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接口技术

接口技术. 运算器 ( 算术逻辑运算单元 ALU). 微处理器 (CPU). 控制器 ( 控制单元 CU). 寄存器阵列 (RA). 微型计算机. RAM, ROM, EPROM. 内存储器. EEPROM, Cash 等. 输入输出 (I/O) 接口电路. 微型计算机系统的组成. 键盘、鼠标等输入设备. 硬件. 外部设备. 显示器、打印机等输出设备. 软驱、硬盘及磁带等外存储器. 外围设备. A/D,D/A 转换器. 微型机系统. 过程控制 I/O 通道. 开关量等. 系统软件. 软件. 用户（应用）软件. 第一章 概述.

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  1. 接口技术

  2. 运算器(算术逻辑运算单元ALU) 微处理器(CPU) 控制器(控制单元CU) 寄存器阵列(RA) 微型计算机 RAM, ROM, EPROM 内存储器 EEPROM, Cash等 输入输出(I/O)接口电路 微型计算机系统的组成 键盘、鼠标等输入设备 硬件 外部设备 显示器、打印机等输出设备 软驱、硬盘及磁带等外存储器 外围设备 A/D,D/A转换器 微型机系统 过程控制I/O通道 开关量等 系统软件 软件 用户（应用）软件

  3. 第一章 概述 1.1 微机接口与接口技术 1.2 接口功能 1.3 接口的组成 1.4 接口电路的结构形式 1.5 CPU与接口交换数据的方法

  4. 1.1 微机接口与接口技术 微机接口:微处理器CPU与外部世界的连接电 路 微机接口技术:采用软硬件方法,以实现微处理 器和外部世界最佳连接和信息交换的一门技 术

  5. 1.2 接口功能 • 采用微机接口必要性 • 微机接口功能

  6. 采用微机接口必要性 通过微机接口可解决如下问题 • 速度不匹配 • 信号电平不匹配 • 信号格式不匹配 • 时序不匹配

  7. 微机接口的功能 • 执行CPU命令的功能 • 返回外设状态的功能 • 数据缓冲功能 • 信号转换功能（逻辑关系、时序、电平匹配） • 设备选择功能 • 数据宽度与数据格式转换的功能

  8. 1.3 接口的组成 • 硬件 基本的逻辑电路：命令寄存器、状态寄存器、数据 缓冲寄存器 端口地址译码电路：用GAL芯片或普通IC逻辑芯片组成，实现设备的选择功能 供选电路：根据接口要实现的功能而添加的功能模块，供用户选择 • 涉及数据传输方式需考虑查询、中断和DMA控制三种功能的选择 • 涉及到速度、发声等控制要考虑定时/计数器的选用 • 涉及到数传宽度的转换时要考虑移位寄存器的选用

  9. 软件 初始化程序段 发送方式命令字、初始化命令字，来设置外设的工作方式和初始化外设的状态 传送方式处理程序段 程序控制：主要是查询方式。查外设的状态，通过访问接 口电路的状 态口寄存器实现（程序流程） 中断方式：设置中断向量、中断源屏蔽/开放、中断优先级 设置、开放CPU或外设的中断、关中断、保护现场、恢复现 场等处理 DMA方式：DMA通道的选择，开放或屏蔽，初始化DAM 芯片，数据 传送方式的设置,如：单个传送、成组传送、成 块传送、DMA校验

  10. 主控程序段 用于完成接口的任务，不同的接口处理不一样。 • 程序终止与退出程序段 • 辅助程序段 人机对话，菜单设计等

  11. 1.4 接口电路的结构形式 • 固定式 固定式结构采用SSI或MSI的IC逻辑芯片要求 组合而成 缓冲器74LS244和74LS245，锁存器74LS373， 8282 适用于接口比较简单场合

  12. 半固定式结构 采用GAL或PAL器件作为接口电路 特点：逻辑表达式可编程，可改写，可加密

  13. 可编程结构 属通用接口芯片，但其工作、功能可编程， 使用非常灵活。

  14. 智能型结构 指I/O处理器或通用单片机构成智能接口 特点：片内带有微处理器

  15. 1.5 CPU与接口交换数据的方式 • 程序控制方式 • 中断方式 • DMA方式

  16. 程序控制方式 程序控制传送方式是指CPU与外设之间数据 传送是在程序控制下完成程序控制传送 分成无条件传送和条件传送

  17. 无条件传送（同步传送）：适用于外设操作简单无条件传送（同步传送）：适用于外设操作简单 外设的定时是固定或已知的场合 +5V D0 D1 1Y1 1Y2 1A1 1A2 74LS244 D7 2Y4 2A4 1G 2G M/IO CS RD

  18. 74LS273 D0 D1 1D 2D 1Q 2Q D7 8D 8Q CLK M/IO CS WR

  19. 条件传送（查询方式） • 通过执行一条输入指令，读取外设的当前状态 • 根据状态判别 • 适用于CPU不太忙,且传送速度不高的场合 未准备好，重复测试 准备好，进行I/O传送

  20. 中断方式 中断方式是指：当外设准备就绪,向CPU提出 中断申请，CPU终止原中断服务程序，为外 设服务，服务完毕，继续原程序运行

  21. 中断方式特点： 能使任意速度的外设和CPU进行数据传送 中断方式优点： CPU和外设能同时工作，提高了CPU效率

  22. DMA方式 DMA（直接存储器传送方式） 由DMAC（DMA控制器）接管CPU的总线 直接完成存储器和外设数据传送 DMA是一种不需要CPU干预，不需要软件 介入的高速数据传送

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