。2)輸入輸出接口技術研究微處理器和外部設備之間信息交換的技術。輸入輸出接口——簡稱“接口”3)I／O通道I／O通道也稱為過程通道。它是計算機和控制對象之間信息傳送和
2、變換的連接通道。模擬量輸入和輸出通路主要功能———實現(xiàn)模擬量與數字量之間的信號變換。模擬量輸入通道模擬量輸出通道開關量輸入通道開關量輸出通道2、I／O信號的種類CPU外部設備數據狀態(tài)控制通常有三類信息：數據信息數字量模擬量開關量狀態(tài)信息控制信息3、計算機和外部的通信方式并行通信：串行通信：把一個字符的各數位用幾條線同時進行傳輸,傳送速度高，成本高,距離短。數據按位進行傳送,傳送速度低，成本低,傳送距離長，幾十至幾千米。串行通信全雙工方式半雙工方式同步通信異步通信發(fā)送AK1K2B接收接收發(fā)送發(fā)送A接收數據應答數據應答接收B發(fā)送①全雙工方式:能沿相反兩個方向同時傳送數據信息。②半雙工方式:
3、數據信息可沿數據傳輸線的兩個方向傳送，但同一時刻只能沿一個方向傳送。③異步通信方式ASYNC（AsynchronousDataCommunication)用1個起始位表示傳送過程的開始。一次只傳送一個字符。停止位(1、1.5或2位),一幀信息（10、10.5或11位）。④同步通信方式SYNC（SynchronousDataCommunication)用1個或2個同步字符表示傳送過程的開始。每次傳送n個字節(jié)的數據塊?！?.2I/O接口設計一.I／0接口的編址方式I／0接口與存儲器獨立編址方式I／0接口與存儲器統(tǒng)一編址方式1.I／0接口與存儲器獨立編址方式存儲器傳送方式:MOV[BUF],
4、AL MOV[BUF],AX MOVAL,[BUF] MOVAX,[BUF]I/O接口傳送方式:INAL,nOUTn,ALINAX,nOUTn,AXINAL,DXOUTDX,ALINAX,DXOUTDX,AX軟件：存儲器：訪內指令。I/O接口：專用的輸入輸出指令。存儲器傳送方式: MOV[BUF],AL MOV[BUF],AX MOVAL,[BUF] MOVAX,[BUF]I/O接口傳送方式:INAL,nOUTn,ALINAX,nOUTn,AXINAL,DCOUTDX,ALINAX,DXOUTDX,AX獨立編址方式的優(yōu)點：?可尋址64K個端口，執(zhí)行I／O指令時間短，譯碼電路簡單?程序清
5、晰易讀獨立編址方式的缺點：?專門I／O指令的功能有限，不如訪問內存指令豐富；?增加了微處理器本身控制邏輯的復雜性。2．I／0接口與存儲器統(tǒng)一編址方式又稱存儲器映像方式:把所有的I／0端口作為存儲單元，每個外圍設備的端口都給予相應的一個16位地址號。統(tǒng)一編址方式的優(yōu)點：?數據處理能力強?輸入輸出部分可以和存儲器部分共用譯碼和控制電路?CPU不需區(qū)分訪內操作及訪問輸入輸出操作的控制信號，可以相應減少引腳統(tǒng)一編址方式的缺點：?每個I／O操作需全字長地址譯碼，整個指令執(zhí)行時間較長.?程序中較難區(qū)分I／O操作,難于閱讀與調試程序.?I／O端口占用了存儲空間地址(a)二.通過I／O接口芯片,CPU
6、和外圍設備的連接接口芯片和CPU之間必須連接的信號有下列4類：數據信號D0~D7讀／寫控制信號片選信號和地址線時鐘、復位、中斷控制、聯(lián)絡信號(a)三.I／O接口擴展1.地址譯碼器的擴展?使用譯碼器的目的??譯碼器常用的譯碼器有：四中選一、八中選一、十六中選一。74LSl38擴展地址譯碼器例：采用74LSl38作地址譯碼器設計的微機主機板接口子系統(tǒng)地址譯碼電路。2.負載能力的擴展-應用接口芯片常用的：74LS244單向三態(tài)門74LS373(74LS273)三態(tài)輸出鎖存器74LS245三態(tài)輸出八總線收發(fā)器74LS245三態(tài)輸出八總線收發(fā)器使能端/G方向控制端DIR操作LLB數據至A總線LH
7、A數據至B總線H隔開使能端/G方向控制端DIR操作LLB數據至A總線LHA數據至B總線H隔開四.I／O接口設計的方法、步驟及設計舉例1.I／O接口設計的方法、步驟★I／O接口設計步驟?了解常用外圍設備或被控設備與CPU之間信息交換的要求；?考慮硬件和軟件的功能分配；?進行I／O端口的數量統(tǒng)計、數據流向安排和端口地址號分配；?I／O接口硬件電路的擴展設計；?I／O接口控制軟件設計；?進行接口硬件和軟件聯(lián)調?！颕／O接口擴展的方案選擇:?購置多功能
