微型計算機接口技術(shù)及應(yīng)用

第一章概述

退出1/13/20231長江大學(xué)地物學(xué)院1.1微機接口與接口技術(shù)接口(Interface):CPU與“外部世界”的連接電路,是CPU與外界進(jìn)行信息交換的中轉(zhuǎn)站。接口產(chǎn)生的原因：

CPU與外設(shè)的信號不兼容;CPU與外設(shè)的工作速度不兼容;

擺脫CPU與外設(shè)的沉重負(fù)擔(dān);

有利于外設(shè)的發(fā)展;

1/13/20232長江大學(xué)地物學(xué)院什么是“外部世界”除CPU本身以外的所有設(shè)備(部件)或電路,包括:存儲器I/O設(shè)備控制設(shè)備測量設(shè)備通信設(shè)備多媒體設(shè)備A/D與D/A轉(zhuǎn)換器如圖所示:1/13/20233長江大學(xué)地物學(xué)院微機系統(tǒng)各類接口框圖1/13/20234長江大學(xué)地物學(xué)院接口技術(shù)采用硬件和軟件相結(jié)合的方法,研究微處理器如何與“外部世界”進(jìn)行最佳連接,以實現(xiàn)CPU與“外部世界”進(jìn)行高效可靠的信息交換的一門技術(shù)1/13/20235長江大學(xué)地物學(xué)院接口技術(shù)在微機中的應(yīng)用CPU孤掌難鳴微機強大的功能離不開外設(shè)的支持起著很好的調(diào)節(jié)作用接口的標(biāo)準(zhǔn)化使外設(shè)種類豐富多彩接口技術(shù)直接影響微機系統(tǒng)的功能和推廣應(yīng)用1/13/20236長江大學(xué)地物學(xué)院1.2接口的功能

只有具備下面的功能才是接口電路執(zhí)行CPU命令的功能:CPU通過接口(命令寄存器)對外部設(shè)備進(jìn)行控制返回外設(shè)狀態(tài)的功能:CPU據(jù)此作出判斷與處理,如“忙,閑”,“滿,空”,等待數(shù)據(jù)緩沖功能設(shè)立數(shù)據(jù)口,解決速度匹配問題信號轉(zhuǎn)換功能設(shè)備選擇功能數(shù)據(jù)寬度與數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的功能,如“并-串,串-并”轉(zhuǎn)換1/13/20237長江大學(xué)地物學(xué)院1.3接口的組成一.硬件電路

1.基本邏輯電路:包括命令、狀態(tài)及緩沖寄存器,核心部分

2.端口地址譯碼電路,設(shè)備選擇,必不可少用戶自行設(shè)計

3.供選電路:根據(jù)接口不同的任務(wù)和功能要求而添加的功能模塊電路,設(shè)計者可根據(jù)需要加以選擇1/13/20238長江大學(xué)地物學(xué)院二.軟件編程1.初始化程序段2.傳送方式處理程序段不同的方式對應(yīng)不同的程序段3.主控程序段如數(shù)據(jù)采集的程序段,包括轉(zhuǎn)換啟動信號,查詢轉(zhuǎn)換結(jié)束信號,讀數(shù)據(jù)和存數(shù)據(jù)等4.程序終止與退出程序段完成收尾工作5.輔助程序段如程序界面1/13/20239長江大學(xué)地物學(xué)院1.4接口電路的結(jié)構(gòu)形式固定式結(jié)構(gòu)不可編程半固定式結(jié)構(gòu):采用GAL或PAL器件,可進(jìn)行一次編程可編程結(jié)構(gòu),其工作方式和功能可通過編程改變,靈活,適應(yīng)性強智能型結(jié)構(gòu)采用專用的智能處理機構(gòu)成的接口1/13/202310長江大學(xué)地物學(xué)院1.5CPU與接口交換數(shù)據(jù)的方式查詢方式CPU問外設(shè)是否“準(zhǔn)備好”才可傳送數(shù)據(jù),等待時間長中斷方式外設(shè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后向CPU發(fā)出信號,CPU暫停執(zhí)行當(dāng)前程序,處理I/O,之后返回被中斷的程序繼續(xù)執(zhí)行直接存儲器存取(DMA)方式無需經(jīng)過CPU的中轉(zhuǎn),外設(shè)與內(nèi)存直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送1/13/202311長江大學(xué)地物學(xué)院1.6接口技術(shù)的發(fā)展趨勢早期的外設(shè)少且簡單,可由CPU直接控制和管理出現(xiàn)簡單的接口電路,又出現(xiàn)獨立的接口和設(shè)備控制器目前單片機采用單個接口芯片超大規(guī)模的外圍接口芯片1/13/202312長江大學(xué)地物學(xué)院本章思考題什么是接口,為什么設(shè)立接口.接口有那