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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,7,章 常用芯片的接口技术,本教案内容,第,7,章 常用芯片的接口技术,1.,概述,(I/O,接口的基本概念,)2.,外设接口的编址方式,3.,输入,/,输出的基本方式及基本模式,4.,常用芯片的接口技术,接口,接口指,CPU,和外设之间通过系统总线进行连接的电路部分，是,CPU,与外界进行信息交换的中转站。,7.1,概述,1.I/O,接口的基本概念,接口技术,接口技术是研究,CPU,如何与外部世界进行最佳耦合与匹配，实现双方高效、可靠地交换信息的一门技术，是软件、硬件结合的体现，是微机应用的关键。,7.1,概述,1.I/O,接口的基本概念,为什么要用接口电路？,外设是用来实现人机交互的一些机电设备。外设处理信息的类型、速度、通信方式与,CPU,不匹配，不能直接挂在总线上，必须通过接口和系统相连。,7.1,概述,7.1,概述,输入,/,输出系统,计算机中完成输入,/,输出（简称,I/O,）操作部件称为输入,/,输出系统，包括,I/O,软件,I/O,硬件两部分。而,I/O,硬件和软件的综合设计称为,I/O,接口技术。,7.1,概述,I/O,软件,I/O,软件的作用是在,I/O,硬件的基础上实现输入,/,输出操作。在不同结构和性能的计算机中，所采用的,I/O,软件技术差异很大，比如在微型计算机中，,I/O,软件主要包括使用,I/O,指令编写的输入,/,输出程序，以及操作系统中有关管理模块。,7.1,概述,I/O,硬件,7.1,概述,I/O,接口的主要功能,地址选择,控制功能,状态指示,速度匹配,转换信息格式,电平转换,可编程性,7.1,概述,I/O,接口的分类,按照与,I/O,设备的数据传送方式可以分为并行接口和串行接口，它们与,I/O,设备之间分别以并行和串行方式进行数据传送。,7.1,概述,I/O,接口的分类,按照通用性可以分为通用接口和专用接口。通用接口可以适用于多种,I/O,设备，专用接口只适用于特定的,I/O,设备。,按照可编程性可以分为可编程接口和不可编程接口。,7.1,概述,不同的接口可以支持不同的输入,/,输出控制方式（程序直接控制的,I/O,方式、,I/O,中断方式、,DMA,方式等）。为了方便起见，有些接口也能够同时支持多种输入,/,输出控制方式，比如,Intel 8255A,既能支持程序直接控制的,I/O,方式，也能支持,I/O,中断方式。,I/O,接口的分类,7.1,概述,I/O,接口的组成,I/O,接口的逻辑组成,1.I/O,端口,I/O,端口就是指,I/O,接口内部可由,CPU,进行读写操作的各种寄存器，根据存放信息的不同，这些寄存器分别称为,数据端口,、,控制端口,和,状态端口,。,7.2,外设接口的编址方式,2.I/O,端口的编址方式,通常情况下一个微型计算机系统内有多个,I/O,接口，每个,I/O,接口内部又有多个,I/O,端口，,CPU,在访问某个,I/O,端口时就需要对其进行地址,选择。选择的方式与访问存储器中存储单元的,情况相似，系统为每个,I/O,端口分配了一个地,址，这样的地址称为,I/O,端口地址,，或者简称,I/O,地址,。,7.2,外设接口的编址方式,7.2,外设接口的编址方式,对,I/O,端口安排地址的方式称为,I/O,端口的编址方式。,I/O,端口的编址方式有以下两种：,端口与存储器分别独立编址,端口与存储器统一编址,(1),独立编址方式,独立编址方式是指,I/O,端口与存储器有相互独立的地址空间（如,8086 CPU,）。两者之间所以有相互独立的地址空间，是因为访问,I/O,端口和存储器时采用了不同类型的读写信号。,CPU,对存储器的读或写和对,I/O,读或写的指令也不相同,。,7.2,外设接口的编址方式,8086/8088,系统是典型的独立编址方式，这是因为虽然它们只提供一种读,RD,、写,WR,信号，但是用存储器和,I/O,选择信号,M/IO,（,8088,是,IO/M,信号）可以区分是进行存储器读写操作还是,I/O,端口的读写操作，如下图所示。,7.2,外设接口的编址方式,(1),独立编址方式,7.2,外设接口的编址方式,8086/8088,的独立编址方式,独立编址方式优点,存储器的容量可以达到与地址总线所决定的地址空间相同。,访问,I/O,端口时的地址位数可以较少，提高总线的利用率。,独立编址方式缺点,必须设置专门的,I/O,指令，增加了指令系统和有关硬件的复杂性。,7.2,外设接口的编址方式,(2),统一编址方式,(,或称为存储器映射编址,),I/O,端口与存储器共享同一个地址空间，所有的存储单元只占用其中一部分地址，而,I/O,端口则占用另外一部分地址。,访问,I/O,端口和存储器可以使用相同的读写信号，在这种情况下，要求给各个存储单元和各个,I/O,端口分配互不相同的地址，,CPU,通过不同地址来选择某一个存储单元或,I/O,端口进行访问。,7.2,外设接口的编址方式,两种编址方式中地址空间的关系,:,7.2,外设接口的编址方式,(a),独立编址方式,(b),统一编址方式,7.2,外设接口的编址方式,统一编址方式的优点,无需专门的,I/O,指令,编程较为灵活。,统一编址方式的缺点,I/O,端口占用了存储器的一部分地址空,间因而影响到系统中存储器的容量。,访问存储器和访问,I/O,端口必须使用相同,位数的地址，使指令地址码加长，总线中,传送信息量增加。,作业,1,，,2,，,3,，,6,，,7,
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