第1章微机接口技术概述

第1章第1章概述学习目标：◆掌握微型计算机接口的定义及功能。了解接口的类型；◆了解微型计算机接口技术的现状及发展趋势。第1章概述本章目录：1.1微机接口基本概念1.2接口的功能和特点1.3接口技术的现状及发展趋势习题与思考题1.1微机接口基本概念1.1.1接口的定义1.1.2专门研究接口的原因1.1.3接口的分类1.1.1接口的定义微型计算机接口中央处理器（CPU）与外围设备连接的中间部件（电路），是CPU与外界进行信息交换的电子系统。微机接口技术是采用软件与硬件相结合的方法，研究CPU如何与外围设备进行最佳耦合与匹配，以实现两者高效、可靠地交换信息的一门技术。1.1.2专门研究接口的原因在CPU与外设之间需要设置一种部件装置，使CPU和外设协调工作，有效地完成CPU与外界的信息交换，这种起界面（Interface）作用的部件装置称为输入/输出接口电路。1.1.3接口的分类数字接口与模拟接口模拟量，即在任何两个值之间总可以找出其中间值的这种量。数字量，即指以二进制形式表示的信息。串行接口与并行接口高速接口与低速接口固定逻辑电路接口与可编程接口同步接口与异步接口1.2接口的功能和特点1.2.1数据锁存、缓冲与驱动功能1.2.2信号转换功能1.2.3接收、执行CPU命令的功能1.2.4设备选择功能1.2.5中断管理功能1.2.6可编程功能1.2.1数据锁存、缓冲与驱动功能数据寄存器或锁存器解决高速CPU和低速外设之间的矛盾，适应双方的读写时间需要，避免丢失数据。缓冲器数据缓冲；驱动能力1.2.2信号转换功能通常遇到的信号变换包括：•信号电平转换•模/数和数/模转换•串/并和并/串转换•数据宽度变换•信号的逻辑关系•时序上的配合所要求的变换等1.2.3接收、执行CPU命令的功能接受CPU发往外设的的各种命令；对命令代码进行识别解释，形成控制信号；送外设（被控对象），产生相应的具体操作。1.2.4设备选择功能接口的地址译码电路对外设进行寻址：高位地址用于芯片（电路）的选择，低位地址用于接口芯片（电路）内部寄存器或锁存器的选择。1.2.5中断管理功能接口中设置中断控制逻辑完成向CPU提出中断请求，进行中断优先级排队，接收中断响应信号以及向CPU提供中断向量等有关中断事务工作。1.2.6可编程功能可编程接口芯片可在不改变硬件的条件下，只改变驱动程序就可改变接口的工作方式和功能，以适应不同的用途。增强了接口的通用性、灵活性和可扩充性。1.3接口技术的现状及发展趋势最初，没有设置独立的接口部件，对外设控制与管理均由CPU直接承担。早期的接口是在CPU和外设之间设置简单的逻辑电路，后来逐步发展成为独立的接口电路，甚至是设备控制器。目前的接口几乎都是中、大规模集成芯片，并且是可编程的，还具有较好的通用性，以实现实时、多任务、并行操作。发展趋势是采用大规模和超大规模集成电路，并向智能化、技术化、系列化和一体化方向发展。另外，随着多媒体技术的出现，相应的接口器件也会不断涌现。习题与思考题1.简述微型计算机接口的概念及接口的功能？2.简述在CPU与外设之间设置接口的必要性。3.简述智能接口技术主要的研究内容。