第一章概述

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1.1 微机接口与接口技术 • 接口(Interface): CPU与“外部世界”的连接电路, 是CPU与外界进行信息交换的中转站。 • 接口产生的原因： CPU与外设的信号不兼容; CPU与外设的工作速度不兼容; 摆脱CPU与外设的沉重负担; 有利于外设的发展; 长江大学地物学院

什么是“外部世界” 除CPU本身以外的所有设备(部件)或电路,包括: • 存储器 • I/O设备 • 控制设备 • 测量设备 • 通信设备 • 多媒体设备 • A/D与D/A转换器如图所示: 长江大学地物学院

微机系统各类接口框图 长江大学地物学院

接口技术 • 采用硬件和软件相结合的方法,研究微处理器如何与“外部世界”进行最佳连接,以实现CPU与“外部世界”进行高效可靠的信息交换的一门技术长江大学地物学院

接口技术在微机中的应用 • CPU孤掌难鸣 • 微机强大的功能离不开外设的支持 • 起着很好的调节作用 • 接口的标准化使外设种类丰富多彩 • 接口技术直接影响微机系统的功能和推广应用长江大学地物学院

1.2 接口的功能只有具备下面的 功能才是接口电路 • 执行CPU命令的功能: CPU通过接口(命令寄存器)对外部设备进行控制 • 返回外设状态的功能:CPU据此作出判断与处理,如“忙,闲”,“满,空”,等待 • 数据缓冲功能设立数据口,解决速度匹配问题 • 信号转换功能 • 设备选择功能 • 数据宽度与数据格式转换的功能,如“并-串,串-并”转换长江大学地物学院

1.3 接口的组成 一.硬件电路 1.基本逻辑电路:包括命令、状态及缓冲寄存器,核心部分 2.端口地址译码电路,设备选择,必不可少用户自行设计 3.供选电路:根据接口不同的任务和功能要求而添加的功能模块电路,设计者可根据需要加以选择长江大学地物学院

二.软件编程 1.初始化程序段 2.传送方式处理程序段不同的方式对应不同的程序段 3.主控程序段如数据采集的程序段,包括转换启动信号,查询转换结束信号,读数据和存数据等 4.程序终止与退出程序段完成收尾工作 5.辅助程序段如程序界面长江大学地物学院

1.4 接口电路的结构形式 • 固定式结构不可编程 • 半固定式结构:采用GAL或PAL器件,可进行一次编程 • 可编程结构,其工作方式和功能可通过编程改变,灵活,适应性强 • 智能型结构采用专用的智能处理机构成的接口长江大学地物学院

1.5 CPU与接口交换数据的方式 • 查询方式 CPU问外设是否“准备好”才可传送数据,等待时间长 • 中断方式外设数据准备好后向CPU发出信号,CPU暂停执行当前程序,处理I/O,之后返回被中断的程序继续执行 • 直接存储器存取(DMA)方式无需经过CPU的中转,外设与内存直接进行数据传送长江大学地物学院

1.6 接口技术的发展趋势 • 早期的外设少且简单,可由CPU直接控制和管理 • 出现简单的接口电路,又出现独立的接口和设备控制器 • 目前单片机采用单个接口芯片 • 超大规模的外围接口芯片长江大学地物学院

本章思考题 • 什么是接口,为什么设立接口. • 接口有那些功能 • 接口电路的硬件一般由哪几种形式 • 接口电路的结构形式有哪几种长江大学地物学院

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