计算机输入输出系统与接口技术
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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。
《计算机组成原理》教案一、教学目标1. 了解计算机硬件系统的组成及功能2. 掌握数据的表示和运算方法3. 理解存储器的层次结构和工作原理4. 掌握中央处理器(CPU)的工作原理和性能指标5. 了解计算机的输入输出系统及其接口技术二、教学内容1. 计算机硬件系统计算机的组成输入输出设备存储器中央处理器(CPU)2. 数据的表示和运算数制转换计算机中的数据类型算术运算逻辑运算3. 存储器层次结构随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)硬盘存储器虚拟存储器4. 中央处理器(CPU)CPU的组成和结构指令集和指令系统指令执行过程CPU性能指标5. 输入输出系统输入输出设备I/O接口技术中断和直接内存访问(DMA)总线和接口三、教学方法1. 采用讲授法,讲解基本概念、原理和方法。
2. 结合实例分析,让学生更好地理解计算机组成原理。
3. 使用实验和实训,培养学生的实际操作能力。
4. 开展课堂讨论和小组合作,提高学生的分析和解决问题的能力。
四、教学资源1. 教材:《计算机组成原理》2. 课件:PowerPoint或其他教学软件3. 实验设备:计算机、内存条、硬盘等4. 网络资源:相关在线教程、视频、论文等五、教学评价1. 平时成绩:课堂表现、作业、实验报告等(30%)2. 期中考试:测试计算机组成原理的基本概念、原理和方法(30%)3. 期末考试:综合测试计算机组成原理的知识点和实际应用(40%)六、教学安排1. 课时:共计48课时,每课时45分钟。
第一章:8课时第二章:6课时第三章:10课时第四章:10课时第五章:4课时第六章:6课时第七章:6课时第八章:4课时第九章:4课时第十章:4课时2. 教学方式:讲授、实验、课堂讨论、小组合作等。
七、教学重点与难点1. 教学重点:计算机硬件系统的组成及功能数据的表示和运算方法存储器的层次结构和工作原理中央处理器(CPU)的工作原理和性能指标输入输出系统及其接口技术2. 教学难点:存储器的工作原理中央处理器(CPU)的指令执行过程输入输出系统的接口技术八、教学进度计划1. 第一周:计算机硬件系统概述2. 第二周:数据的表示和运算3. 第三周:存储器层次结构4. 第四周:中央处理器(CPU)5. 第五周:输入输出系统6. 第六周:综合练习与实验九、教学实践活动1. 实验:实验一:计算机硬件组成认识实验二:数据表示与运算实验三:存储器测试实验四:CPU性能测试实验五:输入输出系统实验2. 课堂讨论:讨论话题:计算机硬件技术的未来发展讨论形式:小组合作、课堂分享1. 课程结束后,对教学效果进行自我评估和反思。
第9章 输入输出和接口技术一、选择题1.I/O设备与CPU之间交换信息,其状态信息是通过( )总线传送给CPU的。
A.地址B.数据C.控制D.三者均可【答案】B【解析】数据总线是CPU用来传送数据信息的信号线(双向、三态)。
数据总线是双向三态总线,即数据既可以从CPU送到其他部件,也可以从其他部件传送给CPU,数据总线的位数和处理器的位数相对应。
2.在I/O接口的各种寄存器中,( )必须具有三态输出功能。
A.控制寄存器B.状态寄存器C.数据缓冲寄存器D.地址寄存器【答案】C【解析】I/O端口的功能有:对输入输出数据进行缓冲、隔离和锁存;对信号的形式和数据的格式进行变换;对I/O端口进行寻址;与CPU和I/O设备进行联络。
因此,数据缓冲寄存器必须具有三态输出功能。
3.I/O接口电路通常具有( )3个端口。
A.数据输入、数据输出、命令端口B.数据输入、数据输出、状态端口C.数据端口、命令端口、状态端口D.数据端口、控制端口、命令端口【答案】C【解析】考查I/O接口电路的基本概念。
4.在存储器映像I/O编址方式中,I/O端口( )。
A.可与存储器同时使用同一地址B.可与存储器分时使用同一地址C.与存储器使用两个独立的地址空间D.与存储器共用统一的地址空间【答案】D【解析】在存储器映像I/O编址方式中,I/O端口与存储器共用统一的地址空间。
5.(多选)有关存储器映像I/O方式错误描述的是( )。
A.又称为I/O独立方式B.I/O端口地址空间独立于存储器地址空间C.增加地址译码的复杂性D.I/O指令类型较少【答案】ABC【解析】I/O接口不是独立方式,I/O端口地址空间不独立于存储器地址空间,没有增加地址译码的复杂性。
二、填空题1.典型的接口通常具有如下5种功能:______,______,______,______,______。
【答案】地址译码;数据缓冲;信息转换;提供命令译码和状态信息;定时和控制。
微型计算机原理与接口技术学习简答题汇总输入/输出系统与8254简答与填空一、简答题1.什么是接口?答:接口是CPU与外设之间的连接部件,是外设与CPU之间进行信息交换之间的中转站。
2.为什么要在CPU与外设之间设置接口?答:(1)CPU与外设信号不兼容;(2)CPU与外设速度不匹配;(3)提高CPU的工作效率。
3.微型计算机的接口一般具有哪些功能?答:(1)执行CPU命令;(2)返回外设状态;(3)数据缓冲;(4)设备寻址;(5)信号转换;(6)数据宽度与数据格式转换。
4.什么是端口?端口有几类?答:端口是接口电路中能与CPU进行信息交换的一组寄存器。
端口有三类:数据端口,控制端口,状态端口。
5.I/O端口中有哪两种编址方式?各有什么特点?PC机中采用的是哪种编址方式?答:(1)端口与存储器统一编址,特点:占用内存,但是指令简单(2)端口独立编址,特点:不占用内存,但是需要专门的访问指令。
PC机采用的是独立编址方式。
6.微型计算机系统和外设交换信息的方式有哪几种?各有什么特点?答:(1)无条件传送方式:之间使用IN或OUT指令完成CPU与外设之间的数据传送。
输入时,只需要保证外设把数据准备好,输出时,只需要保证外设空闲,因此,无法保证传送是否成功。
(2)查询方式:CPU输出数据前,要查询输出设备是否空闲,CPU输入数据前,要查询输入数据是否准备好。
只有确认设备具备输入或输出条件,才能用IN或OUT指令完成CPU 与外设之间的数据传送。
(3)中断方式:外设向CPU发出中断请求,CPU响应中断请求,暂停正在运行的程序,转入中断服务程序,完成数据传送;等中断服务程序结束后,将自动返回原来的断点继续执行。
(4)DMA(直接存储器存取方式):用硬件实现外设与内存之间的数据交换,不通过CPU。
7.8254的各个通道CLK、GATE信号各自有什么作用?答:CLK是计数时钟输入端,GATE是门控信号输入端。
当GATE=1时,每一个CLK信号的下降沿使8254内部减1,计数器减1。
计算机原理与接口技术
计算机原理与接口技术是一门涵盖了计算机硬件、软件和通信技术等多个方面知识的学科。
它主要研究计算机系统的基本原理以及计算机与外部设备之间的接口技术。
计算机原理包括计算机的基本工作原理、指令集体系结构、计算机组织结构、存储器层次结构、中央处理器、输入输出系统等内容。
接口技术则主要研究计算机与外部设备、网络等之间的通信接口和协议。
计算机原理与接口技术的学习与应用对于理解和掌握计算机系统的运行与设计原理以及与外部设备的连接和通信方式具有重要意义。
它不仅为计算机科学与技术相关专业的学生提供了必备的知识基础,也为计算机应用领域的技术人员提供了必备的专业知识。
在计算机原理方面,学习者需要了解计算机的基本工作原理,即计算机如何接收输入数据,如何进行运算处理,以及如何输出结果。
此外,了解指令集体系结构可以帮助学习者理解不同类型计算机的指令系统是如何设计和实现的,以及如何进行编程开发。
在计算机组织结构方面,学习者需要了解计算机是如何组织和连接各个硬件部件的,包括中央处理器、内存、存储器层次结构、输入输出系统等。
在接口技术方面,学习者需要了解计算机与外部设备的连接和通信方式。
这包括串行接口、并行接口、USB接口、网络接
口等。
了解各种接口的工作原理和通信协议,可以帮助学习者
实现计算机与外部设备之间的数据交换和通信。
总之,计算机原理与接口技术是计算机科学与技术领域中非常重要的一门学科,它涉及到计算机系统的基本原理和与外部设备的接口技术。
通过学习和应用这门学科,我们可以更好地理解和掌握计算机系统的运行和设计原理,以及计算机与外部设备之间的连接和通信方式。
计算机组成与接口四级
计算机组成与接口技术是计算机科学与技术专业的一门核心课程,通常分为四级。
计算机组成部分包括中央处理器(CPU)、内存、输入设备、输出设备和存储设备等。
中央处理器是计算机的核心,负责执行指令和处理数据;内存用于存储程序和数据;输入设备用于将数据和指令输入计算机;输出设备用于将计算机处理的结果输出;存储设备用于长期存储数据和程序。
接口技术是指计算机系统中各个组成部分之间的连接和通信方式。
它包括硬件接口和软件接口。
硬件接口包括各种外部设备与计算机之间的接口,如 USB、以太网、串口等;软件接口包括操作系统、应用程序和设备驱动程序之间的接口。
在计算机组成与接口技术四级中,学生将深入学习计算机的各个组成部分的工作原理、性能评估和设计方法,以及各种接口技术的原理和应用。
他们将学习如何选择和配置适当的硬件组件,以满足特定的应用需求,并了解如何开发和实现高效的接口软件。
通过学习计算机组成与接口技术四级,学生将获得深入了解计算机系统内部工作原理的能力,为他们在计算机科学与技术领域的进一步发展打下坚实的基础。
单片微型计算机原理与接口技术单片微型计算机(Single-Chip Microcomputer,简称SCM)是一种将中央处理器(CPU)、存储器、输入输出(I/O)接口和定时器等功能模块集成在一块芯片上的计算机系统。
它在体积小、功耗低、成本低的同时,具备强大的计算和控制能力,被广泛应用于各行各业。
本文将介绍单片微型计算机的原理和接口技术。
一、单片微型计算机的原理单片微型计算机由CPU、存储器和I/O接口等主要组成部分构成。
在单片微型计算机的原理中,CPU负责执行指令和数据处理,存储器用于存储程序和数据,I/O接口则实现计算机与外部设备之间的数据交互。
1. CPUCPU是单片微型计算机的核心部分,它包含运算器、控制器和寄存器等组件。
运算器负责进行算术和逻辑运算,控制器则协调和控制各个组件的工作,寄存器用于临时存储数据和指令。
2. 存储器存储器是单片微型计算机用来存储程序和数据的地方,主要包括随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
RAM具有读写功能,用于存储程序和运行时数据;ROM则用于存储只读数据和程序。
3. I/O接口I/O接口是单片微型计算机与外部设备进行数据交互的通道,常见的接口有串行口、并行口、键盘接口和显示接口等。
通过I/O接口,单片微型计算机能够与各类外设进行数据的输入和输出操作。
二、接口技术单片微型计算机的接口技术是实现计算机与外部设备之间数据交换的重要手段,合理选择和设计接口技术可以提高数据传输效率和系统稳定性。
1. 串行口串行口是一种将数据以比特流的形式进行传输的接口技术。
它适用于数据传输速率较低、线路成本较高、距离较远的场景。
串行口的特点是简单、稳定,适用于与单片微型计算机之间的数据通信。
2. 并行口并行口是一种将数据同时以多位的形式进行传输的接口技术。
它适用于高速数据传输,但在线路布局和噪声干扰等方面有一定的要求。
并行口常用于打印机、显示器等外设与单片微型计算机之间的数据传输。