IO接口的作用

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io工作原理

io工作原理
IO（输入/输出）是计算机系统中的一种重要的技术，它负责
将数据传输到计算机的外部设备（输入）或从计算机传输数据到外部设备（输出）。

IO的工作原理可以分为输入和输出两
个步骤。

在输入过程中，计算机通过接口与外部设备连接，如键盘、鼠标或是传感器。

当用户操作这些设备时，设备会向计算机发送相应的信号。

计算机的IO控制器负责接收这些信号，并将其
转换为计算机可读取的二进制数据。

随后，这些数据会被传输到计算机的内存中，供CPU使用。

在输出过程中，计算机的CPU根据需要将数据从内存中读取
出来。

然后，CPU将这些数据传输给IO控制器。

IO控制器再将数据转换为适合外部设备的形式，并发送给相应的外部设备。

外部设备根据接收到的数据进行相应的操作，如显示、打印等。

IO的工作原理主要涉及到计算机的硬件和软件层面。

硬件层
面包括IO接口、IO控制器和外部设备等，这些元件协同工作
以完成输入输出操作。

软件层面则需要通过驱动程序来控制硬件，以实现数据的传输和处理。

总之，IO的工作原理是通过接口、控制器和外部设备等硬件
组件，配合驱动程序来实现计算机与外部设备之间的数据传输。

通过输入和输出过程，计算机可以与用户进行交互，并将数据传输到外部设备或从外部设备中获取数据。

IO接口的扩展方法

P2.7 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 /WR
8051
OE D7 Q7 D6 Q6 D5 Q5 D4 Q4 D3 Q3 D2 Q2 D1 Q1 D0 Q0 G
74LS373
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
输出Байду номын сангаас备
程序如下： MOV DPTR, #7FFFH MOV A, 60H MOVX @DPTR, A
C口置位/复位控制字
D7 × × × D3 D2 D1 D0 0: 复位 1: 置位位选择 0 00 0 01 0: 复位 1: 置位位选择 0 00 0 01 PC0 PC1 0 10 0 11 1 00 1 01 1 10 1 11 PC0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 PC7
例：如图上页所示，假设8255A芯片的PA接一组8只状态指示灯，PB接一组
8个开关，现须将开关闭合的状态输入到片内60H单元保存，将70H单元的内容送状态指示灯显示，并置位PC7引脚，编写相应程序。
解：根据题意，设置8255A的A口方式0输出，B口方式0输入，C口高四位输
出，则 8255A 的方式字为 82H （ 10000010B ）， C 口置位 / 复位字为 0FH （ 00001111B）， 8255A的方式字及置位 /复位控制字地址为 7FFFH。初始化过程及输入/输出的程序如下：
方式 1: 选通输入/输出方式。共有3口, 被分为两组。A组包括A口和PC7-PC4, A口可由编程设定为输入或输出, PC7-PC4作为输入/输出操作的选通信号和应答信号。B组包括B口和PC3-PC0, 这时C口作为 8255A和外设或CPU之间传送某些状态信息及中断请求信号。方式 2: 双向传送方式。只有A口有方式 2, 此时, A口为8位双向传送数据口, C

基本的IO接口

第3章基本的10接口3.1 I/O概述I/O接口基本概念1 .为什么要引入接口•微机和I/O设施的信息类型和格式可能不一样。

•微机和I/O设施信号传输处理的速度可能不匹配。

•不用接口，I/O直接接CPU,随着外设增加，会大大降低CPU的效率。

•I/O直接接CPU,会使外设硬件结构过于依靠CPU, 对外设本身进展不利。

2.接口的概念3. I/O 接口与I/O 设施不同I/O 设施对应I/O 接口不同。

I/O 接口受CPU 掌握，I/O 设施受I/O 接口掌握。

为增加通用性，I/O 接口的接口电路一般均具有可编程功能。

微机的应用离不开与外部设施接口的设计、选用和连接。

4. I /O 接口功能.数据缓冲功能： ,UU u u u u UU ITU 智能仪器接【I 通信接口过程控制接11 输入接口输出接口数字化存储示波器，数字化万用表终瑞调制解调器 1TY 电传机 A/D 转换器开关心输入 D/A 转换器开关证输出键盘数字化仪光笔图形输入声音输入扫描仪点阵打印CRT 显示激光打印液晶显喷壁打印绘图仪X-Y 记录仪地址线 ππ 控制线通过寄存器或锁存器实现。

存放数据的寄存器或锁存器称之为数据口（输入、输出、双向）。

数据传送的方向以CPU/MPU为基准。

.接受和执行CPU命令功能：存放CPU命令代码的寄存器称之为命令口，存放执行状态信息的寄存器称之为状态口。

一般，命令口为输出口，状态口为输入口。

.设施选择功能：CPU通过地址译码选择不同外设。

即CPU通过地址译码选择不同I/O接口。

・信号转换功能：协调总线信号与I/O设施信号。

转换包括信号的规律关系、时序协作和电平转换。

.中断管理功能：当外设需要准时得到CPU的服务，特殊是在消失故障时，在接口中设置中断掌握电路，为CPU处理有关中断事务（如发出中断恳求、进行中断优先级排队、供应中断向量等），这样既做到微机系统对外界的实时响应，又使CPU与外设并行工作，提高了CPU的效率。

主要内容41基本概念411IO接口的功能412基本组成

1第四部分输入/输出系统的选择、应用2主要内容：输入/输出接口电路的基本概念输入/输出端口的编址方式和特点CPU 与外设之间传输数据的几种控制方式的优缺点、适用场合。

各类芯片的特点、功能34.1 基本概念4.1.1 I/O 接口的功能4.1.2 基本组成454.1.1 I/O 接口的功能什么是I/O接口？把外设连接到总线上的一组逻辑电路的总称。

实现外设与主机之间的信息交换。

计算机与外部设备通信时存在的问题速度不匹配信号电平不匹配信号格式不匹配时序不匹配I/O 接口的功能设置缓冲信号电平转换格式转换时序控制地址译码I/O 接口作用：提供数据缓冲，完成信息格式的相容性变换，管理数据的传送，地址译码，设备选择64.1.2 基本组成接口电路的基本结构数据线控制线状态线DBCBAB数据输入寄存器（or 三态门）数据输出寄存器（锁存器）状态寄存器（or 三态门）命令寄存器译码电路控制逻辑接外设接主机74.1.2 基本组成1.数据输入/输出寄存器——暂存输入/输出的数据输入：数据总线连接所有外设，只有此设备此刻需要时才打开，平时关闭——三态门输出：输出数据的脉冲很短，外设来不及读（没准备好），放在锁存器中，让外设准备好，瞬间输出。

——锁存器2.命令寄存器——存放控制命令，用来设定接口功能、工作参数和工作方式。

3.状态寄存器——保存外设当前状态，以供CPU 读取。

84.2 CPU 与I/O 的数据信号4.2.1 数据信息 4.2.2 状态信息4.2.3 控制信息C P UABDB IO/M WR RD接口数据状态控制外部设备94.2.1 数据信息1.数字量:二进制形式的数据键盘→主机，主机→打印机，主机→CRT2.模拟量：电压或电流A/D 模拟→数字: 0~5 V →00~FFD/A 数字→模拟：00~FF →0~5 V3.开关量：“开”、“闭”0 →关（电机）1 →开（电机）4.脉冲量：计数脉冲、定时脉冲或控制脉冲104.2.2 状态信息1.Ready 准备，输入数据Ready=1 输入数据，准备就绪Ready=0 输入数据，没准备就绪2.Busy 输出设备，忙Busy=1 忙，没空接收数据Busy=0 不忙，有空接收数据114.2.3 控制信息OUT 、IN微机外设外设微机OUT IN 输出输入124.3 I/O 端口的寻址方法寻址方法的选择：一般根据所使用的芯片确定。

计算机控制-数字IO

数字IO接口通常采用程序控制或中断控制方式，以实现与外部设备或系统的同步和数据交换。
02
计算机控制系统中数字 IO应用
输入设备接口设计
键盘输入接口
将键盘按键的扫描码转换为计算机可识别的数字信号，实现键盘输入功能。
鼠标输入接口
通过检测鼠标的移动和点击动作，将鼠标的模拟信号转换为数字信号，实现鼠标输入功能。
文档与注释编写详细的文档和注释，以便他人能够理解和维护代码，同时也方便自己日后的回顾和修改。
优化策略针对数字IO控制的性能要求，采取相应的优化策略，如减少IO操作次数、使用中断处理等，以提高程序的执行效率。
测试与验证对编写的程序进行充分的测试和验证，确保其在各种情况下都能正常工作，并满足实际需求。
故障部位。
替换法
使用正常部件替换疑似故障部件，观察设备是否恢复正常运
行，以定位故障部件。
测量法
使用专业测量工具对设备关键参数进行测量，如电压、电流、波形等，以判断故障性质。
原理分析法
根据设备工作原理和电路结构，分析可能产生故障的原因，
并逐一排查。
维修维护注意事项
安全第一
在维修维护过程中，务必确保人身安全和设备安全，遵守相关安全操作规程。
数据校验与错误处理
在数据传输过程中，采用校验位、奇偶校验、循环冗余校验等方法对数据进行校验，以确保数据的正确性和完整性。同时，采用错误处理机制如重传、前向纠错等来处理传输过程中出现的错误。
03
常见类型及其特点分析
并行接口与串行接口比较
传输方式
数据在多个并行信道上同时传输。
传输速度
通常比串行接口快，因为可以同时传输多个比特。

第六章 IO接口和总线

1、缓冲器 74LS244
单路基本组成：
真值表 A
B
G#
0
A
1
B
1
0 G
1
0
高阻
0
状态
1A1 1A2
/1G 1A1 2Y4 1A2 2Y3 1A3 2Y2 1A4 2Y1 GND
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1Y1 1Y2 1Y3 1Y4 2Y1 2Y2 2Y3 2Y4
244
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
需要输入设备送入信息，输出设备送出结果，这些输入输出设备被称为外设。
通信：计算机（CPU）与外设间的数据、状态和控制
命令的交换过程统称为通信。
2、CPU与外设直接通信存在的问题速度不匹配（CPU快，外设慢）信号电平不匹配（CPU使用TTL电平，外设多为机电设备）信号格式不匹配（CPU总线上为并行数字量，而外设有串行模拟量等）时序不匹配解决方案：用I/O接口：把外设连接到CPU总线上的一组逻辑电路的总称。用于协调外设与主机之间的信息交换。
2、译码的常用方法
线选法
利用一根地址线，产生指定的端口地址的选择信号。
A7
PORT1
当A7=1,选中PORT1，地址可为80H 当A6=1,选中PORT2，地址可为40H 当A5=1,选中PORT3，地址可为20H
A6
PORT2
对于PORT1，地址为81H，82H，83H
等仍可选中。
A5
PORT3
无条件输出电路例子例：假设该端口号为
0# D0
80H，要想让0、2、4、
6号灯亮，如何编写
D1
1D 2D

第六章IO接口与总线

外设的速度与CPU相比要慢好几个数量级，且不同外设之间的速度也相差很大，为了保证数据传输的可靠性，CPU一定要等外设准备就绪之后才能执行输入/ 输出操作，而外设就绪的时刻对CPU而言是随机的，因此需要同步。
三种数据传送方式：程序控制方式：无条件程序控制和程序查询中断控制方式直接存储器存取方式，DMA方式
第六章 I/O接口和总线
6.1 I/O接口概述ຫໍສະໝຸດ 一、 I/O接口的功能二、简单的输入输出接口芯片三、I/O端口及其寻址方式四、CPU与外设间的数据传送方式
6.2 总线
回顾：
CPU
控制器
运算器寄存器
DB AB
CB
存储器 00000H
~ FFFFFH
I/O接口 0000H
~ FFFFH
I/O外设
接口电路的结构
实现对CPU数据总线速度和驱动能力的匹配
DB 总线驱动
主 AB 地址译码
机 CB 控制逻辑
数据缓冲器
状态寄存器
控制寄存器
数据信息
外状态信息设
控制信息
接CPU一侧接外设一侧
接口
端口
实现各寄存器端口
实现接口电路中的各寄存器端口的
寻址操作
读/写操作和时序控制
I/O端口
传送这三种信息的接口电路中的寄存器称为数据端口、状态端口和控制（命令）端口
存储器映像方式 I/O独立编址方式
两种编址方式比较（一）
内存空间
分别是分离编址？还统
一编址？
I/O 空间
内
存
I/O
空
空
间
间
（1）存储器映像编址
指I/O端口与存储器共享一个寻址空间，又称为统一编址。在这种系统中，CPU可以用同样的指令对I/O端口和存储器单元的进行访问。

芯片设计常用io口和esd器件

芯片设计常用io口和esd器件摘要：1.芯片设计中IO 口的作用和类型2.IO 口设计中需要考虑的因素3.ESD 器件在芯片设计中的重要性4.ESD 器件的分类和应用5.选择合适的IO 口和ESD 器件的方法正文：芯片设计中，IO 口（输入/输出接口）和ESD 器件（静电放电保护器件）扮演着至关重要的角色。

它们在电子设备与外部世界之间建立起通信桥梁，同时保护电路免受静电放电的损害。

本文将详细介绍这两个组件在芯片设计中的应用和选择方法。

1.芯片设计中IO 口的作用和类型IO 口是芯片内部电路与外部电路之间进行信号传输和控制的通道。

根据功能和传输方式的不同，IO 口可分为多种类型，如并行接口、串行接口、模拟接口等。

在设计过程中，需要根据实际需求选择合适的IO 口类型。

2.IO 口设计中需要考虑的因素IO 口设计中需考虑诸多因素，如传输速率、信号完整性、电源电压、外部连接器等。

此外，IO 口设计还需遵循相关规范和标准，如IEEE 1149.1（JTAG）和I2C 等。

3.ESD 器件在芯片设计中的重要性ESD 器件是一种用于保护电路免受静电放电损害的电子元件。

由于静电放电可能导致设备损坏、性能下降，甚至电路失效，因此在芯片设计中使用ESD 器件至关重要。

4.ESD 器件的分类和应用根据工作原理和性能特点，ESD 器件可分为多种类型，如齐纳二极管、双向硅控整流器（MOSFET）等。

在实际应用中，需要根据电路的特性和防护需求选择合适的ESD 器件。

5.选择合适的IO 口和ESD 器件的方法选择合适的IO 口和ESD 器件是芯片设计的关键环节。

在实际操作中，可以参考以下方法：（1）根据设计需求和电路特性，确定IO 口类型和ESD 器件的类型。

（2）参考相关规范和标准，确保IO 口和ESD 器件的性能和可靠性。

（3）评估IO 口和ESD 器件的性能指标，如传输速率、信号完整性、防护能力等。

（4）考虑成本和工艺要求，选择合适的IO 口和ESD 器件。

io口原理-概述说明以及解释

io口原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述IO口（Input/Output port）是计算机系统中与外部设备进行信息传输的接口。

它是计算机系统中最主要的通信手段之一。

通过IO口，计算机可以与各类输入输出设备进行数据交互，实现信息的输入和输出。

IO口的作用是将计算机内部处理好的数据传送到外部设备，或接受外部设备传来的数据并传送给计算机内部进行处理。

在计算机系统中，各种外部设备（如显示器、键盘、鼠标、打印机、硬盘等）都需要通过IO口与计算机进行数据交互，以完成各自的功能。

可以说，没有IO口，计算机与外部设备之间的信息交流就无法进行。

IO口的工作原理是通过发送和接收电信号来实现数据传输。

计算机通过控制IO口的电平（高电平或低电平）来控制外部设备的工作状态，通过读取和解析外部设备发送的电信号来获取外部设备传来的数据。

这样，计算机与外部设备之间就建立了一种双向的数据传输通道。

IO口的应用领域非常广泛。

它在个人电脑、嵌入式系统、通信设备、工业自动化等领域都有着重要的应用。

在个人电脑中，各种外设如键盘、鼠标、摄像头等都是通过IO口与计算机进行连接和通信的。

在嵌入式系统中，各种传感器、执行器等设备也需要通过IO口与主控制器进行数据交互。

在通信设备和工业自动化领域，IO口可以与外部设备进行高速数据传输，实现各种通信和控制功能。

总之，IO口在计算机领域的应用非常广泛，它是计算机与外部设备之间信息交流的重要通道。

综上所述，IO口在计算机系统中具有重要的作用。

它是计算机与外部设备进行数据交换的接口，通过发送和接收电信号实现数据传输。

在各种应用领域中都存在着IO口的应用，其重要性不可忽视。

随着科技的不断发展，IO口也在不断地进化和改进，未来它将继续发挥着重要的作用，并带来更多的应用和创新。

1.2文章结构2. 正文2.1 IO口的定义和作用IO口（Input/Output port），简称IO口，是计算机系统中的一个重要组成部分。

单片机IO口介绍

单片机IO口介绍单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器、存储器和各种I/O接口的芯片。

其中，I/O口是单片机与外部设备进行数据交换的通道，它是单片机最重要的功能之一、本文将详细介绍单片机的I/O口。

一、I/O口的基本概念在单片机中，I/O口是单片机与外部设备进行数据交换的接口。

它通过I/O线与外部设备相连接，可以实现数据的输入和输出。

单片机的I/O口可以分为通用I/O口和特殊功能I/O口两种类型。

通用I/O口是单片机常用的一种I/O口，它可以通过软件编程实现不同的功能，包括数字输入、数字输出和模拟输入输出等。

通用I/O口可以根据实际需求进行设置，提供灵活的数据交换方式。

特殊功能I/O口是单片机固定的一些特殊功能接口，通常用于特定的应用，如定时器、比较器、串行通信等。

特殊功能I/O口具有特殊的功能和特殊的操作要求，需要根据具体的应用进行设置。

二、通用I/O口的工作原理通用I/O口是单片机最常用的一种I/O口，它可以通过软件编程实现不同的功能。

通用I/O口的工作原理如下：1.输入模式：通用I/O口可以设置为输入模式，接收来自外部设备的输入信号。

在输入模式下，通用I/O口通常通过上拉或下拉电阻来实现输入的稳定性，并通过软件读取输入信号的状态。

2.输出模式：通用I/O口可以设置为输出模式，向外部设备输出信号。

在输出模式下，通用I/O口可以输出高电平或低电平信号，并通过软件控制输出的状态。

通用I/O口的状态可以通过软件进行设置和读取，可以实现灵活的数据交换。

通用I/O口的应用非常广泛，可以用于控制开关、驱动显示、读取按键等。

三、特殊功能I/O口的工作原理特殊功能I/O口是单片机固定的一些特殊功能接口，通常用于特定的应用。

特殊功能I/O口具有特殊的功能和特殊的操作要求，需要根据具体的应用进行设置。

下面介绍一些常见的特殊功能I/O口。

1.定时器/计数器：定时器/计数器是特殊功能I/O口中最常用的一个。

简述io接口电路的基本功能

简述io接口电路的基本功能
IO接口电路的基本功能主要包括以下几个方面：
1. 设备寻址功能：设备选择电路主要实现设备寻址功能，以识别和选择特定的外设。

2. 数据缓冲功能：数据缓冲区可达到主机和外设工作速度的匹配，确保数据的传输和接收稳定可靠。

3. 错误或状态检测：接口中有状态寄存器，以保存各种状态信息供cpu查用，有助于检测和纠正数据传输过程中的错误。

4. 控制和定时：接口接收从系统总线来的控制命令和定时信号，并提供控制和定时逻辑，以实现对数据通信过程的控制。

5. 数据格式转换：接口提供数据格式转换部件，以完成数据的拼接或分拆，确保不同设备之间的数据兼容性和通信顺畅。

这些功能共同确保了IO接口电路在计算机系统中的正常运行，实现了主机与外设之间的有效通信。

微机原理与接口技术第6章_IO接口和总线

在微型计算机系统中，CPU通过接口和外设交换数据时，只有输入（IN）和输出（OUT）两种指令，所以只能把状态信息和命令信息当作数据来传送，并且将状态信息作为输入数据，控制信息作为输出数据，于是三种信息都可以通过数据总线来传送了。这三种信息被送入三种不同端口的寄存器，因而能实施不同的功能。
6.1、 I/O接口
查询式输入代码片段
6.1、 I/O接口
查询式输出
6.1、 I/O接口
查询式输出时，状态寄存器的状态指示输出设备是否空闲。
外设
数据线
状态线
6.1、 I/O接口
查询式输出工作过程
当输出设备将数据输出后，会发出一个ACK信号，使D触发器翻转为0。
CPU查询到这个状态信息后，便知道外设空闲，可以执行输出指令，将新的输出数据发送到数据总线上，同时把数据口地址发送到地址总线上。
由地址译码器产生的译码信号和WR相“与”后，发出选通信号，将输出数据送至8位锁存器。同时，将D触发器置为1，并通知外设进行数据输出操作。
6.1、 I/O接口查询式输出流程图
6.1、 I/O接口
常用的状态线有empty，busy 功能： 1、输出设备空闲，BUSY无效； 2、CPU写数据端口，输出设备输出数据，
缓冲器74LS244和74LS245 锁存器74LS373
6.1、 I/O接口二、简单的输入输出接口芯片 1. 缓冲器74LS244和74LS245
连接在总线上的缓冲器都具有三态输出能力。在CPU或I/O接口电路需要输入输出数据时，在它的使能控制端EN（或G）作用一个低电平脉冲，使它的内部的各缓冲单元接通，即处在输出0或1的透明状态。数据被送上总线。当使能脉冲撤除后，它处于高阻态。这时，各缓冲单元像一个断开的开关，等于将它所连接的电路从总线脱开。 74LS244和74LS245就是最常用的数据缓冲。除缓冲作用外，它们还能提高总线的驱动能力。

IO接口的作用

IO接口的作用IO（Input-Output）接口是计算机系统中的一种重要组件，它的作用是实现数据输入输出的功能。

IO接口广泛应用于各种计算机设备中，包括计算机、移动设备、网络设备等领域。

在计算机系统中，IO接口的作用非常重要。

1. 负责数据输入输出IO接口主要作用是负责计算机系统的数据输入输出。

通过IO接口，计算机系统可以读取外部设备的数据并将其传输到计算机内部，也可以将计算机内部数据传输到外部设备。

这种输入输出功能是计算机系统和外部设备进行数据交换的重要方式。

2. 控制外部设备IO接口还可以控制外部设备的工作，例如控制打印机打印、控制硬盘读写、控制网络数据传输等等。

通过IO接口控制外设，可以实现计算机对外设的控制，以满足不同应用场景的需求。

3. 实现虚拟设备虚拟设备是计算机系统中的一种特殊设备，它是通过软件模拟物理设备而形成的。

虚拟设备可以像物理设备一样进行输入输出操作。

IO接口可以实现与虚拟设备的交互，包括读取虚拟设备的数据，将数据传输到虚拟设备等操作。

4. 提高系统的扩展性和兼容性IO接口可以支持不同的外部设备连接和数据交换，提高系统的扩展性和兼容性。

通过IO接口，可以支持多种不同类型的外部设备，例如打印机、鼠标、键盘等等。

这些设备可以通过IO接口进行读写，从而实现与计算机系统的交互。

IO接口的设计与实现能够提高系统的性能和稳定性。

设计合理的IO接口可以减少不必要的数据交换和传输，提高数据传输效率。

同时，IO接口可以实现外设的故障检测和处理，提高系统的稳定性和可靠性。

总体来说，IO接口在计算机系统中的作用非常重要，它实现了数据输入输出功能、控制外部设备、实现虚拟设备、提高系统的扩展性和兼容性以及提高系统的性能和稳定性等多种功能。

在计算机系统的应用中，IO接口是不可缺少的组件。

IO接口

00000H 0000H
I/O地址空间 I/O
I/O空间 (64KB)
FFFFH
内存空间 (1MB)
FFFFFH
8086 CPU的I/O编址方式的编址方式
采用I/O独立编址独立编址方式(但地址线与存储器共用) 独立编址来区分：地址线上的地址信号用 IO/M 来区分：时为I/O地址地址地址/M地址地址 IO/M=1 /0 时为 I/O操作只使用20根地址线中的16/8根：A15/7 ～ A0 可寻址的I/O端口数为64K(65536)/256个 I/O地址范围为0～FFFFH/0~FFH ～ IBM PC只使用了根 A9 ～ A0 1024个I/O地址只使用了10根只使用了个 (0～3FFH) 原因够用为度简化电路～原因: 够用为度,
E(64KB)
FFFFFH
2. 独立编址
定义: 相互独立。定义外设地址空间和内存地址空间相互独立相互独立优点：优点：内存地址空间不受I/O编址的影响缺点：缺点：I/O指令功能较弱，使用不同的读写控制信号例如: 例如 8088/8086 微机系统内存地址空间
A0
I/O接口接口 (1端口端口) 端口
I/O接口接口 A1 (4端口端口) 端口
译码器…
CS
1.4 I/O数据的传送方式数据的传送方式
并行定义: 定义一个数据单位(通常为字节字节)的各位同时传送字节特点: 特点速度快、距离短、成本高例如：例如：PC机的并行接口(通常用于连接打印机) 串行定义: 定义数据按位进行传送按特点: 特点速度慢、距离远、成本低例如：例如： PC机的串行接口(通常用于串行通信)
1.3 I/O端口地址的译码端口地址的译码

I-O接口的基本功能

1.2 I/O接口的组成
(3)
状态寄存器用于记录外设现行各种状态信息。它的内容可以被处理器读出，从而使CPU了解外设及数据传送过程中正在发生或最近已经发生的情况，作出正确的判断，使它能安全可靠地与接口完成交换数据的各种操作。特别当CPU以程序查询方式同外设交换数据时，状态寄存器更是必不可少
3种寄存器是接口电路中的核心部分。为了保证在处理器和外设之间通过接口正确地传送数据，接口电路还必
(4)
数据总线和地址总线缓冲器用于实现接口芯片内部总线和处理器外部总线的连接。如接口的数据总线可直接和系统数据总线相连接、接口的端口选择根据I/O寻址方式的要求与地址总线恰当地连接。
1.2 I/O接口的组成
对外联络控制逻辑用于产生与接收CPU和外设之间数据传送的同步信号。这些联络握手信号包括微处理器一边的终端请求响应、总线请求和
当然，并非所有接口都具备上述全部组成部分。但一般来说，数据缓冲器、端口地址译码器和输入/输出操作控制逻辑是接口电路中的核心部分，任何接口都不可少。其他部分保证在处理器和外设之间通过接口正确地传送数据，至于是否需要，则取决于接口功能的复杂程度和CPU与外设的数据传送方式。
1.2 I/O接口的组成 2. 接口软件又称为设备驱动程序。从实现接口功能来看，
(1) 对可编程接口芯片，都需要通过其方式命令或初始化命令设置工作方式O设备的处理，一般都涉及到输入/输出数据传送，针对CPU与I/O设备不同的数据传送方式，要有不同的处理程序段。
(5)端口地址译码器
端口地址译码器用于正确选择接口电路内部各端口寄存器的地址，保证一个端口寄存器唯一地对应一个端口地址码，以便处理器正确无误地与指定外设交换信息，完成规定的I/O

io接口的作用（ThefunctionofIOinterface）

io接口的作用（The function of IO interface）The function of I/O interfaceHost and external exchange information is called input / output (I/O). The information exchange between the host and the outside is carried out through the input / output device. General input / output devices are the product of mechanical or electromechanical combination, such as conventional peripheral keyboard, display, printer, scanner, disk, mouse, with respect to the central processor speed is much slower. In addition, the signal format and data format of different peripherals are also different. Therefore, the external equipment can not be directly connected with the CPU, the corresponding circuit to complete the speed matching between them, signal conversion, and complete some control functions. Usually a buffer circuit between the host and the peripheral device is called the I/O interface circuit, referred to as the I/O interface (Interface), as shown in figure 7.1. For the host, the I/O interface provides working status and data of external devices; for external devices, I/O memory interface all the commands and data to the host peripherals, so that the coordination between the host and peripherals.For micro computer, the design of CPU microprocessor, is not part of design interface between it and peripherals, but the input / output interface circuit design of equipment into relatively independent parts, through the micro computer hardware peripherals and they will all types of CPU connected together to form a complete. Therefore, a microcomputer input / output system should include the I/O interface, the I/O device and the related control software. The comprehensive processingability, system reliability, compatibility, performance and price ratio of a microcomputer system and even the use of an occasion are closely related to the I/O system. The input / output system is an important part of the computer system, any high performance computer, if there is no high quality input / output system matched with the work of high performance computers cannot play out.Information exchanged between 7.1.2 CPU and peripheralsThe information exchanged between the host and the I/O device can be divided into three categories: data information, state information and control information.I. data informationData information can be divided into three forms: digital quantity, analog quantity and switching quantity.1. digital quantityDigital quantity is the data that the computer can send, receive and process directly. For example, the information exchanged by I/O peripherals such as keyboards, monitors, printers, and disks, etc., is exchanged with CPU. They are binary numbers or symbols represented by ASCII codes.2. analogWhen the computer is applied to the control system, the physical input information is continuously changing from the scene, suchas temperature, pressure, flow, displacement, humidity, the physical quantity through the sensor and amplified by analog voltage or current, the analog quantity required to go through the conversion of the analog to digital. (A / D) to enter the computer. In turn, the computer output control signal is digital quantity, also must first through the digital analog to analog conversion (D / A conversion), the digital quantity into analog to control the scene.3. switch quantityThe switch amount can indicate two states, such as the disconnection and closing of the switch, the operation and stop of the machine, the opening and closing of the valve, etc.. These switches usually have to pass the corresponding level conversion to connect with the computer. The amount of switch can be expressed only by one bit and two numbers.Two. Status informationState information, as the contact information between CPU and peripheral data, reflects the working state of the current peripherals, and is sent to the CPU through the interface through the peripherals. By reading the state signal, the CPU can know whether the data of the input device is ready and the output device is idle. The input device, usually ready (READY) signal level to the input data is ready; for the output device, is busy (BUSY) signal level of said output equipment is in idle state, such as idle, can receive CPU output information,Otherwise, CPU will pause the number. Therefore, the stateinformation can guarantee the correct data exchange between CPU and peripherals.Three. Control informationThe control information is transmitted by CPU to the peripheral through the interface, and CPU sends the control information to set up the working mode of the peripheral (including the interface) and controls the work of the peripheral. Such as peripheral start signal and stop signal is the common control information. In fact, the control information is often different with the specific working principle of the peripheral.Although the data information and the state information and control information meaning is different, but in the micro computer system, CPU exchange information through the interface and peripherals, can only use the input and output instructions (IN) (OUT) to transmit data, so the state information and control information are transmitted as data, namely state information as a kind of input data, and control information as an output data, so the state information and control information through the data bus to transfer. But in the interface, these three kinds of information are stored in different registers.The basic structure of 7.1.3 I/O interfaceThe basic structure of the I/O interface is shown in figure 7.2. Each interface circuit contains a set of registers, when CPU and peripherals exchange information, all kinds of informationin the interface into different registers, commonly referred to as these registers I/O port, referred to as Port (port). Used to transfer data between CPU and peripherals (such as digital preservation, and specific character encoding, etc.) on the input / output data from the buffer data register called the data port to the status register; storage peripherals or interface component itself state called port state; used to store the CPU sent to the command register to control peripherals the call control port.Just as every memory cell has a physical address, each port also has an address corresponding to the port address. With port address, the input / output operation of CPU to the peripherals is actually the read / write operation of the ports in the I/O interface. The data port is generally bidirectional. Whether the data is input or output depends on the read / write control signal sent by the CPU to the interface circuit when the port address is operated. The state port only for input operation, the control port only for output operation, so, sometimes in order to save the system address space in the design interface of the two ports often share a port address and the read / write signal to choose access.It should be pointed out that the address used for the input / output operation is always for the port, not for the interface. Interfaces and ports are two different concepts, and several ports with the corresponding control circuit constitute the interface.Addressing of 7.1.4 I/O portsThere are two ways of addressing I/O ports in microcomputer system: I/O port and memory unit are unified addressing, and I/O port and memory unit are independently addressable.Unified addressing between.I/O port and memory unitThis addressing mode, is the I/O port and a storage unit in accordance with the method of addressing storage unit of unified arrangement by I/O address, port address and memory cell address together constitute a unified address space, for example, to a 16 address lines of the computer system, if there is a uniform addressing mode, as shown in Fig. 7.3 the structure shown in its address space. Using the unified addressing mode, the CPU of the I/O port input / output operation of the storage unit as read / write operations, all memory access instructions also can be used to access the I/O port, so no special I/O instructions, which simplifies the design of instruction system; at the same time, a variety of memory addressing mode is also suitable for the I/O port access, provides great convenience to users. However, the I/O port takes up part of the memory address space and reduces the memory address availability.Independent addressing of two.I/O port and memory unitIn this addressing mode, two address spaces are created and one is memory address space,One is I/O address space. Memory address space and I/O address space are relatively independent, by controlling the bus to determine whether the CPU to access the memory or I/O port. Toensure that the control bus sends the correct signal, in addition to having instructions to access memory, the system also provides an input / output command for data transmission between the CPU and the I/O port.The microcomputer system composed of 80x86CPU uses independent addressing mode. In the 8086/8088 system, a total of 20 addressable memory address lines, memory address range is 00000H ~ FFFFFH; with the lower 16 bits of the address bus I/O port address, so the I/O port address range from 0000H to FFFFH, as shown in figure 7.4. CPU uses different control signals to distinguish between access memory and peripherals. For example, when the M / IO signal of 8086CPU is 1, the address on the address bus is a memory address; when 0, the address on the address bus is a port address.The memory address space is not affected by the I/O port address space after independent addressing, and the special input / output instructions are obviously different from the access memory instructions, so that they can be easily understood and checked. However, the special I/O instructions increase the instruction system complexity, and I/O instruction type, poor programming flexibility; in addition, also required CPU to provide control signals to distinguish special memory and I/O port operation, increase the complexity of the control logic.Address decoding of three and I/O portsI/O interface circuits commonly used in microcomputer systems are generally designed as general-purpose I/O interface chips. An interface chip can have several addressable ports within it.Therefore, all interface chip has a chip select signal lines and for on-chip addressing the address line. For example, there are four port addresses in an interface chip, and there will be two address lines outside the chip. In the eighth chapter of this book, several commonly used I/O interface chips will be introduced in detail.I/O port address decoding diversity, the general principle is to use CPU for I/O port addressing address line is divided into two parts high address line and low address line, the low address line directly connected to the I/O interface chip of the corresponding address pin chip is selected in addressing the port; the control signal combination high address line and CPU, I/O interface chip chip select signal generated by the address decoding circuit.。

IO接口的作用功能定义剖析

MCS-51单片机 P2.7 P2.5 P0口 P2.2-2.0 P2.6
D7-0 Q7-0
/CE 锁存器
/CE
AD7-0 A10 A9 A8 RAM （2K）
/CE D7-0 缓冲器
P2.7 做输出锁存器的片选线地址范围：0XXX XXXX XXXX XXXX (例:7FFFH)
P2.6 做输入缓冲器的片选线地址范围：X0XX XXXX XXXX XXXX (例:0BFFFH)
中断入口
IE寄存器
EA位
IP寄存器
注:各中断允许控制位=0,开关断开； =1,开关接通
三、外部中断及中断请求的撤除
低电平/负脉冲→INT0/INT1引脚可触发中断 TCON (88H)
TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
IT0/IT1：INT0/1的触发方式选择位： IT0/IT1 =0 时，INT0/INT1是低电平有效； IT0/IT1 =1 时，INT0/INT1是负跳变有效。低电平触发引脚上的低电平须持续到中断发生。若中断返回前仍未及时撤除低电平,将再次中断。负脉冲触发 CPU在前一机器周期采到INT0/INT1引脚为高,后一机器周期采到为低才认为是一次中断请求。CPU 可记忆申请、可自动撤除中断申请。
二、中断系统硬件结构
各单路开关定时器0 EX0 ET0 EX1 ET1 TI RI ES
中断源标志位低中断级中断请求中断入口
中断源标志位查询机构
高中断级中断请求
TF0
中断源标志位
INT1 外部中断 IE1 请求1
内部定时器1 内部 T 串行口 R TF1
TCON：Timer控制寄存器，是管理定时器工作的 SFR（其中低4位管外部中断）