第8章--外圍設備接口.pptx

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1、第8章外圍設備接口接口（Interface）是計算機的CPU、存儲器與外圍設備，或者兩種外圍設備之間，或者兩種機器之間通過系統(tǒng)總線進行連接的邏輯電路（邏輯部件），它是CPU與外界進行信息交換的中轉站。接口的基本功能：一是為信息傳輸操作選擇外圍設備二是在選定的外圍設備和主機之間交換信息，保證外圍設備用計算機系統(tǒng)特性所要求的形式發(fā)送或接收信息。接口由接口電路、連接電纜和接口軟件組成。8.1.1接口的概念外設接口在微型計算機和外圍設備之間起著橋梁的作用，主要有以下功能：⑴尋址功能：選擇多個I/O接口中的其中一個端口⑵數(shù)據(jù)的寄存和緩沖功能

2、⑶數(shù)據(jù)轉換功能⑷聯(lián)絡功能⑸中斷管理或DMA管理功能⑹命令控制8.1.2接口的功能計算機CPU與外圍設備之間傳送的信息有三種：⒈數(shù)據(jù)信息：是CPU和外圍設備傳送的基本信息，它可分為數(shù)字量、模擬量和開關量三種。⒉狀態(tài)信息：反映外圍設備的工作狀態(tài)，由外圍設備通過接口傳送給微型計算機。⒊控制信息：由CPU傳送給外設，用來設置外圍設備的各種方式，產生相應的輸入輸出控制信號。I/O接口有相應的端口存放數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息。8.1.3CPU與外圍設備之間傳送的信息CPU與外設之間的信息傳送是通過I/O接口的端口來實現(xiàn)的，對I/O接口的訪

3、問方式取決于這些端口的編址方式，通常端口有兩種編址方式：存儲器影像的I/O編址方式和獨立的I/O編址方式。⒈存儲器影像的I/O編址方式：用這種編址方式訪問端口和訪問存儲器單元相同，它用訪問存儲器的指令訪問I/O端口，用訪問存儲器的控制信號存儲器讀和存儲器寫作為I/O端口的讀寫控制信號。⒉獨立的I/O編址方式：CPU有專門的指令訪問I/O端口，與之對應，有專門的I/O讀和I/O寫作為I/O讀寫控制信號，I/O的地址空間和存儲器的地址空間可以重疊。8.1.4I/O接口尋址及I/O指令8.1.5接口類型分類標準接口名稱傳送方式并口串口功

4、能選擇可編程接口不可編程接口通用性通用接口專用接口操作同步性同步接口異步接口控制方式程序式接口DMA式接口數(shù)據(jù)以串行（逐位進行傳送）的方式傳送的接口叫串行接口。串行接口是廣泛應用于微型計算機系統(tǒng)的一種通用接口。串行接口用于連接慢速的外圍設備（CRT顯示器、調制解調器、打印機、掃描儀、鍵盤、鼠標等）到計算機的總線上，其設備的一端按位串行傳送，計算機一端并行傳送。串行接口部件內部有4個主要寄存器：控制寄存器、狀態(tài)寄存器、數(shù)據(jù)輸入寄存器和數(shù)據(jù)輸出寄存器。控制寄存器：用來容納CPU送給此接口的各種控制信息，從而決定了接口的工作方式。狀態(tài)寄

5、存器：用來指示傳輸過程中當前的傳輸狀態(tài)或者某一種錯誤。數(shù)據(jù)輸入寄存器：總是和串行輸入并行輸出移位寄存器配對使用的。在輸入過程中，數(shù)據(jù)一位一位的從外圍設備進入接口的移位寄存器，當接收完1個字節(jié)以后，數(shù)據(jù)就從移位寄存器送到數(shù)據(jù)輸出寄存器，再等待CPU來取走。數(shù)據(jù)輸出寄存器：總是和并行輸入串行輸出移位寄存器配對使用的。8.2.1串行接口概述8.2.1串行接口概述可編程串行接口的典型結構串行數(shù)據(jù)由起始位、數(shù)據(jù)位、停止位構成。傳送單位為字節(jié)。串行數(shù)據(jù)波形如下圖所示。8.2.2串行數(shù)據(jù)的傳送方式串行數(shù)據(jù)的傳送方式分成3種基本的傳送方式：⒈單工

6、傳送方式⒉半雙工傳送方式⒊全雙工傳送方式8.2.2串行數(shù)據(jù)的傳送方式⒈單工傳送方式：數(shù)據(jù)在通信鏈路上只能朝一個固定的方向進行傳送操作⒉半雙工傳送方式：在半雙工通信鏈路中，使用同一根通信線分時地進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。⒊全雙工傳送方式：數(shù)據(jù)可以在兩個方向上同時進行傳送操作。8.2.3RS-232-C串行接口RS-232-C串行接口是一個通信協(xié)議，它描述了計算機及相關設備間較低速率的串行數(shù)據(jù)通信的物理接口及協(xié)議。這個通信協(xié)議適用于數(shù)據(jù)傳輸速率在0～20000bps范圍內的通信。RS-232-C接口在計算機系統(tǒng)中是一種用來實現(xiàn)與打印機、C

7、RT終端、鍵盤、調制解調器等外圍設備進行異步串行數(shù)據(jù)通信的標準硬件接口。8.2.3RS-232-C串行接口⒈RS-232-C串行接口的機械特性⑴連接器：RS-232-C串行接口采用DB-25（早期的設備使用）和DB-9（D型）連接器，DB-9為現(xiàn)在使用。⑵電纜長度：RS-232C電纜的最大長度和線纜類型、通信速率等有關，一般情況下限制在15米。⒉RS-232-C串行接口的電氣特性：采用雙極非平衡方式，負電平（-3~-15V）代表邏輯1，正電平（+3~+15V）代表邏輯0。一般使用±12V。8.2.3RS-232-C串行接口⒊RS-

8、232C的接口信號：⑴信號標準①可設定的通信速率：150、300、600、1200、2400、3600、4800、7200、9600、14400、19200、28800、33600、38400、57600、115200bps（bitpersecon