第9章扩展输入输出
第9章 PLC的模拟量输入与输出
绪论EXIT
9.1 欧姆龙PLC模拟量模块
一、CJ系列PLC模拟量输入模块及应用
• 模拟量输入模块的功能是将输入PLC的外 部模拟量转换为PLC所需的数字量
• 模拟量输入模块有2路、4路、8路等规格 • 当执行读模拟量指令时，指定输入通路中
• 本系统使用了1个16点输入 模块，1个16点输出模块和 1个8路模拟量输入模块
绪论EXIT
数据区参数的配置
CJ1W-AD081-V1对应CIO区通道分配
通道号
位号
I/O
(字号) 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
输出（从 CPU到模
块）
输入（从 模块到 CPU）
n
n+1 n+2 n+3 n+4 n+5 n+6 n+7 n+8
n+9
未用
峰值保持功能（0：未用； 1：使用）
87654321
第1路输入经A/D转换后的数字量（二进制数）
第2路输入经A/D转换后的数字量（二进制数）
第3路输入经A/D转换后的数字量（二进制数）
第4路输入经A/D转换后的数字量（二进制数）
• 上电之前必须设置 好单元号
• 单元号与CIO区、 DM区通道有对应 关系
绪论EXIT
单元号与CIO区、DM区通道的对应关系
开关设置 单元号 CIO起始通道号n CIO区通道范围 DM起始通道号m
DM区通道范围
00
0#
01
1#
02
JAVA第9章 输入输出课件
9.2.5 小文件的读写
• Files类提供了从一个较小的二进制文件和文 本文件读取和写入的方法。readAllBytes() 方法和readAllLines()方法分别是从二进制 文件和文本文件读取。这些方法可以自动打 开和关闭流，但不能处理大文件。
9.2.5 小文件的读写
• public static byte[] readAllBytes(Path path)：从指定的二进制文件中读取所有字 节。
9.2 Files类操作
• java.nio.类是一个功能非常强大的类。 • 该类定义了大量的静态方法用来读、写和
操纵文件和目录。Files类主要操作Path对 象。
9.2.1 创建和删除目录和文件
• public static Path createDirectory(Path dir, <?>…attrs)
= ();
1. 类
• Path getPath(String first, String …more) • String getSeparator() • Iterable<Path> getRootDirectores() • boolean isOpen() • boolean isReadOnly()
• static Path setOwner(Path path, UserPrincipal) ：设置指定文件的所有者。
9.2.2 文件属性操作
• 下面程序演示了Files类几个方法的使用。 • 程序9.1
R u n
9.2.3 文件和目录的复制与移动
• 使用Files类的copy()方法可以复制文件和 目录，使用move()方法可以移动目录和文 件。copy()方法的一般格式为： public static Path copy( Path source, Path target, CopyOption…options)
io 扩展原理
io 扩展原理
IO 扩展原理指的是输入和输出的扩展方式。
在计算机系统中，IO（Input/Output）是指计算机与外部设备之间进行数据交换
的过程。
常见的外部设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机、硬盘等。
在计算机系统中，IO 扩展可以通过多种方式实现，包括硬件
扩展和软件扩展。
硬件扩展是指通过添加新的硬件设备来实现IO的扩展。
例如，可以通过添加USB接口来连接更多的外部设备。
硬件扩展需
要硬件工程师进行设计和实现，并且需要有相应的硬件接口和驱动程序。
软件扩展是指通过编程和软件设计来实现IO的扩展。
软件扩
展可以通过编写驱动程序或者操作系统的接口来实现。
例如，可以通过编写设备驱动程序来支持新的外部设备。
IO 扩展的实现需要考虑多个因素，包括设备的兼容性、性能、稳定性等。
为了保证IO扩展的稳定性，通常需要进行严格的
测试和验证。
总结来说，IO扩展原理是通过硬件或者软件的方式来增加计
算机与外部设备之间的数据交换能力，以满足用户对IO需求
的扩展。
电子技术4第9章基本门电路
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第 9 章 基本门电路
9.2.2 常用基本逻辑门电路及其符号
1.与门
与门的逻辑关系为 F=ABC
与门符号如图
特点：见0出0，全1才出1。
（a）为新国家标准 （GB312.12）符号；
（b）以前国内常用符号 （SJ1223-77标准）；
3. 光电耦合器4N25的接口电路
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第 9 章 基本门电路
9.4 集成电路使用中的实际问题
主要要求:
了解各类集成电路的主要参数 掌握集成电路的主要特性
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2020/2/16
第 9 章 基本门电路
2. 晶体管的动态特性
tOff=ts+tf tOn=td+tr
三极管从饱和到截止和从截 止到饱和都需要时间。
三极管从截止到饱和的时间 为开通时间，用ton表示；
从饱和到截止时间为关断时 间，用toff表示。
动态过程如图9.1.7
三极管的开通时间和关断时 间一般在纳秒（ns）数量级, 通常toff〉ton，ts〉tf
3）三态门的应用：
有4个设备A，B，C，D共用一条数据线，任意时刻，只要其中一个设备的控 制信号为1，其他的控制信号为0（低电平控制的三态门，此时可使其他设备与 总线间呈高阻态），则该设备的输出送入总线。
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第 9 章 基本门电路
利用三态门也可实现双向信息的传输控制，如图所示：
它有两个控制端， EIN/EOUT 当EIN=1且EOUT=0时， 信号由B1→ B2 ； 当EIN=0且EOUT=1时， 信号由B2→ B1 ； 当EIN=0且EOUT=0时， B2 和 B1间为高阻。 EIN与EOUT不能同时为1。
第9章 输入输出系统-计算机组成原理(第4版)-蒋本珊-清华大学出版社
第9章 输入输出系统
本章学习内容 • 9.1 主机与外设的连接 • 9.2 程序查询方式及其接口 • 9.3 中断系统和程序中断方式 • 9.4 DMA方式及其接口 • 9.5 通道控制方式
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第9章 输入输出系统
本章学习要求
• 了解：接口的基本组成，接口和端口概念 • 了解：程序查询方式的特点和工作流程 • 理解：程序中断的基本概念，程序中断与调用
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第9章 输入输出系统
1.端口地址编址方式（续） ⑵统一编址
子程序的区别 • 掌握：CPU响应中断的条件和中断隐指令概念 • 理解：中断的各个过程 • 了解：DMA方式的特点和DMA接口的组成 • 理解：DMA传送方法和DMA传送过程。 • 了解：通道控制方式和通道控制的类型 • 了解：总线控制
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第9章 输入输出系统
9.1 主机与外设的连接
现代计算机系统中外部设备的种类繁 多，各类外部设备不仅结构和工作原理不 同，而且与主机的连接方式也是复杂多变 的。
有的端口只能写或只能读，有的端口既可 以读又可以写。例如：对状态端口只能读， 可将外设的状态标志送到CPU中去；对命 令端口只能写，可将CPU的各种控制命令 发送给外设。为了节省硬件，在有的接口 电路中，状态信息和控制信息可以共用一 个寄存器（端口），称之为设备的控制/ 状态寄存器。
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第9章 输入输出系统
通常，一个接口中包含有数据端口、 命令端口和状态端口。存放数据信息的寄 存器称为数据端口，存放控制命令的寄存 器称为命令端口，存放状态信息的寄存器 称为状态端口。CPU通过输入指令可以从 有关端口中读取信息，通过输出指令可以 把信息写入有关端口。
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第9章 输入输出系统
2.接口的基本组成（续） CPU 对 不 同 端 口 的 操 作 有 所 不 同 ，
第9章 基本放大电路
- 43 -第9章 基本放大电路放大是模拟电路最重要的一种功能。
本章所要介绍的基本放大电路几乎是所有模拟集成电路的基本单元。
工程上的各类放大电路都是由若干基本放大电路组合而成的，其中第一级称为输入级，最后一级称为输出级，其余各级为中间级。
9.1 放大电路的工作原理放大电路或称为放大器，其作用是把微弱的电信号、电压、电流、功率放大到所需要的量级，而且输出信号的功率要比输入信号的功率大，输出信号的波形要与输入信号的波形相同。
现以晶体管共射极接法的电路为例来说明放大电路的工作原理。
输入信号按波形不同可分为直流信号与交流信号两种。
由于正弦信号是一种基本信号，在对电路进行性能分析与测试时，常以它作为输入信号。
因此，也以正弦信号作为输入信号来说明放大电路的工作原理。
在输入端与输出端分别接有电容C 1、C 2，它们起着传递信号，隔离直流的作用，电容C 1、C 2称为输入和输出耦合电容或隔直电容。
由于耦合作用要求电容的容抗值很小，一般为几微法至几百微法，因而需要采用有极性的电解电容器。
输入端未加输入信号时，放大电路的工作状态称为静态。
这时U CC 提供了直流偏置电流。
由于电容的隔直作用，输入端和输出端不会有电压与电流。
可见，静态时，除了输入端与输出端外，晶体管各极电压与电流都是直流，其波形如图9-1各波形中的虚线所示。
输入端加上输入信号时，放大电路的工作状态称为动态。
交流输入信号u i 通过C 1耦合到晶体管的发射结两端，使发射结电压u BE 以静态值U BE 为基准上下波动，但方向不变，即u BE 始终大于零，发射结保持正向偏置，晶体管始终处于放大状态。
这时的发射结电压u BE ＝U BE ＋u be 。
忽略C 1上的交流电压降，则u be ＝u i 。
发射结电压的变化会引起各极电流的相应变化，而且它们都会有一个静态直流分量和一个交流信号分量，其波形如图9-1所示。
i C 的变化引起R C i C 的相应变化。
微型计算机原理及应用第9章输入输出和接口技术
CLK & IOW PS
gf e dcba
COM
35
3.2 数据输入三态缓冲器
外设输入的数据和状态信号，通过数据输入三态缓冲 器经数据总线传送给微处理器。 74LS244三态总线驱动器
74LS244可以用作无条 件传送的输入接口电路。
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3.2 数据输入三态缓冲器
8
1.2 接口控制原理
（2）串行数据传送
串行数据传送是将构成字符的每个二进制数据位， 按一定的顺序逐位进行传送的方式。 串行数据传送主要用于远程终端或经过公共电话 网的计算机之间的通信。 远距离数据传送采用串行方式比较经济，但串行 数据传送比并行数据传送控制复杂。
9
1.2 接口控制原理
异步串行通信协议规定字符数据的传送格式：
微型计算机原理及应用
1
输入输出和接口技术
1 2 3
接口的基本概念 I/O指令和I/O地址译码 简单的I/O接口
2
输入输出(I/O)是指微型计算机与外界的信息交换， 即通信(communication)。微型计算机与外界的通信， 是通过输入输出设备进行的，通常一种I/O设备与微 型机连接，就需要一个连接电路，我们称之为I/O接 口。 接口是用于控制微机系统与外设或外设与系统设 备之间的数据交换和通信的硬件电路。接口设计涉及 到两个基本问题，一是中央处理器如何寻址外部设备， 实现多个设备的识别；二是中央处理器如何与外设连 接，进行数据、状态和控制信号的交换。 3
状态设臵和存储电路主要由一组数据寄存器构成， 中央处理器和外设就是根据状态寄存器的内容进行 协调动作的。 数据存储和缓冲电路也是一组寄存器，用于暂存 中央处理器和外设之间传送的数据，以完成速度匹配 工作。 7
单片机原理及接口技术课后习题第9章 答案
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。
第9章 输入输出格式设计
［， 〈表达式3〉］］［VALID 〈条件1〉］ ［ERROR 〈 2〉］［WHEN 〈条件2〉］
3. READ命令的常用格式 命令格式: READ ［ ACTIVATE〈 条 件 1〉 ］
［DEACTIVATE〈条件 2〉］
［VALID〈条件 3〉］［WHEN〈条件 4〉］ ACTIVATE: 一执行READ命令， 首先要判断〈条 件 1〉。 若为 .T.， 则执行READ； 若为 .F., 不执行。 〈条件 1〉一般由用户自定义函数组成。
第9章 输入输出格式设计
9.1 用@命令建立屏幕格式文件 9.2 打印机输出格式设计命令
9.3 标签输出
9.1 用@命令建立屏幕格式文件
9.1.1设计屏幕输入格式
@命令和READ命令配套, 可设计出各种屏幕输入 格式。 例 根据表 9 — 1, 设计一个屏幕输入格式, 来修改 “职工.DBF”库文件内容。
FORMAT或SET FORMAT TO&&无任选项
9.1.3 屏幕格式设计命令的常用格式 1. 屏幕输出格式设计命令的常用格式 命令格式: @ 〈行, 列〉SAY〈表达式〉 ［ PICTURE〈短语〉］［ FUNCTION〈功能符〉］
PICTURE 选择项 : PICTURE 选项为用户提供了格
9.1.4 屏幕格式设计命令的补充说明 1. @命令连用 几个@命令连用时, 后面@命令规定的坐标可以在 前面。
2. CLEAR GETS命令
命令格式: CLEAR GETS 功能: 在某CLEAR GETS命令后的READ命令, 不去 编辑在此CLEAR GETS命令前的 @命令给出的变量值。
3. 利用屏幕格式设计命令清除部分屏幕 (1) @ 〈行, 列〉。 执行该命令后, 把在规定行上, 从 规定列开始的内容全部清除。 (2) @ 〈行, 0〉。 该命令将清除规定行上的全部内容。
[java入门学习]第 9 章 Java输入输出操作
![[java入门学习]第 9 章 Java输入输出操作](https://img.taocdn.com/s3/m/606d182c7375a417866f8f58.png)
第九章 Java输入输出操作9.1 Java 输入输出流所有的程序语言都提及与本机文件系统交互的方式；Java也不例外。
我们将看看Java 是怎样处理标准文件输入输出的(包括stdin,stout,stderr)。
当你在网络上开发小程序时，你必须注意直接文件输入输出是不安全因素的关键。
大多数用户设置他们的浏览器，可让你自由的访问他们的文件系统，但有的不让你访问。
当然，如果你开发你内部的应用程序，你也许需要直接访问文件。
标准输入输出Unix的用户，或其他基于命令行系统的用户(如DOS)，都知道标准输入输出的含义。
标准输入文件是键盘，标准输出文件是你的终端屏幕。
标准错误输出文件也指向屏幕，如果有必要，它也可以指向另一个文件以便和正常输出区分。
系统类Java通过系统类达到访问标准输入输出的功能。
上面提到的三个文件在这个系统类中实现：Stdin System.in作为InputStream类的一个实例来实现stdin，你可以使用read()和skip(long n)两个成员函数。
read()让你从输入中读一个字节，skip(long n)让你在输入中跳过n个字节。
Stout System.out作为PrintStream来实现stdout，你可以使用print()和println()两个成员函数。
这两个函数支持Java的任意基本类型作为参数。
Stderr System.err同stdout一样实现stderr。
象System.out一样，你可以访问PrintStream 成员函数。
9.2 标准输入输出例子import java.io.* class myCat{public void main(String args[]) throws IOException{int b;int count = 0;while ((b = System.in.read()) != -1){count++;System.out.print((char)b);}System.out.println(); //blank line System.err.println("counted"+count+"total bytes.");}}9.3 普通输入输出类除了基本的键盘输入和屏幕输出外，我们还需要联系文件的输入输出。
第九章输入输出处理
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2. 字节流——OutputStream
write(int b)
将一个整数输出到流中（只输出低位字节，抽象）
write(byte b[])
将字节数组中的数据输出到流中
write(byte b[], int off, int len)
将数组b中从off指定的位置开始，长度为len的数据 输出到流中
本讲内容
1、I/O概述 2、I/O字节流 3、I/O字符流 4、随机访问文件
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1. I/O概述
大部分程序都需要输入/输出处理，比如从键盘读取数 据、向屏幕中输出数据、从文件中读或者向文件中写 数据、在一个网络连接上进行读写操作等。 在Java中，把这些不同类型的输入、输出抽象为流 （Stream），而其中输入或输出的数据则称为数据流 （Data Stream），用统一的接口来表示，从而使程序 设计简单明了。
ObjectInputStream PipedInputStream SequenceInputStream StringBufferInputStream
OutputStream
ByteArrayOutputStream FileOutputStream FilterOutputStream
FilterInputStream(InputStream in); FilterOutputStream(OutputStream out);
这两个类是抽象类，构造方法也是保护方法。
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2. 字节流——过滤流：缓冲流
类BufferedInputStream和BufferedOutputStream实现 了带缓冲的过滤流，它提供了缓冲机制，把任意的I/O 流“捆绑”到缓冲流上，可以提高读写效率。 在初始化时，除了要指定所连接的I/O流之外，还可以 指定缓冲区的大小。缺省大小的缓冲区适合于通常的 情形；最优的缓冲区大小常依赖于主机操作系统、可 使用的内存空间以及机器的配置等；一般缓冲区的大 小为内存页或磁盘块等地整数倍，如8912字节或更小。
8155扩展输入输出
（4）读/写控制逻辑电路 接收AT89S51单片机发来的控制信号 R D 、W R 、 RESET、地址信号A1、A0等，然后根据控制信号的要求， 端口数据被AT89S51单片机读出，或者将AT89S51单片机 送来的数据写入端口。 各端口工作状态与控制信号的关系见表9-1。
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CRWSDR
通常PA口、PB口作为输入/输出口，PC口既可作为输 入/输出口，也可在软件控制下，分为两个4位的端口，作 为端口PA、PB选通方式操作时的状态控制信号。
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（2）A组和B组控制电路 是两组根据AT89S51写入的“命令字”控制82C55工作 方式的控制电路。A组控制PA口和PC口的上半部 （PC7～PC4）；B组控制PB口和PC口的下半部 （PC3～PC0），并可用“命令字”来对端口PC的每一 位实现按位置“1”或清“0”。 （3）数据总线缓冲器 数据总线缓冲器是一个三态双向8位缓冲器，作为 82C55与系统总线之间的接口，用来传送数据、指令、控 制命令以及外部状态信息。
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（2）81C55：可编程的IO/RAM扩展接口电路（2个8 位I/O口，1个6位I/O口，256RAM单元，1个14位的减法 计数器）。
都可以和AT89S51直接连接，接口逻辑简单。 9.2 AT89S51扩展I/O接口芯片82C55的设计 先介绍可编程并行I/O接口芯片82C55的应用特性，然 后介绍AT89S51与82C55的接口电路以及软件设计。 9.2.1 82C55芯片简介 Intel公司的可编程并行I/O接口芯片，3个8位并行I/O口， 3种工作方式，单片机与多种外设连接时的中间接口电路。 引脚及内部结构如图9-1和图9-2所示。
1
9.3 AT89S51扩展I/O接口芯片81C55的设计 9.3.1 81C55芯片介绍 9.3.2 81C55的工作方式 9.3.3 AT89S51单片机与81C55的接口设计及软件编程
计算机组成原理 第9章
9.1 I/O接口的类型及其功能
• I/O接口（Interface）是计算机主机（CPU）与外围设备 的连接部件，它是CPU与外围设备进行信息交换时所必需 的电路，主要用于解决不同设备与CPU之间的速度差异、 数据变换与缓冲等问题。 • 9.1.1 I/O接口的类型 按照数据传送的方式分：并行接口和串行接口 按数据传送的控制方式分：程序控制方式接口（包括无条 件传送方式、程序查询方式、程序中断方式）、直接存 储器存取(DMA)接口、通道方式接口和I/O处理机等 按通用性分类：通用接口和专用接口。 按输入/输出的信号分类：I/O接口可分为数字接口和模拟 接口两种。
9.3 程序中断方式
9.3.1 中断的基本概念 中断指CPU在正常运行程序时，由于内部／外部事件 或由程序的预先安排使CPU中断正在运行的程序，而 转到为内部／外部事件或为预先安排的事件服务的程 序中去。服务完毕，再返回去继续执行被暂时中断的 程序。内部／外部事件或为预先安排的事件往往比 CPU当前正在运行的程序更加紧迫。这种暂时停止当 前运行的程序而去执行其它紧迫任务的过程叫做中断。
9.1.2 I/O接口的功能
1．寻址 I/O 接口为每一个外围设备都分配一个地址码。以便 CPU 访问某个外围设备时能够根据给定的设备地址找到此 设备。 2．数据缓冲 3．预处理 4．控制功能
9.2 CPU与I/O接口之间的信息传送方式
外围设备的定时方式：CPU 与外围设备的定时，有三种 情况： • 速度极慢或简单的外围设备，如机械开关、显示二极 管等，CPU总是能足够快地作出响应。 • 慢速或中速的外围设备：这类设备的速度和CPU的速 度并不在一个数量级，或者由于设备（如键盘）本身 是在不规则时间间隔下操作的，因此，CPU与这类设 备之间的数据交换通常采用异步方式。 • 高速的外部设备：这类设备以相等的时间间隔操作， 而CPU也是以等间隔的速率执行输入/输出指令，因此， 这种方式叫做同步定时方式。一旦CPU和外设发生同 步，它们之间的数据交换便靠时钟脉冲控制来进行。
计算机组成原理9章：输入输出系统
三、直接存储器存取方式（DMA） 1、基本概念 DMA是一种完全由硬件实现的I/O信息交换方式。是在I/O设备与主存 之间建立一条直接传送数据的通路，并在有关硬件电路（ＤＭＡＣ）的 控制下进行数据交换，而不需CPU干预。 在正常工作时，所有工作周期都用于执行CPU的程序，当外设将要 传输的数据准备好后，占用总线一个工作周期和知己交换一个单位数据， 这个周期过后，CPU继续控制总线，执行原程序。如此重复，直至整个 数据块传送完毕。 ２、DMA的工作方式（访内冲突的处理） DMA技术的出现，使得外设可以通过DMA控制器直接访问内存，此 时，CPU可以继续执行原程序，CPU继续执行程序时要要访问内存， DMA传送时也要访问内存，这样就会出现访问内存冲突。如何处理？
3、DMA接口的组成及功能 （1）功能：指挥某台I/O设备完成操作；指出被传送信息在主存的首地址；指 出要传送的字节数。 （2）组成 ①IOCR：I/O控制寄存器，来自CPU的命令码，设备码，来自I/O设备的状态字。 ②IOAR：I/O地址寄存器，要交换信息在内存的首地址，自动加1 ③WC：字计数器，存放要成批交换的数据的个数，自动减1 ④IOIR：准备与内存交换的信息 ⑤BC：字节计数器，一次只能传送一个字节时用。 ⑥控制逻辑 以上各部分组成DMAC 4、DMA工作过程 （1）I/O指令→IOCR,命令码启动DMA，设备码选中所需设备 （2）DMA启动后，赋初值：内存首址→IOCR，交换字数→WC (字节→BC)， 有关状态及控制信息→DMA （3）被启动的设备准备就绪，向CPU发DMA请求，CPU响应，便交换数据。 （4）从I/O接口输入一数据（从内存输出一数据）到IOIR，IOARMAR， IOIR→MIR ,完成一个数据的传送，同时修改IOAR和WC（BC） （5）又一数据从I/O接口（从内存）→IOIR，重复（4），直到所有数据传送 完毕。
第9章：输入和输出流
9.1.2 流对象
1． 建立流对象
创建输入输出流对象的常用构造方法用２种，如：
FileInputStream (String name), 直接指定的文件名创建输入流 FileInputStream (File filename), 用文件对象创建输入流。
创建FileOutputStream类、FileReader类和FileWriter类的 流对象与FileInputStream完全类似。
（１） File (String s)，由 s 确定 File 对象的文件名。
（２） File (String directory , String s) s确定文件名。
9.1.2 流对象
Java 程序的输入和输出流称为流对象， 输入输出流由文件名 或 File 对象创建。
使用以上三个方法时，如果在读数据之前，已到达输入的末端位置，没有 读入一个字节数据，用返回-1 表示流在读之前已结束。
9.1.2 流对象
2． 输入流的常用方法
FileReader类包含下面用于读字符和字符数组的方法：
（1）int read(), 从输入流读取下一个字符。 返回的整数即该字符的 Unicode值。如果读前已到流的末尾，则返回-1。 （2）int read (char b[]), 从输入流读取长度为 b.length 的字符数据，写入 到字符数组 b，并返回实际所读取的字符数。 （3）int read (char b[], int off, int len)，从数据流中读取长度为 len 的字 符数据，写入到字符数组 b 中从下标 off 开始的数组元素中，并返回实际读 取的字符数。
BufferedWriter 类是提供缓冲式输出的类。
第9章 输入输出(IO)设备
• 另外，半导体集成电路的发展，使CPU和主存的造 价降低，而外部设备在硬件系统中价格的比重却在 增加。这个比例关系的变化，一方面反映了外部设 备品种增加，功能完善。另一方面也说明外设本身 的结构复杂，制造成本昂贵。 • 今后，外设的发展趋势，将继续朝着智能化、功能 复合化、高可靠性的方向发展。在发展大型高性能 设备的同时，又发展小型、普及价廉的设备。随着 计算机的研究进展，人类将最终通过“能听会说”， “能读会写”的外部设备，使智能计算机成为现实。
• 键盘是由一组排列成阵列形式的按键开关组成的， 每按下一个键，产生一个相应的字符代码(每个按 键的位置码)，然后将它转换成ASCII码或其他码， 送主机。目前常用的标准键盘有101个键，它除了 提供通常的ASCII字符以外，还有多个功能键(由软 件系统定义功能)、光标控制键(上、下、左、右移 动等)与编辑键(插入或消去字符)等。 • 用于信息交换的美国标准代码(American Standard Code for Information Interchange，简称ASCII)， 如表9.2所示。
• 采用应变规片的底盘，在操作杆四周附着4片应变 规片，当按杆时应变规片产生细微形变被检测，将 其转换成电压信号。然后将电压信号经模／数(A/D) 变换器转换成数字信号，再经专用IC转换成移动光 标信号。经上述一系列变换，就把按杆的压力信号 变成移动光标的信号，采用压敏电阻的底盘，压敏 电阻是把操作杆所受的压力转换成电压信号的关键 性器件。当操作人员用指尖按杆时，其下面设置的 4个压敏电阻受压，于是产生出电压信号。电压信 号仍要通过A/D和专用IC处理，最终转换成移动光 标的信号。
• 鼠标器(mouse)是一种手持式的坐标定位部件，由 于它拖着一根长线与接口相连，样子像老鼠，由此 得名。跟踪球(trackboll)是用手指或掌心推动的金 属球体，操作杆(joystick 也叫游戏棒)是能用于前 后左右移动的金属杆，它们读取坐标的方式与鼠标 器类似，都是得到相对位移量，用相对坐标定位。 • 1. 鼠标器 • 鼠标器以其快捷、准确、直观的屏幕定位和选择能 力而受欢迎，目前已成为微机必备的输入设备。
电子技术基础数字部分(第五版)(康华光)第9章说课讲解
输出与2的补码 NB成正比
9.1 D/A转换器
9.1.5 D/A转换器的主要技术指标
1. 分辨率 分辨率是D/A转换器对输入微小量敏感程度的表征。定义为D/A转换 器模拟输出电压能被分离的等级数。n位DAC有2n个模拟输出电压。
D/A转换器的位数越多，分辨率越高，实际应用中，往往用输入 数字量的位数表示D/A转换器的分辨率。 2、转换精度 转换精度：转换精度是指对给定的数字量，D/A转换器实际值与理论 值之间的最大偏差。 产生原因：由于D/A转换器中各元件参数值存在误差，如基准电压不 够稳定或运算放大器的零漂等各种因素的影响。 几种转换误差：比例系数误差、失调误差和非线性误差等。
i0
则：vO = – K NB
在电路中输入的每一个二进制数NB，均能得到与之成正比的模拟电 压vO输出。
9.1 D/A转换器
9.1.2 倒T形电阻网络D/A转换器
2. 集成D/A转换器
AD7533D/A转换器——10位CMOS电流开关型D/A转换器
AD7533使用说明： ①. 要外接运放。 ②. 运放的反馈电阻可使用内部电阻，也可采用外接电阻。
概述
温度控制实例
温度 变送器
A/D 转换器
数字 80H D/A
计算机
转换器
2.5V
染色锅
T℃
热电偶
电动阀 蒸汽
t
当D/A输出5V时，电动阀全部打开，蒸汽进量最大；当D/A输出0V时
，电动阀全部关闭，蒸汽进量为0；电动阀开度与控制电压成正比。
9.1 D/A转换器
9.1.1 D/A转换的基本原理
数 / 模( D/A )转换器：将数字量转换 为与之成正比模拟量的电路。
9.1 D/A转换器
第九章 输入输出设备
1.按功能分类，外部设备大致能够分为〔输进设备〕〔输出设备〕和〔输进输出兼用设备〕2.输进设备的作用是将〔外部信息〕以一定的数据格式送进〔系统内存〕答案：、3.输进设备和输出设备统称为〔外设〕，通常通过〔输进输出接口〕与主机相连接4.输进设备分为〔图形〕输进设备、〔图像〕输进设备、〔语音〕输进设备几类5.输出设备的作用是将〔计算机的处理结果〕提需求〔外界〕6.每一种外设根基上在它自己的〔设备操纵器〕操纵下工作，而〔、适配器〕因此是通过〔〕和〔〕相连接并受〔主机〕操纵7.常用的按键有〔机械触点〕式、薄膜式和〔电容〕式。
其中〔电容〕式键开关无触点，简单可靠，使用寿命长8.鼠标器要紧有〔机械〕式和〔光电〕式两种，后者需要特制的网格板与鼠标配合使用9.光笔能够与〔屏幕〕上光标配合画出或修改图形，是一种定位输进设备10.按显示器件分类，显示器有〔阴极射线管显示器〕〔CRT〕〔液晶显示器〕〔LCD〕和等离子显示器11.显示器的要紧性能指标是图像的〔分辨率〕和〔灰度级〕。
前者的值越高，显示的图像就越清晰12.液晶显示器的要紧工作电压〔低〕、功耗〔低〕、体积小、重量轻、常用作便携式设备的显示器13.字符显示器的操纵逻辑电路的功能包括〔显示操纵〕〔同步操纵〕〔消隐〕和〔光标操纵〕14.不同CRT显示标准所支持的最大〔分辨率〕和〔颜色〕数目是〔不同〕的.15.按所显示的信息内容分类，显示器能够分为〔字符〕显示器、〔图形〕显示器和〔图像〕显示器三类16.CRT显示器上构成图像的最小单元称为〔像素〕17.常用的打印设备有〔点阵式〕打印机、〔宽行〕打印机、〔激光〕打印机、〔彩色喷墨〕打印机，他们都属于〔硬拷贝〕输出设备18.按照工作原理，打印机可分为〔击打〕式和〔非击打〕式两类，激光打印机和喷墨打印机均属于后者19.关于单色显示器，要是每屏能够显示80列*25行=2000个字符，字符窗口为9*14点阵，字符为7*9点阵，因此VRAM中存放的〔2000个字符的ASCII码〕，容量为〔2000〕字节20.显示适配器作为CRT和CPU的接口，由〔刷新〕存储器、〔显示〕操纵器、〔ROMBIOS〕三局限组成。
第9章 串行总线接口技术PPT课件
Microwire总线及单总线(1-Wire BUS)。
串行扩展总线的应用是单片机目前发展的一种趋势。AT89系列
单片机利用自身的通用并行线可以模拟多种串行总线时序信号，
因此可以充分利用各种串行接口芯片资源。本章主要介绍I2C总线、
SPI总线及单总线(1-Wire BUS)的基本知识、常用的串行总线接
口器件及和单片机的接口应用。
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9.1 SPI串行总线接口技术
9.1.1 SPI串行总线简介
SPI接口的全称是“Serial Peripheral Interface”,意为串行外
围接口,是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。
SPI总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外
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图9-2 TLC5499的时序
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TLC549没有启动控制端，只要读走前一次数据后马上就进行 新的转换，转换完成后就进入保持状态，转换时间为36个系统时 钟周期，最大为17uS。没有转换完成标志信号，只要采用延时 操作即可控制每次读取数据的操作。
3．TLC549与单片机的接口
TLC549与单片机的连接如图9-3所示。采用P1.0～P1.2连接 TLC549的串行接口。
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第9章 串行总线接口技术
由于数据的串行传输连线少，因而采用串行总线扩展技术可以
使系统的硬件设计简化，系统的体积减小，同时，系统的更改和
扩充更为容易。
目前，单片机应用系统中常用的串行扩展总线有：I2C(Inter
IC BUS)总线、SPI(Serial Peripheral Interface)总线、
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2．输出数据锁存 与外设比，单片机的工作速度快，数据在数据总线上保 留的时间十分短暂，无法满足慢速外设的数据接收。所以 在扩展的I/O接口电路中应有输出数据锁存器，以保证输 出数据能为慢速的接收设备所接收。
3．输入数据三态缓冲 数据总线上可能“挂”有多个数据源，为使传送数据时 不发生冲突，只允许当前时刻正在接收数据的I/O接口使 用数据总线，其余的I/O接口应处于隔离状态，为此要求 I/O接口电路能为数据输入提供三态缓冲功能。
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9.1 I/O接口扩展概述 扩展I/O接口与扩展存储器一样，都属于系统扩展的内 容。扩展的I/O接口应该具有哪些功能？ 9.1.1 扩展的I/O接口功能 扩展的I/O接口电路主要应满足以下功能要求。 1．实现和不同外设的速度匹配 大多数外设的速度很慢，无法和µs量级的单片机速度 相比。单片机在与外设间进行数据传送时，只有在确认外 设已为数据传送做好准备的前提下才能进行数据传送。外 设是否准备好，就需要I/O接口电路与外设之间传送状态 信息，以实现单片机与外设之间的速度匹配。
第 5 章 单片机系统的扩展
图5.10 用74LS373扩展8位并行输入口的电路图
在图中只要保证P2.4为“0”，其他地址位或“0”或“1”即可。 如地址用EFFFH（无效位全为“1”），或用0000H （无效位全为“0”）都可。
第 5 章 单片机系统的扩展
输入程序段：
ORG
0003H
LJMP
INT0_SER
典型芯片有74LS373、74LS377、74LS244、74LS245 等，下面分别以最常用的74LS373、74LS244为例来介绍I/O 口的扩展。
第 5 章 单片机系统的扩展
1．用74LS373扩展8位并行输入口 系统设计中，对外部被控设备的某些信号进行采集时， 若输入数据信号为暂态，则要求CPU读入接口芯片具有锁存 功能，可以选择具有选通锁存功能的芯片74LS373作接口。 关于74LS373芯片在系统总线扩展部分已作详细介绍，此处 不再赘述。图5.10为利用74LS373与80C51接口构成一个8 位并行输入接口的电路图。 该电路使用线选法实现片选信号选择。当P2.4=0和 RD 为低电平时，在选通脉冲的有效电平期间，锁存器将数据送 上数据线并传给单片机的P0口。
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9.3 AT89S51扩展I/O接口芯片81C55的设计
9.3.1 81C55芯片介绍
9.3.2 81C55的工作方式
9.3.3 AT89S51单片机与81C55的接口设计及软件编程
9.4 利用74LSTTL电路扩展并行I/O口
9.5 用AT89S51单片机的串行口扩展并行口
9.5.1 用74LS165扩展并行输入口
第9章 AT89S51单片 机
的I/O扩展
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第9章 目录 9.1 I/O接口扩展概述
9.1.1 扩展的I/O接口功能 9.1.2 I/O端口的编址 9.1.3 I/O数据的传送方式 9.1.4 I/O接口电路 9.2 AT89S51扩展I/O接口芯片82C55的设计 9.2.1 82C55芯片简介 9.2.2 工作方式选择控制字及端口PC置位/复位控制字 9.2.3 82C55的3种工作方式 9.2.4 AT89S51单片机与82C55的接口设计
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第 5 章 单片机系统的扩展
5.4.1 用TTL芯片扩展I/O口
简单的I/O口扩展可以采用TTL或CMOS电路锁存器，将 三态门等作为扩展芯片，通过单片机本身的I/O接口来实现扩 展。TTL或CMOS电路锁存器等具有数据缓冲或锁存功能， 该类芯片具有数据输入/输出和时钟端，但是无地址线和读/ 写控制线，因此其选通端或时钟端应与由地址线和控制线共 同构成的逻辑组合选通控制线连接。它具有电路简单、成本 低以及配置灵活等特点。
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1．独立编址 I/O端口地址空间和存储器地址空间分开编址。优点是 I/O地址空间和存储器地址空间相互独立，界限分明。但 需要设置一套专门的读写I/O端口的指令和控制信号。 2．统一编址 把I/O端口与数据存储器单元同等对待。I/O端口和外部 数据存储器RAM统一编址。因此外部数据存储器空间也包 括I/O端口在内。 优点是不需专门的I/O指令。缺点是需要把数据存储器 单元地址与I/O端口的地址划分清楚，避免数据冲突。
9.5.2 用74LS164扩展并行输出口
9.6 用I/O口控制的声音报警接口
9.6.1 蜂鸣音报警接口
9.6.2 音乐报警接口
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内容概要
AT89S51有4个I/O口P0~P3，真正用作I/O口线的只有 P1口的8位I/O口线和P3口的某些位线。因此，大多需要外 部I/O接口的扩展。
介绍AT89S51与两种常用的可编程I/O接口芯片82C55 和81C55的扩展接口设计。此外还介绍使用廉价的 74LSTTL芯片扩展并行I/O接口以及用AT89S51串行口来 扩展并行I/O接口的设计。最后介绍使用I/O口控制的声音 报警接口。
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9.1.2 I/O端口的编址 介绍I/O端口编址之前，首先要弄清楚I/O接口和I/O端
口的概念。
I/O接口是单片机与外设间的连接电路的总称。 I/O端口（简称I/O口）是指I/O接口电路中具有单元地 址的寄存器或缓冲器。一个I/O接口芯片可以有多个I/O端 口，如数据口，命令口，状态口。当然，并不是所有的外 设都一定需要3种端口齐全的I/O接口。 每个I/O接口中的端口都要有地址，以便AT89S51通 过读写端口来和外设交换信息。常用的I/O端口编址有两 种方式，独立编址方式与统一编址方式。
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INT0_SER :
MOV DPTR，#0EFFFH ；I/O地址→DPTR
MOVX A，@DБайду номын сангаасTR
； 为低，74LS373数据被读入A中
第 5 章 单片机系统的扩展
2．用74LS244扩展8位并行输入口 系统设计中，对于外部被控设备的某些信号进行采集时， 若输入数据信号为常态，则要求接口芯片具有三态缓冲功能， 可以选择具有三态缓冲功能的芯片74LS244作接口。图5.11为 利用74LS244与80C51构成两个8位并行输入接口的电路图 (74LS244芯片资料参见其他教材)。