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1、第二章 輸入輸出接口技術(shù)和 輸入輸出通道本章學(xué)習(xí)目的:解決微型計算機和外部的連接問題，使計算機和外部構(gòu)成一個整體，能正確、可靠、高效率的交換信息，這是設(shè)計一個微機控制系統(tǒng)必須解決的基本問題主要內(nèi)容概述：接口、通道、IO信號種類、通信方式IO控制方式：程序控制、中斷控制、直接存取IO接口設(shè)計DA、AD轉(zhuǎn)換器抗干擾措施第一節(jié)概述輸入輸出接口技術(shù)——研究微處理器和外部設(shè)備之間信息交換的技術(shù)輸入輸出接口——簡稱“接口”1、接口通道及功能門電路&與非門或門≥1=11異或非：是CPU與“外部世界”的連接電路，負(fù)責(zé)“中轉(zhuǎn)”各種信
2、息?！敖涌凇倍x1、接口、通道及其功能I／O接口電路定義：是主機和圍設(shè)備之間交換信息的連接部件。使主機和外設(shè)能夠協(xié)調(diào)工作，有效地完成信息交換。設(shè)置原因：解決主機cpu和外圍設(shè)備之間的問題1、接口、通道及其功能設(shè)置原因：1、時序配合和通信聯(lián)絡(luò)問題cpu快、外設(shè)速度不定，因此異步工作2、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換匹配問題cpu并行，外設(shè)不定、串行；速率、電平匹配3、負(fù)載能力和外設(shè)端口選擇、cpu超載，可靠性降低，多外設(shè)數(shù)據(jù)混亂4、端口可編程功能（單口復(fù)用）5、傳輸錯誤檢測功能（奇偶校驗、冗余校驗）接口組成：數(shù)據(jù)鎖存器緩沖器狀態(tài)寄存器
3、中斷控制電路1、接口、通道及其功能I／O通道：定義：也稱為過程通道。它是計算機和控制對象之間信息傳送和變換的連接通道設(shè)置原因：cpu只能處理數(shù)字量，必需有通道將被控對象采集的量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量（開關(guān)量），或相反1、接口、通道及其功能I／O通道：功能：實現(xiàn)模擬量與數(shù)字量之間的信號方便、可靠、高效率的變換信號的輸入通路。信號的輸出通路。I／O通道：給計算機提供被控對象的各種物理參數(shù)的通道稱為信號的輸入通路。傳輸計算機控制命令作用于被控對象的通道稱為信號的輸出通路。1、接口、通道及其功能I／O通道：單信號輸入通道：高電壓大電
4、流低電壓小電流頻率信號開關(guān)信號多信號輸入通道1、接口、通道及其功能2、I／O信號的種類2、I／O信號的種類CPU外部設(shè)備數(shù)據(jù)狀態(tài)控制外部設(shè)備與CPU之間交換信息，通常有三類信息數(shù)據(jù)信息狀態(tài)信息控制信息數(shù)字量模擬量開關(guān)量2、I／O信號的種類數(shù)據(jù)信息：微機中，數(shù)據(jù)通常為8位或16位數(shù)字量:由鍵盤、光電輸入機、卡片機等讀入的信息，一般是以二進制形式表示的數(shù)或以ASCII碼表示的數(shù)或字符。模擬量:現(xiàn)場信息經(jīng)過傳感器把非電量轉(zhuǎn)換成的電量以及執(zhí)行機構(gòu)所能接受的控制量。開關(guān)量:只有開和關(guān)兩個狀態(tài)，用一位二進制數(shù)來表示脈沖量：脈沖
5、列，其頻率和個數(shù)可表示物理量2、I／O信號的種類狀態(tài)信息：狀態(tài)信息也稱握手信息、應(yīng)答信息，它是反應(yīng)外部設(shè)備的狀態(tài)。是cpu和外設(shè)之間交換信息的聯(lián)絡(luò)信號Eg：cpureadycpubusy2、I／O信號的種類控制信息：用來控制I／O裝置的啟動或停止，信息流入或流出，端口尋址信號等信息，它是由CPU發(fā)送給外部設(shè)備的控制信號2、I／O信號的種類為保證信息的正確傳送，I／O接口往往開辟三個不同的端口來傳送數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息。3、cpu與外設(shè)的通信方式3、cpu與外設(shè)的通信方式并行通信：串行通信：把一個字符的各數(shù)位
6、用幾條線同時進行傳輸速度快，協(xié)調(diào)，異步傳輸。成本高，復(fù)雜數(shù)據(jù)按位進行傳送的串行通信全雙工方式半雙工方式同步通信異步通信計算機與外部交換信息叫做通信（communication）發(fā)送A接收數(shù)據(jù)應(yīng)答數(shù)據(jù)應(yīng)答接收B發(fā)送全雙工方式:數(shù)據(jù)信息能沿相反兩個方向傳送。接口與外圍設(shè)備間有2條數(shù)據(jù)傳輸線優(yōu)點：同時收發(fā)，傳輸效率高缺點：線多。發(fā)送AK1K2B接收接收發(fā)送半雙工方式:數(shù)據(jù)信息可沿數(shù)據(jù)傳輸線的兩個方向傳送，但同一時刻只能沿一個方向傳送。接口與外圍設(shè)備間有1條數(shù)據(jù)傳輸線優(yōu)點：傳輸效率稍低缺點：省一根傳輸線SYNSYN控制字符
7、控制字符數(shù)據(jù)字符...SYN同步通信：在一組字符前后加同步字符，標(biāo)志一組數(shù)據(jù)塊的開始與結(jié)束，接收裝置接收到同步字符而開始接收數(shù)據(jù)，直到接收后同步字符，一幀數(shù)據(jù)接收結(jié)束。優(yōu)點：比異步傳輸效率稍高。缺點：若數(shù)據(jù)有一位錯，就必須重傳整塊數(shù)據(jù)，且控制比較復(fù)雜異步通信：要傳送的字符代碼前加一起始位，以示該字符代碼開始，在字符代碼后面加一停止位，以示該字符代碼結(jié)束。起始位：1跳變0開始傳輸優(yōu)點：如果有錯，只需重發(fā)一個字符，控制簡單缺點：開銷大，效率低，速度慢。。由于這種方式的字符發(fā)送是相互獨立的故稱為異步方式是計算機通信網(wǎng)絡(luò)中
8、常用的、最簡單的傳輸方式第二節(jié)IO控制方式控制方式原因：cpu與外設(shè)種類、功能、工作速度差異定義：為了使外設(shè)在cpu控制下有機、協(xié)調(diào)、可靠、高效率的工作，采取的cpu控制外設(shè)的策略cpu采用分時控制基本控制方式程序控制方式:無條件、查詢式中斷控制方式直接存取DMA方式有的系統(tǒng)可同時采用2到3種控制方式指CPU和外圍設(shè)備間信息傳送實在程序控制下進行的。分類：無
