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第六章 输入/输出接口 输入/输出设备是计算机的重要组成部分。 外设种类繁多，可以是机械式、电动式、电子式、手动式；输入信息也可以是数字量、模拟量、开关量；信息传送的速度相差悬殊，所以不能直接连接，而必须设置专门的I /O接口。 § 6.1 接口的基本概念 一、概述 1. 接口 —— CPU与输入/输出设备之间协调动作的硬件电路。 2. 接口的功能(作用)——起传送数据的桥梁作用。 ①地址译码——以寻址某一外设，和指定的外设交换信息。 ②数据寄存和缓冲——用以消除处理器与外设在“定时”或数据处理速度上的差异。 3. 一般组成—— 由功能要求，可得接口电路的主要组成部分，即由：各种寄存器＋控制电路。 二、接口控制原理 因为接口主要控制数据传送，所以接口控制即对数据传送的控制。 1. 数据传送方式—— CPU与外设的信息交换称为通信，基本的通信方式（即数据传送方式）有两种： ①并行通信（并行数据传送）—— 数据的所有位同时发送。 ② 串行通信（串行数据传送）—— 数据一位一位的顺序传送。 如远程终端通信，远程计算机之间的通信，通常借用通信电路（如电话线）来传送数据。一般网的通信，网络上的数据流都是串行的。 串行通信只要一条数据传输线。 它线路少，但速度慢，控制设备复杂（需并-串-并转换），适用于远距离通信（大于100英尺）。 由于一根线传送所有位，收发双方必须遵守统一的通信规程（通信协议）。串行通信中，有两种最基本的通信方式：同步通信和异步通信。 在异步通信中，CPU与外设之间必须有两项规定：字符格式和波特率。 ⅰ）字符格式—— 每个串行数据由一个起始位0+数据位（5，6，7，8位）+[奇偶效验位]+停止位1 组成?称为一帧。 常用的两种格式： LSB MSB ← 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 奇偶 1 ← 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1 起始位—— ∵空闲时，通信线路上视有逻辑“1”，所以以“0”表示起始位。 数据位——先发低位，后发高位。数据可以是5位，6位，7位，8位，PC通信中常用7位或8位，取哪一种数据格式由软件决定。 奇偶校验位——奇偶校验位主要用于纠错检测，即加上一位1或0，使数据中具有奇或偶数个“1”。 停止位—— 最后发停止位“1”，以标志一帧传送结束，标志位可以是1位，1.5位或2位个“1”。 例如：字符通信，偶检验的格式： 如：‘A’ ?7位ASCII码为41H LSB MSB 偶校验 ← 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 如：‘4’ ?7位ASCII码为34H ← 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 ? ? 起始位 停止位 ⅱ）波特率—— 即数据传送速率的规定，即每秒钟传送多少bit。 例：数据传送的速率是120字符/秒，而通信的数据格式如上所述（10个bit位）。 则传送波特率： 10 ＊ 120 = 1200 位 / 秒 = 1200 波特，即1200b／s 如以太网的最大传送速率为100Mb／s ；又如Chinanet的通信速率为9600b／s～2Mb／s。 2. CPU与外设数据传送控制方式（传送控制方式）——I/O控制方式 1）程序直接控制传送方式—— 由程序来控制主机和外设之间的数据交换。 根据外设的特点又可分为： ? 无条件传送方式—— 又称同步方式 在不需要查询外设的状态，即已知外设已准备好或不忙时，可直接用 IN 或 OUT