计算机控制技术李江全第2章a课件教学.pptVIP

2．接口地址 CPU要和I/O设备进行数据传送，在接口中就必须有一些寄存器或特定的硬件电路供CPU直接存取访问，这就是接口电路。为了区分不同的接口电路，也必须像存储器一样给它们编号，这就是接口电路的地址，这样CPU就可以象访问存储单元一样按地址访问这些接口电路，从而与外设发生联系。 一个接口电路中根据需要可能有多个存储器，如数据寄存器、状态寄存器和命令寄存器等，为了区别它们，也给予不同的地址，以便CPU能正确找到它们。为了将这些地址和存储器地址相区别，称它们为接口地址。 有时也将上述提到的接口中可被CPU直接访问的一些寄存器称为端口。一个接口常常有几个端口，如数据端口、状态端口、命令端口等，每个端口的地址叫端口地址，如何实现对这些接口地址、端口地址的访问，就是I/O地址的寻址问题。 2.2.3 I/O接口的功能 1．数据缓冲功能 2．设备选择功能 3．信号转换功能 4．提供信息交换的握手信号 5．驱动功能 6．中断管理功能 7．可编程功能 2.2.4 接口的分类 1．按接口的功能划分 1）人机对话接口。这类接口主要为操作者与计算机之间的信息交换服务，如键盘接口、显示器接口、图形设备接口和语音输入输出接口等。 2）过程控制接口（I/O接口）。这类接口是为实现对生产过程进行检测与控制的接口。它一般包括传感器接口和控制接口两部分，前者输入各种外界信息，以实现对生产过程的检测，后者输出经计算机处理后的控制信号，以实现对生产过程的控制。所以过程接口是计算机应用于控制系统的关键部分。 3）通用外设接口（标准接口）。这类接口是通用外设（如打印机、磁盘机、绘图仪等）与计算机之间的接口。 图2-5是某型号个人计算机的外设接口示意图 2．按接口与总线的关系划分 接口是某一部件与总线的联系，它与总线密切相关。 1）元件级接口。元件级接口是计算机系统内部某一具体元件如存储器、定时器、中断控制器等与内部总线之间的联系。元件级接口是接口电路的基本部分，任何档次的接口都必须涉及元件级接口，因为它是实现各种接口电路的基础。元件级接口电路比较简单，特别是现代LSI接口芯片均与CPU兼容，只需外加译码器电路等即可直接与CPU相连。 2）插板级接口。插板级接口又称系统内接口，它是系统某一部分与系统内总线之间的一切联系。如键盘接口、显示器接口、打印机接口、磁盘驱动器接口等，这种接口都比较复杂。 3）系统间接口。系统间接口又称通信接口，是计算机系统与另外一系统或智能设备之间的联系，因这种联系不外乎就是数据的通信联系，故常称之为通信接口。数据信息都是通过总线传输的，因此通信接口是一种总线与另一种总线之间的接口，即计算机系统总线与通信总线之间的接口。如RS-232C接口、IEEE-488接口、USB接口等。 2.2.5 I/O接口的实现方式 1．整体方式 将控制系统制作成一个独立的装置，在这种方式中，计算机（CPU）与I/O接口是安装在同一块印刷线路板上的。例如，用单片机开发的系统或单板计算机。这种方式的特点是：体积小、重量轻、成本也比较低。由于接口装置与CPU是做在一起的，一旦系统开发完成，就不能轻易改变。这种方式一般用于小型的计算机控制系统，特别是嵌入式系统中。 2．板卡方式 利用计算机的扩展功能，将I/O接口装置按照计算机扩展槽的标准开发，并根据实际需要制成多种类型的板卡，有的板卡同时包含了A/D和D/A功能。板卡直接插在个人计算机的扩展槽上，板卡通过总线与计算机互连和传输信息。 3．模块方式 在这种方式中，将各种I/O功能以模块的形式来实现。I/O模块与计算机之间以及I/O模块与I/O模块之间的物理连接可以很灵活，例如，可以采用双绞线连接或同轴电缆连接，也可以采用并行总线（底板总线）连接。由于生产厂家已经生产了许多类型的I/O模块，因此，系统的构成与扩充非常方便。这种方式非常适合于大中型的计算机监控系统以及远程监控。目前，无论是集散控制系统，还是可编程序控制器以及现场总线都使用该方式。 在线教务辅导网： 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网 * 计算机控制技术 李江全 编著 石河子大学机电学院电气工程教研室 2007年4月 第2章 总线接口与过程通道 2.1 总线及其标准 2.2 I/O接口 2.3 串行通信与RS-232C接口标准 2.4 过程通道 2.5 信息传输介质 2.1 总线及其标准 一套计算机系统除中央处理器件外，还有存储器、系统总线、接口电路、外部设备等多个部分。各类外部设备和存储器，都通过各种接口电路连接到计算机系统的总线上，用户可根据不同应用，选择不同类型的外部设备，设置相应的接口电路，把它挂接到系统总线上，构成不同用途、不同规模的计算机应用