【教学课件】第六章输入输出与接口技术.ppt

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1、第第 6 6 章章第第6 6章章 输入输出和接口技术输入输出和接口技术教学重点n 接口与接口控制原理接口与接口控制原理n I/O端口地址的译码方法端口地址的译码方法n 数字通道接口及其应用数字通道接口及其应用n 模拟通道接口模拟通道接口6.1 接口基本概念为什么需要为什么需要I/O接口（电路）？接口（电路）？n微机的外部设备多种多样微机的外部设备多种多样n工工作作原原理理、驱驱动动方方式式、信信息息格格式式、以以及及工作速度方面彼此差别很大工作速度方面彼此差别很大n它们不能与它们不能与CPU直接相连直接相连n必须经过中间电路再与系统相连必须经过中间电路再与系统相连n这部分电路被称为这部分电路被

2、称为I/O接口电路接口电路多种外设多种外设6.1接口基本概念（续1）什么是什么是I/O接口（电路）？接口（电路）？nI/O接接口口是是位位于于系系统统与与外外设设间间、用用来来协协助助完成数据传送和控制任务的逻辑电路完成数据传送和控制任务的逻辑电路nPC机机系系统统板板的的可可编编程程接接口口芯芯片片、I/O总总线线槽的电路板（适配器）都是接口电路槽的电路板（适配器）都是接口电路CPUCPU接口接口接口接口电路电路电路电路 I/O I/O设备设备设备设备6.1接口基本概念（续2）什么是微机接口技术？什么是微机接口技术？n处理微机系统与外设间联系的技术处理微机系统与外设间联系的技术n注意其软硬结

3、合的特点注意其软硬结合的特点n根根据据应应用用系系统统的的需需要要，使使用用和和构构造造相相应应的的接接口口电电路路，编编制制配配套套的的接接口口程程序序，支支持和连接有关的设备持和连接有关的设备 微机接口技术是编程人员的一项基本技能。微机接口技术是编程人员的一项基本技能。6.1.1 I/O接口的主要功能 对输入输出数据进行缓冲和锁存对输入输出数据进行缓冲和锁存输出接口有输出接口有锁存环节锁存环节输入接口有输入接口有缓冲环节缓冲环节 对信号的形式和数据的格式进行变换对信号的形式和数据的格式进行变换微机直接处理：微机直接处理：数字量数字量、开关量开关量、脉冲量脉冲量 对对I/O端口进行寻址端口进

4、行寻址 与与CPU和和I/O设备进行联络设备进行联络6.1.2 I/O接口的典型结构控制总线控制总线CB地址总线地址总线ABI/O接口电路接口电路数据数据控制控制状态状态数据总线数据总线DBCPU外设外设控制寄存器控制寄存器状态寄存器状态寄存器数据寄存器数据寄存器1.接口电路的内部结构接口电路的内部结构2.接口电路的外部特性接口电路的外部特性3.接口电路芯片的分类接口电路芯片的分类4.接口电路的可编程性接口电路的可编程性1.接口电路的内部结构nCPU与与外外设设主主要要有有数数据据、状状态态和和控控制制信信息息需要相互交换，于是从应用角度看内部：需要相互交换，于是从应用角度看内部：数据寄存器数

5、据寄存器n保存外设给保存外设给CPU和和CPU发往外设的数据发往外设的数据 状态寄存器状态寄存器n保存外设或接口电路的状态保存外设或接口电路的状态 控制寄存器控制寄存器n保存保存CPU给外设或接口电路的命令给外设或接口电路的命令理解端口理解端口2.接口电路的外部特性n主要体现在引脚上，分成两侧信号主要体现在引脚上，分成两侧信号面向面向CPU一侧的信号：一侧的信号：n用于与用于与CPU连接连接n主要是数据、地址和控制信号主要是数据、地址和控制信号面向外设一侧的信号：面向外设一侧的信号：n用于与外设连接用于与外设连接n提供的信号五花八门提供的信号五花八门n功能定义、时序及有效电平等差异较大功能定义

6、、时序及有效电平等差异较大3.接口电路芯片的分类n接接口口电电路路核核心心部部分分往往往往是是一一块块或或数数块块大大规规模集成电路芯片（接口芯片）：模集成电路芯片（接口芯片）：n通用接口芯片通用接口芯片n支持通用的数据输入输出和控制的接口芯片支持通用的数据输入输出和控制的接口芯片n面向外设的专用接口芯片面向外设的专用接口芯片n针对某种外设设计、与该种外设接口针对某种外设设计、与该种外设接口n 面向微机系统的专用接口芯片面向微机系统的专用接口芯片n与与CPU和系统配套使用，以增强其总体功能和系统配套使用，以增强其总体功能4.接口电路的可编程性n许许多多接接口口电电路路具具有有多多种种功功能能和

7、和工工作作方方式式，可以通过编程的方法选定其中一种可以通过编程的方法选定其中一种n接接口口需需要要进进行行物物理理连连接接，还还需需要要编编写写接接口口软件软件n接口软件有两类：接口软件有两类：n初始化程序段初始化程序段设定芯片工作方式等设定芯片工作方式等n数数据据交交换换程程序序段段管管理理、控控制制、驱驱动动外外设设，负责外设和系统间信息交换负责外设和系统间信息交换6.1.3 接口控制原理n1.I/O数据的传送方式数据的传送方式n并行并行n一个数据单位一个数据单位(通常为字节通常为字节)的各位同时传送的各位同时传送n速度快、距离短、成本高速度快、距离短、成本高n例：例：PC机的并行接口机的

8、并行接口(通常用于连接打印机通常用于连接打印机)n串行串行n数据数据按位进行传送进行传送n速度慢、距离远、成本低速度慢、距离远、成本低n例：例：PC机的串行接口机的串行接口(通常用于串行通信通常用于串行通信)串行通信n串串行行通通信信：将将数数据据分分解解成成二二进进制制位位用用一一条条信号线，一位一位顺序传送的方式信号线，一位一位顺序传送的方式n串串行行通通信信的的优优势势：用用于于通通信信的的线线路路少少，因因而在远距离通信时可以极大地降低成本而在远距离通信时可以极大地降低成本n串串行行通通信信适适合合于于远远距距离离数数据据传传送送，也也常常用用于速度要求不高的近距离数据传送于速度要求不

9、高的近距离数据传送nPC系系列列机机上上有有两两个个串串行行异异步步通通信信接接口口、键键盘、鼠标器与主机间采用串行数据传送盘、鼠标器与主机间采用串行数据传送异步串行通信n串串行行通通信信时时的的数数据据、控控制制和和状状态态信信息息都都使使用同一根信号线传送用同一根信号线传送n收收发发双双方方必必须须遵遵守守共共同同的的通通信信协协议议（通通信信规规程程），才才能能解解决决传传送送速速率率、信信息息格格式式、位同步、字符同步、数据校验等问题位同步、字符同步、数据校验等问题n串串行行异异步步通通信信以以字字符符为为单单位位进进行行传传输输，其其通信协议是通信协议是起止式异步通信协议起止式异步通

10、信协议起止式异步通信协议起起始始位位每每个个字字符符开开始始传传送送的的标标志志，起始位采用逻辑起始位采用逻辑0电平电平起始位起始位校验位校验位停止位停止位空闲位空闲位数据位数据位低位低位高位高位字符字符0/10/1 0/10/10/10/10/10/11 10 01 11 11 1数数据据位位数数据据位位紧紧跟跟着着起起始始位位传传送送。由由58个二进制位组成，低位先传送个二进制位组成，低位先传送校校验验位位用用于于校校验验是是否否传传送送正正确确；可可选择奇检验、偶校验或不传送校验位选择奇检验、偶校验或不传送校验位停停止止位位表表示示该该字字符符传传送送结结束束。停停止止位采用逻辑位采用逻

11、辑1电平，可选择电平，可选择1、1.5或或2位位空空闲闲位位传传送送字字符符之之间间的的逻逻辑辑1电电平平，表示没有进行传送表示没有进行传送数据传输速率n数据传输速率也称比特率（数据传输速率也称比特率（Bit Rate）n每秒传输的二进制位数每秒传输的二进制位数bpsn字字符符中中每每个个二二进进制制位位持持续续的的时时间间长长度度都都一一样样，为为数数据据传输速率的倒数传输速率的倒数n当当进进行行二二进进制制数数码码传传输输，且且每每位位时时间间长长度度相相等等时时，比特率还等于波特率（比特率还等于波特率（Baud Rate）n过过去去，串串行行异异步步通通信信的的数数据据传传输输速速率率限

12、限制制在在50 bps到到9600 bps之之间间。现现在在，可可以以达达到到115200 bps或更高或更高2.数据传送方式n程程序序控控制制下下的的数数据据传传送送通通过过CPU执执行行程程序序中中的的I/O指指令令来来完完成成传传送送，又又分分为为：无无条条件件传传送送、查询传送、中断传送查询传送、中断传送n直直接接存存储储器器存存取取（DMA）传传送送请请求求由由外外设设向向DMA控控制制器器（DMAC）提提出出，后后者者向向CPU申申请请总总线线，最最后后DMAC利利用用系系统统总总线线来来完完成成外外设设和存储器间的数据传送和存储器间的数据传送nI/O处处理理机机CPU委委托托专专

13、门门的的I/O处处理理机机来来管管理外设，完成传送和相应的数据处理理外设，完成传送和相应的数据处理（1）无条件传送方式及其接口n在在CPU与与慢慢速速变变化化的的设设备备交交换换数数据据时时，可可以以认认为为它它们们总总是是处处于于“就就绪绪”状状态态，随随时时可可以以进进行行数数据据传传送送，这这就就是是无无条条件件传传送送，或称立即传送、同步传送或称立即传送、同步传送n适适合合于于简简单单设设备备，如如LED数数码码管管、按按键键或按纽等或按纽等n无条件传送的接口和操作均十分简单无条件传送的接口和操作均十分简单n这种传送有前提：外设必须随时就绪这种传送有前提：外设必须随时就绪（2）查询传送

14、方式及其接口nCPU需需要要选选了了解解（查查询询）外外设设的的工工作作状状态态，然然后后在在外外设设可可以以交交换换信信息息的的情情况况下下（就就绪绪）实现数据输入或输出实现数据输入或输出n对对多多个个外外设设的的情情况况，则则CPU按按一一定定顺顺序序依依次次查查询询（轮轮询询）。先先查查询询的的外外设设将将优优先先进进行数据交换行数据交换n查查询询传传送送的的特特点点是是：工工作作可可靠靠，适适用用面面宽宽，但传送效率低但传送效率低就绪？就绪？查询传送的两个环节 查询环节查询环节n寻址状态口寻址状态口n读取状态寄存器的标志位读取状态寄存器的标志位n若不就绪就继续查询，直至就绪若不就绪就继

15、续查询，直至就绪 传送环节传送环节n寻址数据口寻址数据口n是输入，通过输入指令从数据端口读入数据是输入，通过输入指令从数据端口读入数据n是输出，通过输出指令向数据端口输出数据是输出，通过输出指令向数据端口输出数据输入状态输入状态就绪？就绪？数据交换数据交换YN传送流程传送流程（3）中断传送方式断点断点主程序主程序中断服务程序中断服务程序中断请求中断请求对外设对外设进行处理进行处理继续执行继续执行返回断点返回断点nCPU在在执执行行程程序序中中，被被内内部部或或外外部部的的事事件件所所打打断断，转转去去执执行行一一段段预预先先安安排排好好的的中中断断服服务务程程序序；服服务务结结束束后后，又又返

16、返回回原原来来的的断断点点，继继续续执执行行原来的程序原来的程序传送流程传送流程中断传送与接口n中断传送是一种效率更高的程序传送方式中断传送是一种效率更高的程序传送方式n进行传送的进行传送的中断服务程序是预先设计好的中断服务程序是预先设计好的n中断请求是外设随机向中断请求是外设随机向CPU提出的提出的nCPU对对请请求求的的检检测测是是有有规规律律的的：一一般般是是在在每每条条指指令令的的最最后后一一个个时时钟钟周周期期采采样样中中断断请请求求输输入引脚入引脚n中中断断除除了了在在输输入入和和输输出出方方面面的的应应用用外外，中中断断还有着非常广泛的应用还有着非常广泛的应用（4）DMA传送方式

17、n希望克服程序控制传送的不足：希望克服程序控制传送的不足：外设外设CPU存储器存储器外设外设CPU存储器存储器n直接存储器存取直接存储器存取DMA：外设外设存储器存储器外设外设存储器存储器nCPU释放总线，由释放总线，由DMA控制器管理控制器管理DMA传送的工作过程 CPU对对DMA控制器进行初始化设置控制器进行初始化设置 外外设设、DMAC和和CPU三三者者通通过过应应答答信信号号建立联系：建立联系：CPU将总线交给将总线交给DMAC控制控制 DMA传送传送nDMA读存储器：存储器读存储器：存储器 外设外设nDMA写存储器：存储器写存储器：存储器 外设外设 自动增减地址和计数，判断传送完成否

18、自动增减地址和计数，判断传送完成否传送流程传送流程DMA传送流程HLDA发存储器地址发存储器地址传送数据传送数据传送结束？传送结束？DMA结束结束修改地址指针修改地址指针传送方式的比较n无条件传送无条件传送：慢速外设需与：慢速外设需与CPU保持同步保持同步n查询传送查询传送：简单实用，效率较低简单实用，效率较低n中中断断传传送送：外外设设主主动动，可可与与CPU并并行行工工作作，但每次传送需要大量额外时间开销但每次传送需要大量额外时间开销 nDMA传传送送：DMAC控控制制，外外设设直直接接和和存存储储器器进进行行数数据据传传送送，适适合合大大量量、快快速速数数据据传传送送6.1.4 接口控制

19、信号两类：两类：总线控制信号总线控制信号、输入输出控制信号输入输出控制信号 总线控制信号：总线控制信号：数据线、地址线、数据线、地址线、IOW*、IOR*等等 输入输出控制信号输入输出控制信号：数据线、输入输出应答信号等数据线、输入输出应答信号等现代微机系统都是采用总线接口方式现代微机系统都是采用总线接口方式6.2 I/O指令和I/O地址译码n微微处处理理器器进进行行I/O操操作作时时完完成成两两种种选选择择：片选、字选；片选、字选；n两两种种I/O接接口口结结构构：标标准准的的I/O接接口口、存存储储器映射器映射I/O结构。结构。6.2.1 I/O端口的编址n接口电路占用的接口电路占用的I/

20、O端口有两类编排形式端口有两类编排形式nI/O端口单独编址（标准的端口单独编址（标准的I/O接口）接口）nI/O地址空间独立于存储地址空间地址空间独立于存储地址空间n如如8086/8088nI/O端端口口与与存存储储器器统统一一编编址址（存存储储器器映映射射I/O结构）结构）n它们共享一个地址空间它们共享一个地址空间n如如M68001.I/O端口单独编址n优点：优点：nI/O端口的地址空间独立端口的地址空间独立n控制和地址译码电路相对简单控制和地址译码电路相对简单n专门的专门的I/O指令使程序清晰易读指令使程序清晰易读n缺点：缺点：nI/O指令没有存储器指令丰富指令没有存储器指令丰富内存内存空

21、间空间I/O空间空间FFFFF0FFFF80 x86采用采用I/O端口独立编址端口独立编址2.I/O端口与存储器统一编址n优点：优点：n不需要专门的不需要专门的I/O指令指令nI/O数数据据存存取取与与存存储储器器数数据存取一样灵活据存取一样灵活n缺点：缺点：nI/O端端口口要要占占去去部部分分存存储储器地址空间器地址空间n程程序序不不易易阅阅读读（不不易易分分清清访存和访问外设）访存和访问外设）内存内存部分部分I/O部分部分存储器空间存储器空间00000FFFFF6.2.2 8088/8086的输入输出指令n输入指令输入指令IN AL,i8;字节输入字节输入IN AX,DX;字输入字输入n输

22、出指令输出指令OUT i8,AL;字节输出字节输出OUT DX,AX;字输出字输出功能演示功能演示功能演示功能演示I/OI/O指令与接口实现指令与接口实现 执行执行CPUCPU指令：指令：MOV DXMOV DX，42H42H OUT DX OUT DX，8AH8AH 控制总线：控制总线：IOWIOW有效、有效、IORIOR无效、无效、MEMR/MEMWMEMR/MEMW无效、无效、AEN AEN无效。无效。地址总线：将地址总线：将42H42H写入写入A9A9A0A0。译译 码码 器：根据器：根据DXDX高位译码，高位译码，Y Y2 2有效，其他有效，其他Y Yx x无效。无效。接口芯片：接口

23、芯片：82538253工作，其他接口芯片不工作。工作，其他接口芯片不工作。接口电路：接口电路：82538253对应接口电路应答选中信号，对应接口电路应答选中信号，82538253根据根据DXDX低位选择相应的寄存器。低位选择相应的寄存器。8253 8253：接受数据总线接受数据总线(D7(D7D0)D0)数据数据(8AH)(8AH)，写入，写入所选寄存器。所选寄存器。6.2.3 I/O地址的译码因因为为对对I/O端端口口的的寻寻址址与与存存贮贮器器寻寻址址相相似似，即即必必须须进进行行片片选选和和字字选选。所所以以其其译译码码方方法法也也相相似似。通通常常采采用用两两级级译译码码方方法法，译译

24、码码地地址址的的高高位位作作为为片片选选，以以选选择择某某一一组组（某某一一片片 I/O）。低低位位组组地地址址直直接接接接到到I/O接接口口芯芯片片的的地地址址输输入入端端，以以选选择择片片内内寄寄存存器器（即即具体端口）或低位再译码，以选择多个寄存器。具体端口）或低位再译码，以选择多个寄存器。PC机机 的的 I/O端端 口口 地地 址址 译译 码码 只只 用用 低低 10位位 地地 址址（A0A9）。210=1024 个个口口地地址址，而而实实际际上上并并未未配配上上1K个个外外设设端端口口，所所以以常常采采用用部部分分译译码码法法对对10位位地地址址的的高高位位译译码码作作为为片片选选信

25、信号号，片片内内对对低低位位地地址址译码以选择具体寄存器端口。译码以选择具体寄存器端口。1.直接地址译码IBM PC/AT主机板的I/O译码电路DMA控制器控制器1（00H1FH）中断控制器中断控制器1（20H3FH）定时计数器（定时计数器（40H5FH）并行接口电路（并行接口电路（60H7FH）DMA页面寄存器（页面寄存器（80H9FH）中断控制器中断控制器2（A0HBFH）DMA控制器控制器2（C0HDFH）协处理器（协处理器（E0HFFH）AEN接口芯片内部译码接口芯片内部译码A0A4A5A6A7A8A9ALS138译码器译码器ABCG2AG2BG1Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7IBM

26、 PC/AT主机板的I/O译码(续)*所有所有I/O译码必须有译码必须有AEN（Address Enable 地址允许地址允许）参与译码，此信号用来隔离处理器，其他装置与参与译码，此信号用来隔离处理器，其他装置与I/O通通道，而使道，而使DMA传送得以进行。即传送得以进行。即AEN=1，DMA控制三总控制三总线，进行线，进行DMA传送。传送。在此在此AEN=1，即，即AEN=0开启开启I/O系统，系统，并非并非DMA周期。周期。*部分译码，如部分译码，如 y0DMA的的CS,地址地址00001FH，而，而A3A0 DMA的的A3A0端片内译码，而端片内译码，而A4并未参与译码，并未参与译码，所

27、以所以地址有重叠地址有重叠。以以上上都都是是直直接接利利用用低低位位AB线线参参与与再再次次译译码码直直接接地地址址译译码码；实实际际应应用用中中，当当端端口口地地址址不不够够用用时时，可可利利用用低低位位DB线线参参与与再再次次译译码码间间接接端端口口地地址址译译码码；以以选选择择多多个个I/O端口地址，如下面图端口地址，如下面图 所示所示。这这种种电电路路可可节节省省系系统统地地址址空空间间，但但必必须须把把地地址址作作为为DB输输出出寄寄存存，所所以以多多使使用用一一条条OUT指指令令输输出出DB做做地地址址。即由即由 D1、D0及及IOR、IOW译码译码8个个I/O端口。端口。2.间接

28、地址译码6.3 IBM PCPC的输入输出系统的输入输出系统n 主主机机和和外外设设交交换换数数据据即即输输入入/输输出出；利利用用DOS系系统统功功能能INT 21H,和和BIOS功功能能调调用用，可可实实现现对对各各种种标标准准外外设设的的 输输入入/输输出出。此此时时，可可不不考考虑虑输输入入/输输出出设设备备的的 特特性性，也也不不必必了了解解数数据据的的 传传送送方方式式，只只要要按按子子程程序序的的约约定定方方法法调调用用标标准准子子程程序序即即可可。但但实实际际应应用用上上往往往往不不全全是是标标准准的的 接接口口设设备备，而而是是自自行行设设计计接接口口。此此时时则则利利用用I

29、/O指指令令实实现现输输入入/输输出出操操作作，则则应了解内部细节，内部应了解内部细节，内部结构结构。n PC系统结构系统结构可描述为：可描述为：PC机的输入/输出能力强，主要表现在其输入/输出的地址空间的分配和I/O通道的 设计上。总线接口总线接口即时序中的CPU系统，地址锁存器373，双向数据收发器245，总线控制器8288，产生系统三总线。I/O通道通道（扩展槽）外设和主机连接的通道，每个槽均为62个插脚的插座，本质就是提供了系统总线PC总线。用户开发接口，就是利用该总线。n 本本来来8088的的AB的的低低16位位都都可可作作为为I/O端端口口地地址址，2 21616 64K个个端端口

30、口地地址址，但但实实际际上上PC设设计计中中仅仅使使用用A A9-A-A0低低10位位AB作作为为I/O端端口口地地址址,2101024个个端端口口地地址址，即即03FFH，但但实实际际上上PC系系统统已已占占用用大大部部分分地地址址，用用户户自自己己开开发发接接口口时时，一一定定要要避避口口已已用用地地址址，以以免免发发生生地址冲突地址冲突。1系统系统I/O端口地址分配端口地址分配大致：大致：000 1FFH（A9=0）512口口地地址址为为系系统统板板占占用用。(包包括括8237DMA控控制制器器，8259中中断断控控制制器器，8253定定时时/计计数数器器，8258并行接口）。并行接口）

31、。2003FFH（A9=1）512个个口口地地址址为为I/O扩扩展展槽槽占占用用。自自行行开开发发接接口口在在此此部分寻找空闲地址。部分寻找空闲地址。设计前应了解系统I/O端口分配。详细分配查手册。具体机器有些区别。2.系统总线系统总线nPC机机有有极极强强的的扩扩充充能能力力，主主要要表表现现在在其其系系统统总总线线的的设设计计上上。系系统统总总线线是是把把微微机机各各部部分分连连接接起起来来的的公公共共通通道道。系系统统总总线线的的性性能能直直线线关关系系到到计计算算机机的的总总体体性性能能，系系统统总总线也随着线也随着CPU的不断升级发展也在不断更新和发展。的不断升级发展也在不断更新和发

32、展。nIBM PC机机的的IO扩扩展展槽槽的的62个个信信号号线线，本本质质上上就就是是系系统统总总线线PC总总线线，后后修修改改为为80286微微机机的的系系统统总总线线，即即PC AT总总线线，后后定定名名为为（16位位）ISA总总线线，后后继继续续发发展展为为8038680486的的系系统统总总线线EISA总总线线（32位位ISA总线）。总线）。nISA总总线线，结结构构简简单单，成成本本低低，价价格格便便宜宜，主主要要用用于于低低速速外外设设。随随着着高高速速外外设设的的发发展展，92年年都都推推出出了了PCI总总线线外外部部设设备备互互连连局局部部总总线线，它它是是介介于于CPU总总

33、线线和和系系统统总总线线之之间间的的一一级级总总线线。它它一一则则直直接接面面向向CPU总总线线，另另一一则则面面向向系系统统总总线线。局局部部总总线线离离CPU更更近近，所所以以通通过过它它与与CPU之间的数据传送速率大大加快。之间的数据传送速率大大加快。PCI总线总线传输速率高，多总线共存（通过传输速率高，多总线共存（通过 PCI-ISAEISA桥接组件芯片，将桥接组件芯片，将PCI总线与总线与ISAEISA总线桥接，构成一个分层次的多总线总线桥接，构成一个分层次的多总线系统），独立于系统），独立于CPU，自动识别与配置的外设。自动识别与配置的外设。n即即I/O扩扩展展槽槽，即即有有5个个

34、（PC机机）或或8个个（XT机机）62芯芯插插座座，它它适适用用于于未未来来的的发发展展，便便于于扩扩展展开开发发系系统统。连连到到插座上的即插座上的即62个信号线个信号线PC系统总线。系统总线。n用户自己开发接口，即插入此扩展槽即可。用户自己开发接口，即插入此扩展槽即可。n62根根信信号号线线。注注意意：元元件件面面为为A面面，A1A31.焊焊接接面面为为B面面，B1B31.可分为五类信号：可分为五类信号：地址总线地址总线:20位地址。位地址。数据总线数据总线:8位数据线。位数据线。控制总线：控制总线：22根。根。时钟与复位：时钟与复位：3根。根。地源与地线：地源与地线：8根保留根保留1根。

35、根。n一一般般用用户户接接口口设设计计最最常常用用的的是是：地地址址线线数数据据线线AEN（地地址址允允许许）、IORIOWRESETCLKIRQ9（中中断断请请求求）、电电源。源。3.I/O通道及总线信号通道及总线信号常见系统总线n在在微微机机发发展展和和应应用用中中出出现现了了许许多多种种内内、外总线标准外总线标准n第一个标准化的微机总线第一个标准化的微机总线S-100总线总线n面向工业控制领域的面向工业控制领域的STD总线总线n32位位PC机机上上的的ISA系系统统总总线线、EISA总总线线、VESA总线、总线、PCI总线、总线、USB总线等总线等图示图示4.简易通用简易通用I/O接口保

36、护卡接口保护卡为了在PC系列微机上学习，扩展用户的接口，我们设计了一通用型接口保护卡。因为在实验中接口错误可能损坏主机。将简易保护口插入扩展槽，通过扁平电缆将系统三总线引到主机机箱的实验装 置即可实验。地地址址译译码码PS低低有有效效。地地址址范范围围：380H39FH。注注意：意：IOR和和IOW参与译码控制。参与译码控制。数数据据线线隔隔离离（由由数数据据收收发发接接收收器器245，由由PS控控制制允允许许端端G，PS为为高高则则隔隔离离；由由IOR控控制制传传送送方方向向，IOR有有效效时时，BA（即即输输入入），IOR无无效效时时，AB（即即输出）。输出）。部部分分地地址址与与控控制制

37、线线隔隔离离电电路路由由三三态态缓缓冲冲器器74LS244组组成成，它它是是单单向向传传送送AY，G为为输输出出控控制制，8个个三三态态门门分分成成两两组组。因因为为地地址址线线在在此此使使用用的的控控制制线线都都是是单单向向传送。传送。还直接引出还直接引出5V，地，地，CLK，共，共20个信号至实验板。个信号至实验板。保护卡由三部分组成：就绪（Ready）n在输入场合在输入场合n“就就绪绪”说说明明输输入入接接口口已已准准备备好好送送往往CPU的的数数据据，正等着正等着CPU来读取来读取n该状态也可用接口中数据缓冲器已该状态也可用接口中数据缓冲器已“满满”来描述来描述n 在输出场合在输出场合n“就就绪绪”说说明明输输出出接接口口已已做做好好准准备备，等等待待接接收收CPU要输出的数据要输出的数据n该该状状态态也也可可用用接接口口数数据据缓缓冲冲器器已已“空空”、或或者者用用接接口（外设）口（外设）“闲闲”或不或不“忙（忙（Busy）”来描述来描述就绪：满，空、闲、不忙就绪：满，空、闲、不忙