接口技术 输入输出接口概述
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计算机控制系统的接口技术接口有通用和专用之分,外部信息的不同,所采纳的接口方式也不同,一般可分为如下几种:人机通道及接口技术一般包括:键盘接口技术、显示接口技术、打印接口技术、软磁盘接口技术等。
检测通道及接口技术一般包括:A/D转换接口技术,V/F转换接口技术等。
掌握通道及接口技术一般包括:F/V转换接口技术,D/A转换接口技术,光电隔离接口技术,开关接口技术等。
系统间通道及接口技术一般包括:公用RAM区接口技术,串行口技术等。
一、并行输入/输出接口并行接口传输的是数字量和开关量。
输入/输出(I/O) 接口有二种寻址方式:存储器寻址方式和输入输出口寻址方式。
1.无条件传送2.查询式传送3.中断式传送4.8255A可编程并行接口芯片(1) 8255A内部结构1) 数据总线驱动器图1 8255A内部结构图2) 并行I/O端口3) 读/写掌握规律4) A组和B组掌握(2)8255A工作方式8255A有3种工作方式,端口A可以工作在方式0、方式1和方式2,端口B只能工作在方式0和方式1。
1)方式0:基本输入/输出方式。
2)方式1:选通输入/输出方式。
3)方式2:双向选通输入/输出方式。
(3)8255A编程8255A的编程是通过对掌握端输入掌握字的方式实现的。
二、数/模(D/A) 转换接口D/A转换器是指将数字量转换成模拟量的电路,它由权电阻网络、参考电压、电子开关等组成。
图2 DAC0832原理图三、模/数(A/D)转换接口A/D转换器是将模拟电压转换成数字量的器件,它的实现方法有多种,常用的有逐次靠近法、双积分法。
图3 ADC0809结构框图应用案例:基于51单片机的车用数字仪表设计与实现此案例是一种以MCS 51单片机为主控器,以ADC0809为核心,以气压、油压、温度、霍尔元件等传感器为主要外围元件的车用数字仪表(VDI)的设计框图。
应用此方案,能使汽车仪表系统具有显示直观、精确,使用便利牢靠等优点,代表了车用仪表的最新进展趋势。
单片机中的输入输出接口技术讲解单片机(Microcontroller Unit,简称MCU)作为一种集成了微处理器核心、内存、输入输出接口和外部设备接口的集成电路,广泛应用于各种嵌入式系统中。
其中,输入输出接口技术是单片机的核心组成部分之一,它能够实现单片机与外部设备的高效通信和数据交换。
本文将就单片机中的输入输出接口技术进行详细讲解。
一、基本概念输入输出接口(Input/Output Interface,简称I/O Interface)是单片机与外设之间传输数据、信号的桥梁。
它负责转换单片机内部的电信号与外部设备的电信号之间的逻辑和电平转换。
在单片机应用中,常见的外部设备包括按键、LED灯、LCD显示屏、步进电机等。
二、数字输入输出接口1. 数字输入接口数字输入接口主要通过端口的工作方式与外设通信,常见的数字输入接口有通用并行接口(General Purpose Parallel Interface,简称GPIO)和外部中断(External Interrupt)。
GPIO是单片机中最常见的通用输入输出接口,它具有多种工作模式,可以通过软件控制单片机与外设之间的数据传输。
GPIO的主要功能是将单片机的高低电平与外部设备的高低电平进行转换。
通过控制GPIO的输入输出状态,可以实现与外设之间的数据交换和通信。
外部中断是一种特殊的输入接口,它能够实现对外部事件的高效响应。
当外部事件触发时,单片机会立即跳转到相应的中断服务程序进行处理。
外部中断常用于读取按键输入、检测传感器状态等场合。
2. 数字输出接口数字输出接口是单片机将数据传输出给外部设备的接口。
常见的数字输出接口有通用并行接口(GPIO)、定时器(Timer)和比较器(Comparator)。
GPIO作为通用输入输出接口,在数字输出方面同样起到重要作用。
通过控制GPIO的输出状态,单片机可以向外设发送数据、控制外设的开关状态等。
定时器是一种重要的数字输出接口。
第七章输入/输出接口第一节I/O接口概述第二节I/O接口的数据传输方式第一节I/O接口概述一、I/O接口的概念1. I/O设备输入输出设备简称I/O设备:原始数据和各种现场采集到的信息,都要通过输入设备送给计算机;键盘、卡片输入机和模/数转换器。
计算结果或各种控制信号需要输出到各种输出设备,以便显示、打印和实现各种控制动作。
常用的输出设备有CRT、打印机、数/模转换器等。
为什么I/O设备一般不能直接和系统总线相连?¾存取速度不匹配;¾时序不匹配;¾信息格式不匹配;¾信号电平不匹配;结论:必须在计算机和I/O设备间插一个称之为接口的电路进行协调,使双方连接起来。
二、接口的功能1.作为微型机与外设传递数据的缓冲站输出数据锁存——输出要锁存输入数据缓冲隔离——输入要三态2. 信息格式转换9电平转换9正负逻辑的转换9串并格式9模数转换3. 正确寻址与微机交换数据的外设4. 提供微型机与外设间交换数据所需的控制逻辑和状态信号输出设备4总线上的数据变化快,如何使慢速设备有足够的时间处理数据?四、端口编址方式端口对于接口而言,就像存储器中的一个字(字节)单元,可被微处理机访问; 每个端口必有一个端口地址;端口地址分配与存储器地址分配的关系?I/O端口的编址方式存储器映象方式(统一I/O方式)独立I/O方式(隔离I/O方式)IN AL, 21HOUT 43H, AL3.8086的I/O编址方式z可以独立编址,也可统一编址;z独立编址时:z存储器空间为1MB,用A0~A19寻址,指令为MOV;z I/O空间为64kB,用A0~A15寻址,指令为IN/OUT;z统一编址时:z存储器和I/O共同占用1MB空间,用A0~A19寻址;z读写指令统一为MOV。
4.IBM-PC的I/O编址方式z采用独立编址;z存储器:9空间为1MB9用A0~A19寻址9指令为MOV;z I/O:9空间为1kB9用A0~A9寻址9指令为IN/OUT;五I/O端口地址译码无论访问I/O端口采用哪一种编址方式,都将占用一个相应的地址,该地址一般由译码电路产生,译码电路的输入来自地址总线和控制总线,译码产生的地址是CPU与I/O接口交换信息的必要桥梁。
第七章 输入输出接口7.1 I/O 接口的概述一、 概述:I/O 接口电路:是计算机与外设之间传输信息的部件,每个外设部件都要通过相应的接口与系统总路线相连,实现与CPU之间的数据交换。
接口技术:专门研究CPU 和外设之间的数据传输方式、接口电路的工作原理和使用方法等。
常见外设:键盘、鼠标、显示器、打印机、绘图仪、调制解调器、软/硬盘驱动器、模/数转换器、数/模转换器等。
这些设备挂接在总路线的各种接口电路与微处理器相连。
接口电路按功能可分两类一类:是微处理器工作所需要的辅助/控制电路,通过这些辅助/控制电路,使微处理器得到所需要的时钟信号或接收外部的多个中断请求等。
二类:是输入/输出接口电路,利用这些接口电路,微处理器可接收外部设备送来的信息或将信息发送给外部设备。
为什么需要I/O 接口(电路)?⏹ 微机的外部设备多种多样⏹ 工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作速度方面彼此差别很大⏹ 它们不能与CPU 直接相连⏹ 必须经过中间电路再与系统相连⏹ 这部分电路被称为I/O 接口电路1、I/O 接口是位于系统与外设间、用来协助完成数据传送和控制任务的逻辑电路2、PC 机系统板的可编程接口芯片、I/O 总线槽的电路板(适配器)都是接口电路二、 输入/输出信息CPU 与I/O 设备之间传输的信息可分为:数据信息状态信息和控制信息三类。
C P U 接口 电路 I /O 设备1、数据信息:交换的基本信息是数据,分三类(1)数字量:用二进制形式表述的数据、图形、文字等信息并以并行的8位或16位进行传送。
(2)模拟量:连续变化的物理量,如温度(通过传感器先变成电压或电流,放大,再模数转换,送计算机。
(3)开关量:表示成两个状态,开/关、通/断,只要用一位二进制数表示。
2、状态信息:由外设发送给CPU用来协调CPU和外设之间的操作,反映外设当前所处的工作状态。
输入设备用READY发CPU,表示输入数据是否就绪输出设备用 BUSY 发CPU,表示输出设备是否处于空闲状态。