计算机和外设之间的数据传输

计算机和外设之间的数据传输本章学习要点 ● 输入输出接口技术的概念和功能 ● I／O端口的编址方式 ● 输入输出控制方式 ● 可编程控制器8237A的应用6—1 本章

计算机和外设之间的数据传输 本章学习要点 ●输入输出接口技术的概念和功能 ●I／O端口的编址方式 ●输入输出控制方式 ●可编程控制器8237A的应用 6—1 本章知识重点 6．1．1 输入输出接口技术的基本概念 1．输入输出接口的概念 输入输出接口简称I／O接口，它是指CPU和存储器、外部设备或者两种外部设备之间， 或者两种机器之间通过系统总线进行连接的逻辑部件(或称电路)，它是CPU与外界进行信息 交换的中转站。 2．输入输出接口的功能 (1)数据缓冲功能：CPU和外设速度不匹配的问题可以通过在接口电路中设置数据缓冲 来解决，数据缓冲经常使用锁存器和缓冲器，并配以适当的联络信号来实现这种功能。 (2)信号转换功能：外部设备大都是复杂的机电设备，其信号电平大多是TTL电平或 CMOS电平，需要用接口电路来完成信号的电平转换。 (3)对外设的控制和检测功能：接口电路接受CPU送来的命令或控制信号、定时信号， 实施对外设的控制与管理，外设的工作状态和应答信号也通过接口及时返回给CPU，以握手 联络信号来保证主机和外部输入输出操作的同步。 (4)设备选择功能：系统中一般带有多种外设，同一种外设也可能由多台，而CPU在同 一时间里只能与一台外设交换信息，这就要借助于接口的地址译码以选定外设。只有被选定 的外部设备才能与CPU进行数据交换。 (5)中断或DMA管理功能：为了满足实时|生和主机与外设并行工作的要求需要采用中断 传送的方式，为了提高传送的速率有时又采用DMA传送方式，这就要求接口有产生中断请求 和DMA请求的能力以及管理中断和DMA的能力。 (6)可编程功能：现在的接口芯片大多数都是可编程的，这样在不改变硬件的情况下， 只需修改程序就可以改变接口的工作方式，大大增加了接口的灵活性和可扩充性，使接口向 智能化方向发展。 3．CPU与I／O接口之间传递的信息类型 ， CPU与I／O设备之间要传送的信息，通常包括数据信息、状态信息和控制信息。 (1)数据信息：是CPU与外设交换的基本信息，有数字量、模拟量和开关量等。 (2)状态信息：反映外设当前所处的工作状态，以便CPU对外设进行监视。 (3)控制信息：是CPU通过接口发给外设的，用来控制外设的工作。 在微型计算机中，状态信息、控制信息实际上也是一种数据信息，即状态信息为一种输 入数据，而控制信息则为一种输出数据，均通过数据总线传送。CPU送往外设的数据或者外 设送往CPU的数据先进入接口的数据缓冲器；从外设送往CPU的状态信息放在接口的状态寄 存器中；而CPU送往外设的控制信息则送到接口的控制寄存器中。 4．I／0端口的编址方式 (1)统一编址 这种编址方式是把每一个端口视为一个存储器单元，并赋予相应的存储器地址，CPU访 问端口就如同访问存储器，只是地址不同而已，所有访问内存的指令都适用于I／O端口。 由于端口地址被映像到存储空间作为存储空间的一部分，因此这种编址方法又称为“存储器