微型计算机接口技术及应用(第三版)刘乐善 重要知识点

1、1.（为什么要设置接口）设置接口的目的有两条：通过接口实现设备与总线的连接；连接起来以后，CPU 通过接口对设备进行访问，即操作或控制设备。2.接口分为两类：设备接口和总线桥 设备接口：I/O 设备与本地总线（ISA 总线） 之间的连接电路并进行信息（包括数据、地址及状态）交换的中转站。 总线桥，是实现微处理器总线与PCI 总线，以及PCI 总线与本地总线之间的连接与信息交换（映射）3.首先，总线桥与接口的区别是连接对象不同。接口连接的的是I/O 设备和本地总线（用户总线，总线桥连接的是本地总线（用户总线）和PCI总线。其次，为什么要设置I/O 设备接口为什么要在ISA 总线和I/O 一、微机

2、的总线与I/O 设备两者的信号线不兼容，在信号线的功能定义，逻辑定义和时序关 I/O 若不通过接口，而由CPU 直接对I/O 设备的操作实施控制，就会使CPU 穷于应付与I/O 设备硬件打交道，从而大大降低CPU 的效率；四、若I/O CPU I/O 设备的硬件结构依赖于I/O CPU I/O 设备两者的工作，提高CPU 的效率，不有利于I/O 设备按自身的规律发展。I/O 设备接口的功能 1.CPU 命令 2.返回外设状态 3.数据缓冲 4.信号转换 5.选择 6.数据宽度与数据格式转换I/O CPU 交换数据的方式 1.查询方式 2.中断方式 3.直接存储器存取方式D/A 是无条件传输。什

3、么叫无条件？不转。总线的概念：总线总线的概念：总线是各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由 导线组成的传输线束， 按照计算机所传输的信息地址。为什么要设置总线标准？ 总线标准的设置主要解决不同厂家各类模块化产品的兼容问题。 总线标准：微机系统各组成部件之间，通过总线进行连接和传输信息时，应遵守一些协议和规范，这些协议和规范称为总线标准。总线的性能参数 总线频率 总线宽度 总线传输率 同步的方式 多路复用 负载功能 信号线数 总线控制方式 其他性能指标（电源电压等级、能否扩展64 位宽度）总线传输操作过程 （1）申请与仲裁阶段寻址阶段传输阶段结束阶段I/O 口选择的I/O 端口地址译码电

4、路是每个接口电路中不可缺少的部分。端口（Port）是接口（Interface）电路中能被CPU 访问的寄存器地址。端口分类：命令（端）口、状态（端）口、数据（端）口。独立编址和统一编址各自的优缺点 统一编址方式是从存储器空间中划出一部分地址空I/O I/O 优点I/O I/O 处理能力。另外，统一编址可给端口带来较大的寻址是存储器容量减小。另外，指令长度比专门的I/O 指令要长，因而执行时间较长。统一编址方式对I/O 独立编址优点：I/O 端口I/OI/O 端口寻址不需要全地址译码，地址线少，也就简化了地址译码电路的硬件。并且，由于I/O 端口访问的专门I/O 指令与存储器访问指令有明显的区别

5、，是程序中I/O 操作与其他操作的界限清楚、层次分明、程序的可读性强。由于I/O 端口地址和存储器地址是分开的，故I/O 缺点：I/O IN OUT I/O 的处理能力不如统一编制方式。由于单独设置I/O 指令，故需要增加-IOR 和-IOW 的控制信号引脚，这对CPU 芯片来说应该是一种负担。全译码：所有 I/O 地址线全部作为译码电路的输入参加译码，一般在要求产部分译码-CS开关式译码I/O端口地址需要改变时采用。内部定时产生运算器、控制器等CPU /写周期、中断周期等，主要用于CPU 外部定时：外部定时是外设在当用户在把外设和 CPU 连接组成一个（即内部定时）定，又满足外部设备的工作时

6、序要求，这就是所谓的时序配合。定时/计数器 82C54A 的应用举例 82C54A 用作测量脉冲宽度 82C54A 用作定时82C54A 用作分频 82C54A 同时用作计数与定时中断是指CPU 在正常运行程序时由于外/内部随机事件或由程序预先安排的事件引起 CPU 暂时中断正在运行的程序而转到为外/内部事件或为预先安排的事件服务的程序中去，服务完毕，再返回去继续执行被暂时中断的程序中断源：中断的发生事出有因，起中断的事件就是中断源中断处理程序（或者说中断服务程序在在处理中断事件时针对不同中断源的要求给以不同的解决方案的程序中断分类：硬中断（外部中断、软 中断（内部中断）硬中断包括可屏蔽中断I

7、NTR 和不可屏蔽中断NMI软中断包括DOS 中断功能和BIOS中断功能 软中断有DOS中断和BIOS中断，作用有什么不一样DOS 中断功能的作用是对设备、文件、目录及内存的管理功能，涉及各个方面可供系统软件和 应用程序调用 中断功能的作用是直接对系统中I/O 设备进行设备级控制，可供上层软件和应用程序调用中断号是系统分配给每个中断源的代号以便识别和处理中断号的 作用：中断号在中断处理过程中起到很重要的作用，在采用向量中断方式的中断系统中， CPU必须通过它才可以找到中断服务程序的入口地址，实现程序的转移。中断号的获取：CPU 对系统中不同类型的中断源，获取它们的中断号的方法是不同的。可屏蔽中

8、断的中断号是在中断响应周期从中断控制器获取的软中断INT nHNMI CPU 是由系统预先设置好的，如NMI02H0H，等等。IV（Interrupt 4 个字节的入口地址。可屏蔽中断的处理过程中断申请与响应握手 2.标志位的处理与断点保存 3.4.返回断点26.82C59A 对中断管理的作用 1.接收和扩充I/O 设备的中断请求 2.进行中断优先级排队3.向 CPU 提供中断号 4.进行中断申请的开放与屏蔽 5.执行中断结束命令中断向量修改的步骤：1.调用 35H 并保存在字变量中 2.25H 号功能，将新中断向量写入中断向量表中原中断向量的位3.25H号功能将保存在字变量中的原中断向量写回

9、去，恢复原中断向量。DMA（Direct Memory 方式是存储器直接存取方式的简称。29.DMA 传输的过程 1.申请阶段 2.响应阶段 3.数据传输阶段 4.DMA1.数据传输 2.数据校验 3.数据检索DMA操作方式单字节方式 2.连续（块字节）3.请求（询问）4.级联方式DMA DMA DMA控制器是作为系 总线（包括数据、地址和控制线）的功能。但是，在它取得总线控制权之前，有与其他I/O CPU DMA 控制器在系统中有两种工作状态主动态和被动态，处在两种不同的地位主控器和受控器。所谓并行接口，是指接口电路与I/O 设备之间采用多根数据线进行数据传输。全双工：全双工是通信双方同时进

10、行发送和接收操作。半双工：半双工是通信双方分时进行发送和接收操作，即双方都可发可收，但不能在同一时刻发送和接收只能进行一个方向的传输，不能有双向传输。串行通信是在 1 2.为了识别在一根线上串行传输的信息流中，哪一部分是联 络3.在串行通信中，对信号的逻辑 定义采用负逻辑和高压电平，与 TTL 不兼容，因此，在通信设备与计算机之间需要进行逻辑4.串行通信要求双方数据传输的速率必须一致，以免因速率的差 异5.串行通信易受干扰，出错难以避免，故需要 进6 串行通信既可用于近距离，有可以用于远距离。而后者需要外加MODEM。误码率：是指数据经过传输后发生错误的位数与总传输位数只比。检纠错编码方法，具

11、体实现检错编码的方法很多， 常用的奇偶校验、循环冗余码校验CR38.：奇偶校验错、溢出错、帧格式错串行通信中的同步问题 1.字符同步的方案 ￥对双同步通信（BISYN索12个特定的同步字符来判断1个数据块的开始$对高级数据链路控制同步通接收器通过搜索特定字符来判断一个数据块的开始。 %对起止式异步通信， 2.来接受每一位数据，规定若干个（如16个）时钟脉冲就接收一位数据。异步通信方式 同步通信方式 而且要求字符与字符之间的传输也是同步的。调制解调器的作用 数字信号的功能。波特率是每秒传输串行数据的位数。RS-485标准引入了一些新概念和新定义 1.采用双线平衡方式传输 2.信号逻辑 3.4.4 芯水晶头连接器在异步方式下，8251A 的初始化内容包括0，作为空操作。A/D转换器（ADC）的功能是把模拟量变换成数字量。分辨率是指ADC 能够把模拟量转换成二进制数的位数。转换时间时间，一般为msus级。A/D1.2.3.4.转换结束线胶式、薄膜式等多种。键盘的结构和与工作原理 线性键盘（0FF；0 线性键盘的接口比较简单，把它的数据线与并行接口芯片（如82C55A）相连，即完成硬件 连接。接口的程序也不复杂，一是判断是否有键按下，通过查询接口输入数据是否为全 1. 若是全 1,无键按下；若不是全1，则有键按下。二是确定按下的