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1、7/21/20241http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术微机接口技术与应用第一章Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望7/21/20242http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术微机 原理 及 接口 技术课程课程介绍介绍典型机型：典型机型：IBM PCIBM PC系列机系列机基本系统：基本系统：8088CPU8088CPU和半导体存储器和半导体存储
2、器I/OI/O接口电路及与外设的连接接口电路及与外设的连接硬件接口电路原理硬件接口电路原理软件接口编程方法软件接口编程方法7/21/20243http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术课程性质:专业技术基础课1、硬件系列课程之一计算机组成原理微机原理及接口技术计算机体系结构2、指定选修课以技术为主面向应用软硬件相结合课程课程特点特点7/21/20244http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术先修课程1、数字逻辑提供硬件基础2、计算机组成原理确立计算机部件功能掌握计算机工作原
3、理4、汇编语言程序设计建立必备软件基础掌握指令系统、程序格式先修先修课程课程7/21/20245http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术学习方法很重要复习并掌握先修课的有关内容课堂：听讲与理解、适当笔记课后：认真读书、完成作业实验：充分准备、勇于实践总成绩考试成绩 实验成绩平时成绩学习学习要求要求7/21/20246http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术第一章第一章 概述概述本章内容本章内容1.1 微机接口与接口技术1.2 接口的功能1.3 接口的组成1.4 接口电路的
4、结构形式1.5 CPU与接口交换数据的方式1.6 分析与设计接口电路的基本方法1.7 接口技术的发展趋势7/21/20247http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术1.11.1、 微机接口与接口技术微机接口与接口技术 接口就是微处理器CPU与“外部世界”的连接电路连接电路，是CPU与外界进行信息交换的中转站中转站。 通常微型计算机的硬件系统由中央处理器（CPU或MPU）、存储器、I/O（输入/输出）设备及其接口电路组成，它们通过系统总线相连，如图所示。1、接口、接口1 1）微机系统的组成结构）微机系统的组成结构中央处理器CPU内存储
5、器I/O接口I/O接口I/O设备I/O设备微机系统结构示意图数据总线（DB）地址总线（AB）控制总线（CB）2）接口的概念）接口的概念本章首页本章首页本章首页本章首页7/21/20248http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术 信号不兼容（功能定义、逻辑定义、时序关系） 速度不兼容 为了提高CPU的效率 为了利于外设自身的发展3 3）为什么要在）为什么要在CPUCPU与外设之间设置接口与外设之间设置接口2、接口技术、接口技术 软件与硬件相结合3、接口技术在微机应用中的作用、接口技术在微机应用中的作用本章首页本章首页本章首页本章首页1
6、. 2、 接口电路的功能7/21/20249http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术1.2 1.2 接口的功能接口的功能1.执行执行CPUCPU命令的功能命令的功能2.CPU对外设的控制通过接口电路完成命令口2.返回外设状态的功能返回外设状态的功能3.正常工作状态、故障状态状态口3.数据缓冲功能数据缓冲功能4.输入/输出缓冲；三态特性数据口4.设备选择功能设备选择功能5.地址代码 I/O设备选择信号端口地址译码电路5.信号转换功能信号转换功能信号的功能定义、逻辑关系、电平高低、工作时序6.数据宽度与数据格式转换功能数据宽度与数据格式
7、转换功能串行通信：串 并转换、串行数据格式化基本功能本章首页本章首页本章首页本章首页7/21/202410http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术1.3 1.3 接口的组成接口的组成1.硬件电路硬件电路2.1）基本逻辑电路）基本逻辑电路（在接口芯片中）3.命令寄存器、状态寄存器、数据寄存器核心4.2）端口地址译码电路）端口地址译码电路（独立于接口芯片）（独立于接口芯片）5.3）供选电路）供选电路6.数据传送方式数据传送方式PICPIC或或DMACDMAC；7.速率控制、发声速率控制、发声T/CT/C；8.数据宽度转换数据宽度转换移位
8、寄存器移位寄存器本章首页本章首页本章首页本章首页1.31.3、 接口的组接口的组成成7/21/202411http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术2.软件编程软件编程3.1）初始化程序段）初始化程序段4.可编程接口芯片初始化5.2）传送方式处理程序段）传送方式处理程序段6.查询检测状态7.中断向量修改、允许/屏蔽、中断结束8.DMA通道开放/屏蔽9.3）主控程序段）主控程序段10.4）程序终止与退出程序段）程序终止与退出程序段11.对系统硬件进行保护12.5）辅助程序段）辅助程序段13.人机对话、菜单设计相互渗透本章首页本章首页本章
9、首页本章首页7/21/202412http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术1.4 1.4 、接口电路的结构形、接口电路的结构形式式1.固定式结构固定式结构不可编程2.半固定式结构半固定式结构用GAL器件设计3.可编程结构可编程结构大规模集成芯片本书重点4.智能型结构智能型结构I/O处理器、通用单片微机本章首页本章首页本章首页本章首页7/21/202413http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术1.5 1.5 、CPUCPU与接口交换数据的方式与接口交换数据的方式1.查询方
10、式查询方式CPU反复地、主动地查询外设的状态特点：特点：无额外的硬件开销，但CPU工作效率低应用：应用：CPU不太忙、传送速度不高无条件方式是查询方式的特例读状态输入/输出准备好？N NY Y查询方式传送一个数据查询方式传送一个数据2.中断方式中断方式3.外设主动向CPU提出中断申请； 4.CPU与外设并行工作5.5.特点：特点：增加了硬件开销，提高了CPU工作效率6.6.应用：应用：CPU较忙、尤其是实时控制及紧急事件处理3.直接存储器存取方式（直接存储器存取方式（DMADMA方式）方式）M与I/O、I/O与I/O间直接快速传送快速性原因：硬件取代软件；提供直接通路特点：特点：电路结构复杂，
11、硬件开销大应用：应用：高速外设进行大量数据传送本章首页本章首页本章首页本章首页7/21/202414http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术1.6 1.6 、分析与设计接口电路的基本方、分析与设计接口电路的基本方法法1.两侧分析法两侧分析法CPUCPU一侧：一侧：CPU的类型；DB和AB的宽度；CB的逻辑定义；时序特点外设一侧：外设一侧：外部特性（引脚的功能定义和逻辑定义）、工作过程2.硬软件结合法硬软件结合法1）硬件设计方法）硬件设计方法合理选用外围接口芯片有针对性地设计附加电路逻辑关系与电平转换、时序配合、驱动能力2）软件设计方
12、法）软件设计方法用汇编语言（或高级语言）直接对低层硬件编程了解硬件电路工作原理用DOS系统功能调用和BIOS调用编程标准输入/输出设备本章首页本章首页本章首页本章首页7/21/202415http:/ 湖北师范学院计算机科学与技术学院湖北师范学院计算机科学与技术学院微机接口技术微机接口技术1.7 1.7 、接口技术的发展趋、接口技术的发展趋势势本章要点本章要点接口的概念接口的概念微机系统的组成结构微机系统的组成结构为什么要在为什么要在CPUCPU与外设之间设置接口与外设之间设置接口理解接口实现的主要功能理解接口实现的主要功能CPUCPU与接口交换数据的方式、各方式的特点及应用与接口交换数据的方式、各方式的特点及应用场合场合发展过程：发展过程：固定式简单接口、可编程复杂接口、功能强大的智能接口发展趋势：发展趋势：智能化、标准化、多功能化、高集成度化本章首页本章首页本章首页本章首页
