第九章 输入输出方法及常用的接口电路
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第九章复习思考题1. 计算机系统中为什么要设置输入输出接口输入/输出接口电路是CPU与外设进行数据传输的桥梁。
外设输入给CPU的数据,首先由外设传递到输入接口电路,再由CPU从接口获取;而CPU输出到外设的数据,先由CPU 输出到接口电路,然后与接口相接的外设获得数据。
CPU与外设之间的信息交换,实际上是与I/O接口电路之间的信息交换。
2. 简述输入输出接口的作用。
I/O接口电路的作用主要体现在以下几个方面:(1)实现单片机与外设之间的速度匹配;(2)实现输出数据锁存;(3)实现输入数据三态缓冲;(4)实现数据格式转换。
3. 在计算机系统中,CPU与输入输出接口之间传输数据的控制方式有哪几种各有什么特点在计算机系统中,CPU与I/O接口之间传输数据有3种控制方式:无条件方式,条件方式,中断方式,直接存储器存取方式。
在无条件方式下,只要CPU执行输入/输出指令,I/O接口就已经为数据交换做好了准备,也就是在输入数据时,外设传输的数据已经传送至输入接口,数据已经在输入接口端准备好;输出数据时,外设已经把上一次输出的数据取走,输出接口已经准备好接收新的数据。
条件控制方式也称为查询方式。
CPU进行数据传输时,先读接口的状态信息,根据状态信息判断接口是否准备好,如果没有准备就绪,CPU将继续查询接口状态,直到其准备好后才进行数据传输。
在中断控制方式下,当接口准备好数据传输时向CPU提出中断请求,如果满足中断响应条件,CPU则响应,这时CPU才暂时停止执行正在执行的程序,转去执行中断处理程序进行数据传输。
传输完数据后,返回原来的程序继续执行。
直接存储器存取方式即DMA方式,它由硬件完成数据交换,不需要CPU的介入,由DMA 控制器控制,使数据在存储器与外设之间直接传送。
4. 采用74LS273和74LS244为8051单片机扩展8路输入和8路输出接口,设外设8个按钮开关和8个LED,每个按钮控制1个LED,设计接口电路并编制检测控制程序。
输入输出接口技术第一节接口技术的基本概念一、接口的概念和功能二、接口电路的典型结构三、接口功能第二节I/O端口的编址和译码一、I/O端口的编址方式二、输入/输出指令三、I/O端口的译码第三节CPU与外设间的数据传送方式一、无条件传送方式二、条件传送方式三、中断传送方式四、DMA传送方式一、接口的概念和功能1 接口:指CPU与存储器和外设之间通过总线进行连接的电路部分,是CPU与外界进行信息交换的中转站。
为什么要在CPU与外设之间设置接口电路?其一,CPU与外设两者的信号线不兼容,在信号线功能定义、逻辑定义和时序关系上都不一致;其二,两者的工作速度不兼容,CPU速度高,外设速度低; 其三,若不通过接口,而由CPU直接对外设的操作实施控制,就会使CPU处于穷于应付与外设打交道之中,大大降低CPU的效率;其四,若外部设备直接由CPU控制,也会使外设的硬件结构依赖于CPU,对外设本身的发展不利。
因此,有必要设置接口电路,以便协调CPU与外设两者的工作,提高CPU的效率,并有利于外设按自身的规律发展。
2 接口技术:是研究CPU如何与外部世界进行最佳耦合与匹配,实现双方高效、可靠地交换信息的一门技术,是软件、硬件结合的体现,是微机应用的关键。
微机接口技术综合性很强,所涉及的知识面很宽,包括微机原理、汇编语言(或高级语言)程序设计、电子技术、自控原理以及通信技术等多门课程的基础理论和专业知识。
3.接口技术在微机应用中的作用微机应用系统的研究和微机化产品的开发,从硬件角度来讲,就是接口电路的研究和开发,接口技术已成为直接影响微机系统的功能和微机推广应用的关键。
微机的应用是随着外部设备的不断更新和接口技术的发展而深入到各个领域的。
1从编程角度看,接口内部主要包括一个或多个CPU可以进行读/写操作的寄存器,又称为I/O端口。
2各I/O端口由端口地址区分。
3按存放信息的不同,I/O端口可分为三种类型数据端口:用于存放CPU与外设间传送的数据信息状态端口:用于暂存外设的状态信息控制端口:用于存放CPU对外设或接口的控制信息,控制外设或接口的工作方式。