1、2020/8/24,長(zhǎng)江大學(xué)地物學(xué)院,1,第一章 概述,退出,2020/8/24,長(zhǎng)江大學(xué)地物學(xué)院,2,1.1 微機(jī)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(hào)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;,2020/8/24,長(zhǎng)江大學(xué)地物學(xué)院,3,什么是“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(chǔ)器 I/O設(shè)備 控制設(shè)備 測(cè)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:,2020/8/24,長(zhǎng)江大學(xué)地

2、物學(xué)院,4,微機(jī)系統(tǒng)各類接口框圖,2020/8/24,長(zhǎng)江大學(xué)地物學(xué)院,5,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(shí)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),2020/8/24,長(zhǎng)江大學(xué)地物學(xué)院,6,接口技術(shù)在微機(jī)中的應(yīng)用,CPU孤掌難鳴 微機(jī)強(qiáng)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(jī)系統(tǒng)的功能和推廣應(yīng)用,2020/8/24,長(zhǎng)江大學(xué)地物學(xué)院,7,1.2 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(duì)外部設(shè)備進(jìn)行控制 返回外設(shè)

3、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(hào)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,2020/8/24,長(zhǎng)江大學(xué)地物學(xué)院,8,1.3 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(jì) 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(jì)者可根據(jù)需要加以選擇,2020/8/24,長(zhǎng)江大學(xué)地物學(xué)院,9,二.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(duì)應(yīng)不同的程序段

4、 3.主控程序段 如數(shù)據(jù)采集的程序段,包括轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào),查詢轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào),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,2020/8/24,長(zhǎng)江大學(xué)地物學(xué)院,10,1.4 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(qiáng) 智能型結(jié)構(gòu) 采用專用的智能處理機(jī)構(gòu)成的接口,2020/8/24,長(zhǎng)江大學(xué)地物學(xué)院,11,1.5 CPU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(shí)間長(zhǎng) 中斷方式 外設(shè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后向CPU發(fā)出信號(hào),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(chǔ)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,2020/8/24,長(zhǎng)江大學(xué)地物學(xué)院,12,1.6 接口技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),早期的外設(shè)少且簡(jiǎn)單,可由CPU直接控制和管理 出現(xiàn)簡(jiǎn)單的接口電路,又出現(xiàn)獨(dú)立的接口和設(shè)備控制器 目前單片機(jī)采用單個(gè)接口芯片 超大規(guī)模的外圍接口芯片,2020/8/24,長(zhǎng)江大學(xué)地物學(xué)院,13,本章思考題,什么是接口,為