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微机接口技术与应用一章节微机接口技术与应用一章节11/18/20222http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术微机 原理 及 接口 技术课程课程介绍介绍典型机型：典型机型：IBM PCIBM PC系列机系列机基本系统：基本系统：8088CPU8088CPU和半导体存储器和半导体存储器I/OI/O接口电路及与外设的连接接口电路及与外设的连接硬件接口电路原理硬件接口电路原理软件接口编程方法软件接口编程方法11/18/20223http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术11/18/20224http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术11/18/20225http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术11/18/20226http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术11/18/20227http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术11/18/20228http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术11/18/20229http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术1.2 1.2 接口的功能接口的功能1.执行执行CPUCPU命令的功能命令的功能2.CPU对外设的控制通过接口电路完成命令口2.返回外设状态的功能返回外设状态的功能3.正常工作状态、故障状态状态口3.数据缓冲功能数据缓冲功能4.输入/输出缓冲；三态特性数据口4.设备选择功能设备选择功能5.地址代码 I/O设备选择信号端口地址译码电路5.信号转换功能信号转换功能信号的功能定义、逻辑关系、电平高低、工作时序6.数据宽度与数据格式转换功能数据宽度与数据格式转换功能串行通信：串 并转换、串行数据格式化基本功能本章首页本章首页本章首页本章首页11/18/202210http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术1.3 1.3 接口的组成接口的组成1.硬件电路硬件电路2.1）基本逻辑电路）基本逻辑电路（在接口芯片中）3.命令寄存器、状态寄存器、数据寄存器核心4.2）端口地址译码电路）端口地址译码电路（独立于接口芯片）（独立于接口芯片）5.3）供选电路）供选电路6.数据传送方式数据传送方式PICPIC或或DMACDMAC；7.速率控制、发声速率控制、发声T/CT/C；8.数据宽度转换数据宽度转换移位寄存器移位寄存器本章首页本章首页本章首页本章首页1.31.3、接口的组成接口的组成11/18/202211http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术2.软件编程软件编程3.1）初始化程序段）初始化程序段4.可编程接口芯片初始化5.2）传送方式处理程序段）传送方式处理程序段6.查询检测状态7.中断向量修改、允许/屏蔽、中断结束8.DMA通道开放/屏蔽9.3）主控程序段）主控程序段10.4）程序终止与退出程序段）程序终止与退出程序段11.对系统硬件进行保护12.5）辅助程序段）辅助程序段13.人机对话、菜单设计相互渗透本章首页本章首页本章首页本章首页11/18/202212http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术1.4 1.4、接口电路的结构形式、接口电路的结构形式1.固定式结构固定式结构不可编程2.半固定式结构半固定式结构用GAL器件设计3.可编程结构可编程结构大规模集成芯片本书重点4.智能型结构智能型结构I/O处理器、通用单片微机本章首页本章首页本章首页本章首页11/18/202213http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术1.5 1.5、CPUCPU与接口交换数据的方式与接口交换数据的方式1.查询方式查询方式CPU反复地、主动地查询外设的状态特点：特点：无额外的硬件开销，但CPU工作效率低应用：应用：CPU不太忙、传送速度不高无条件方式是查询方式的特例读状态输入/输出准备好？N NY Y查询方式传送一个数据查询方式传送一个数据2.中断方式中断方式3.外设主动向CPU提出中断申请；4.CPU与外设并行工作5.5.特点：特点：增加了硬件开销，提高了CPU工作效率6.6.应用：应用：CPU较忙、尤其是实时控制及紧急事件处理3.直接存储器存取方式（直接存储器存取方式（DMADMA方式）方式）M与I/O、I/O与I/O间直接快速传送快速性原因：硬件取代软件；提供直接通路特点：特点：电路结构复杂，硬件开销大应用：应用：高速外设进行大量数据传送本章首页本章首页本章首页本章首页11/18/202214http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术1.6 1.6、分析与设计接口电路的基本方法、分析与设计接口电路的基本方法1.两侧分析法两侧分析法CPUCPU一侧：一侧：CPU的类型；DB和AB的宽度；CB的逻辑定义；时序特点外设一侧：外设一侧：外部特性（引脚的功能定义和逻辑定义）、工作过程2.硬软件结合法硬软件结合法1）硬件设计方法）硬件设计方法合理选用外围接口芯片有针对性地设计附加电路逻辑关系与电平转换、时序配合、驱动能力2）软件设计方法）软件设计方法用汇编语言（或高级语言）直接对低层硬件编程了解硬件电路工作原理用DOS系统功能调用和BIOS调用编程标准输入/输出设备本章首页本章首页本章首页本章首页11/18/202215http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术1.7 1.7、接口技术的发展趋势、接口技术的发展趋势本章要点本章要点接口的概念接口的概念微机系统的组成结构微机系统的组成结构为什么要在为什么要在CPUCPU与外设之间设置接口与外设之间设置接口理解接口实现的主要功能理解接口实现的主要功能CPUCPU与接口交换数据的方式、各方式的特点及应用与接口交换数据的方式、各方式的特点及应用场合场合发展过程：发展过程：固定式简单接口、可编程复杂接口、功能强大的智能接口发展趋势：发展趋势：智能化、标准化、多功能化、高集成度化本章首页本章首页本章首页本章首页