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1、【本章内容】本章将主要讨论I/O接口和系统中数据传送机制，内容包括：I/O接口的概念、功能、分类和组成；CPU与外设之间的数据传送方式：无条件传送方式、查询传送方式、中断传送方式、直接存储器存取（DMA）方式、I/O处理机方式；I/O端口的编址方式；简单I/O接口电路；以及常用数/模（D/A）和模/数（A/D）转换电路。 【本章重点难点】重点掌握I/O接口和系统中数据传送机制与方式、简单I/O接口芯片的应用以及常用数/模（D/A）和模/数（A/D）转换电路。,第6章 常用IO接口电路,6.1.1 接口的功能,输入/输出功能 数据缓冲/锁存功能 应答功能 数据转换功能 设备选择和寻址功能 可编程
2、功能 中断管理功能 复位功能 错误检测功能 电平信号转换功能,6.1.2接口的分类 6.1.3接口的组成,（1）数据输入/输出寄存器 （2）状态寄存器 （3）控制寄存器,6.1.4微机与I/O设备的信息交换方式,1无条件传送方式 （1）无条件输入,2查询传送方式,3中断传送方式,4直接存储器存取（DMA）方式 直接存储器存取（DMA，Direct Memory Access）方式，即外设在专用的接口电路DMA控制器的控制下直接和存储器进行数据传送的方式。采用DMA方式所传送的数据，无须CPU干涉，而是在存储器和高速外设之间直接进行交换。 DMA方式的主要优点是：速度快。由于DMA方式传送数据，
3、数据源或目的地址的修改，传送结束信号和控制信号的发送等都由DMA控制器硬件完成，节省了大量CPU的时间，大大提高了传送速度。DMA方式主要适用于需要大批量、高速度数据传送的场合。 DMA方式的主要缺点是：硬件电路比较复杂。,6.2 常用I/O接口电路,6.2.1接口的寻址 1.端口,2.I/O端口的寻址方式 （1）统一编址方式 简化了指令系统的设计，在为处理器指令集中不必包含I/O操作指令。 访问I/O设备的指令类型多、功能强，能用访问存储器的指令对I/O设备进行方便、灵活的操作。 I/O地址空间可大可小，能根据实际系统上的外设数目来调整。 其缺点是： 外设占用了内存单元，使内存容量减少。 存
4、储器操作指令通常要比I/O指令的字节多，故加长了I/O操作的时间。,（2）独立编址方式 可读性好，输入/输出指令和访问存储器的指令有明显的区别，使程序清晰。 I/O指令长度短，执行速度快。 不占用存储器空间，因而不会减少存储器容量。 其缺点是： I/O指令较少，访问端口的手段远不如访问存储器的手段丰富，导致程序设计的灵活性较差。 需要存储器和I/O两套控制逻辑，增加了控制逻辑的复杂性。 统一编址方式和独立编址方式各有利弊，一般要根据所用的CPU类型来确定I/O寻址方式。对于8086CPU系统，习惯上采用独立编址方式。,3.I/O端口地址的译码 I/O端口的地址译码方式是多种多样的，综合起来主要
5、可分为两种： 一是用门电路进行译码。用门电路进行译码是采用各种门电路，如与门、非门、或门等电路的组合来实现。门电路译码法比较简单，译码输出的端口地址单一，适合与要求扩展地址比较少的情况。 二是用专门的译码器进行译码。,6.2.2 常用并行I/O接口电路,1. 并行I/O接口的基本概念 2. 常用简单接口芯片 (1) 缓冲器接口芯片 单向缓冲器74LS244 双向缓冲器74LS245 （2）锁存器接口芯片 锁存器74LS273 锁存器74LS374,图6-15 74LS374作为输入/输出接口,6.2.3 常用数/模和模/数转换电路,1.数/模（D/A）转换器 （1）D/A转换原理 ( 2 )D
6、/A转换器的性能参数 分辨率 转换精度 影响精度的原因有失调误差、增益误差、线性误差和微分线性误差等。 建立时间 温度系数,（3）DAC0832简介及应用 DAC0832的内部结构与引脚功能,DAC0832的工作方式 一是单缓冲方式。单缓冲方式是控制输入寄存器和DAC寄存器同时接收数据，或者只用输入寄存器，而把DAC寄存器接成直通方式。此方式适用于只有一路模拟量或几路模拟量非同步输出的情形。 二是双缓冲方式。双缓冲方式是先使输入寄存器接收数据，再控制输入寄存器的输出数据到DAC寄存器，即分两次锁存输入数据。此方式适用于多个D/A转换同步输出的情形。 三是直通方式。直通方式是数据不经两级锁存器锁
7、存，即、和均接地，ILE接高电平。此方式适用于连续反馈控制线路，不过在使用时，必须通过另加I/O接口与CPU连接，以匹配CPU与D/A的转换。 单极性和双极性电压输出,2.模/数（A/D）转换器 （1）A/D转换过程 （2）A/D转换器的工作原理 A/D转换器的种类很多，但从原理上通常分为以下四种：计数器式A/D转换器，双积分式A/D转换器，逐次逼近式A/D转换器，并行A/D转换器。 （3）A/D转换器的性能参数 分辨率（位数）：分辨率是指A/D转换器可转换成数字量的最小模拟电压值，它标志着A/D转换器对输入电压微小变化的响应能力。 转换时间：转换时间是指从输入转换启动信号开始到转换结束所需要的时间。 量程：量程是指ADC所能够转换的模拟量输入电压范围。 绝对精度：是指在ADC输出端获得给定的数字输出时，所需要的实际模拟量输入值与理论模拟量输入值之差值。 相对精度：是指ADC进行满刻度校准以后，任意数字输出所对应的实际模拟输入值（中间值）与理论模拟输入值（中间值）之差。,（3）ADC0809）ADC0809简介及应用 ADC0809的内部结构与引脚功能,ADC0809的工作过程,ADC0809的应用实例,
