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微型计算机接口技术 第三章 微机的输入输出接口 3.1 输入输出接口 3.1.1 外部设备及其信号 外部设备传输的信号有三种类型 数据信号、状态信号、控制信号 （1）数据信号 数据信号是外部设备信号的主要部分。 可分为以下几种： 数字量：以二进制形式表述的数据、图形或文字信息。 （1）数据信号 模拟量：现场的物理量（如：温度、压力、流量、位移等）通过传感器件，转换为大小与之对应的电压或电流信号。 这些量呈连续变化的形态，称为模拟量。 模/数转换: 模拟量必须转换为数字量(Analog／Digital Convert，简称ADC)。 数/模转换: 由微处理器送出的数字量，转换模拟量(DAC) 。 （1）数据信号 开关量：开关量是只有两种状态(0，1)的量，如开关的接通(ON)与断开 (OFF)等。 脉冲量：计数脉冲、定时脉冲和控制脉冲统称为脉冲量。 (2) 状态信号 状态信号表明外部设备当前的工作状态，用来协调微处理器与外部设备之间的操作。 如：输入设备完成一次输入操作之后，发出就绪信号(READY)，等待微处理器给予处理。 状态信号总是从外部设备发往微处理器。 (3)控制信号 控制信号是微处理器向外设发出的命令，它指定设备的工作方式。 控制信号的格式因设备而异。 控制信号从微处理器发往外部设备。 数据信号、状态信号、控制信号都是以“数据”的形式通过数据总线在微处理器和外部设备之间进行传输的。 3.1.2 I/O 接口的功能 接口，是计算机一个部件与另一个部件之间的连接界面。 设备选择功能 ：地址进行译码，产生“选中”信号 信息传输功能：收发信号 数据格式转换功能： 联络功能：数据传送时，收发联络信号。 3.1.2 I/O 接口的功能 中断管理功能：发出中断申请、中断类型、优先级。 复位功能 可编程功能：用指令设定接口的工作方式、参数、信号极性。 错误检测功能： 物理信道上的传输错误(用奇偶校验) 。 数据传输中的覆盖错误。 3.1.3 I/O 端口的编址 两种编址方式： I／O端口与内存统一编址 把内存的一部分地址分配给I/O端口。 一个8位的端口用一个内存单元地址。 读写内存与I/O端口，使用相同的指令。 3.1.3 I/O 端口的编址 I/O端口与内存独立编址 内存储器和I/O端口有各自独立的地址空间。 访问I/O端口有专门的指令（IN、OUT)。 8086／8088微处理器采用此种方式。 访问内存储器使用20根地址线，M/IO=1 地址范围：00000~FFFFFH共1MB 访问I/O端口使用低16根地址线A0~A15，M/IO=0 地址范围： 0000~FFFFH 两个地址空间相互独立，互不影响。 3.1.3 I/O 端口的编址 IBM PC 微型机I/O端口地址分配 仅使用A0~A9 10条地址线定义I/O端口地址。 地址范围：0~3FFH 前256各地址供主板上I/O芯片使用。 后768个供扩展槽接口卡使用。 用户设计的I/O接口时，应使用系统未占用的地址。(p57 表3-1、3-2） 3.1.4 简单I/O端口的组成 端口 接口内设置的若干个寄存器称为端口。 有数据端口，命令端口、状态端口。 每一个端口都有一个独立的地址。 外部设备的地址就是端口的地址。 3.1.4 简单I/O端口的组成 地址译码电路 收到与本接口有关的地址时，译码电路会产生相应的选通信号。选通端口。 地址译码电路 设某接口的数据输入、输出端口、状态端口、命令端口的地址分别是： 330H 331H 332H 333H 0011 0011 0000 高8位地址线固定为 最低2位地址线的四种状态对应四个端口。 地址译码电路 读、写操作不可能同时进行。一个输入端口和另一个输出端口可以使用同一个地址编码。 3.数据锁存器与缓冲器 在微机的系统数据总线上，连接着许多能够向微处理器发送数据的设备。 要求所有这些连接到系统数据总线的设备具有三态输出的功能。 微处理器选中设备时，设备向系统数据总线发送数据信号。在其他时间它的输出端必须是高阻状态。 输入接口中的三态缓冲器是绝对不能省略的, 3.数据锁存器与缓冲器 3.数据锁存器与缓冲器 对于输出设备，考虑到输出设备的响应速度， CPU送往外设的数据或命令。一般