07输入输出接口
如何设计和实现电子电路的输入输出接口
如何设计和实现电子电路的输入输出接口一、引言在现代电子技术的应用中，电路的输入输出接口设计和实现是至关重要的一环。
它们承担着将外部信号与内部电路进行有效交互的任务，直接影响着整个系统的性能和功能。
本文将针对如何设计和实现电子电路的输入输出接口进行详细探讨。
二、输入输出接口的基本概念输入输出接口是电子电路与外部世界进行信息交换的桥梁。
在设计过程中，我们需要考虑以下几个基本概念：1.输入接口：负责将外部信号转换为电路能够理解的形式，并将其传递到内部电路中。
常见的输入接口包括传感器、键盘、麦克风等。
2.输出接口：负责将内部电路处理后的信号转换为外部设备可以接收的形式，并将其输出到外部世界。
常见的输出接口包括显示屏、喇叭、电机等。
3.信号转换：输入输出接口中最重要的一环就是信号的转换。
通常，我们需要将不同形态的信号转换为合适的电压、电流或频率，并使其能够完整、准确地传递。
这一过程需要借助于模拟电路和数字电路等技术手段。
三、设计输入输出接口的基本步骤设计和实现电子电路的输入输出接口可以分为以下几个基本步骤：1.需求分析：明确系统对输入输出接口的需求，包括接口类型、精度要求、传输速率等。
根据实际应用场景，选择合适的输入输出接口方案。
2.信号转换：根据所选方案，进行信号转换电路的设计。
对于模拟信号，可以采用放大器、滤波器等电路实现；对于数字信号，可以采用模数转换器、数模转换器等器件来实现。
3.电气特性匹配：确保输入输出接口的电气特性与外部设备的要求相匹配。
这包括电压、电流、阻抗等参数的校准，以确保信号能够正常传递并不会损坏外部设备。
4.保护措施：考虑到外部环境可能存在的干扰和突发情况，需要在输入输出接口中添加适当的保护措施，如过压保护、过流保护、抗干扰设计等，以保证系统的稳定性和可靠性。
5.测试验证：在完成设计和制作后，需要进行充分的测试验证工作，确保输入输出接口的性能满足设计要求，并能够在实际应用中稳定可靠地工作。
如何设计电路的输入输出接口
如何设计电路的输入输出接口随着现代电子产品的不断发展，设计电路的输入输出接口变得越来越重要。
一个良好的输入输出接口可以提高设备的稳定性、可靠性和用户体验。
本文将介绍如何设计电路的输入输出接口，以确保电路的正常运作和高效性能。
一、了解输入输出接口的基本概念设计电路的输入输出接口前，首先需要了解输入输出接口的基本概念。
输入接口是电子设备用于接收外部信号或数据的接口，常见的输入接口包括按钮、开关、传感器等。
输出接口则是设备用于向外部发送信号或数据的接口，例如显示器、喇叭、电机等。
了解输入输出接口的基本概念对于设计电路是至关重要的。
二、确定输入输出接口的需求在设计电路的输入输出接口之前，需要明确设备的需求，并确定所需的输入输出接口。
这包括了解设备的功能、运行原理以及所需的信号或数据类型。
根据设备的需求，选择适当的输入输出接口类型，如模拟接口、数字接口、串行接口等。
三、考虑电路输入输出接口的互连方式设计电路的输入输出接口时，需要考虑接口的互连方式。
互连方式可以通过直接连线、插座、连接器等方式实现，具体选择要基于设备类型、接口类型以及使用环境等多方面考虑。
确保互连方式的可靠性和便捷性对于电路的正常运行至关重要。
四、考虑输入输出接口的电气特性输入输出接口的电气特性是设计电路的另一个重要考虑因素。
这包括了解输入输出信号的电压、电流、频率等特性，并确保电路的输入输出接口与设备匹配。
电气特性的考虑需尽可能地降低干扰、提高抗干扰能力、增强信号传输的稳定性。
五、考虑输入输出接口的保护电路设计保护电路的设计是设计电路输入输出接口时必不可少的一部分。
保护电路能够有效地保护电路不受到过压、过流、电磁干扰等外界因素的损害，同时保护外部设备不受电路的干扰。
合理设计保护电路可以提高电路的可靠性和使用寿命。
六、进行输入输出接口的仿真和测试在设计完电路的输入输出接口后，需要进行仿真和测试来验证接口的性能和稳定性。
仿真可以通过软件工具进行，测试则需要使用专业的测试仪器。
07 输入输出技术-微机原理与接口技术(第3版)-牟琦-清华大学出版社
清华大学出版社
7.1 输入/输出系统概述
② 状态端口 存放外围设备或者接口部件本身的状态。外设通过状态寄存器存放
向CPU提供的可查询的外设状态信息，CPU可通过数据线读回，并根据 外设的状态信息采取相应措施。 ③ 控制端口
清华大学出版社
7.1 输入/输出系统概述
⑸ 中断管理/DMA控制功能 有些接口，为了能够实现以中断方式与CPU交换信息，或以DMA方
式与存储器交换信息，往往在接口电路中设置中断控制逻辑或DMA控制 逻辑，以便能够向主机提出中断请求或DMA请求，反过来，对主机给予 的请求应答能得到立即响应，即提供相应的处理。
微机原理与接口技术（第3版）
牟 琦 主编 清华大学出版社
微机原理与接口技术（第3版）
7 输入输出技术
输入/输出系统概述 程序控制方式 中断方式 直接存储器存取 例题解析
清华大学出版社
7.1 输入/输出系统概述 7.1.1 输入/输出接口
1. 接口电路 主机对性能各异的外设进行控制，与它们交换信息，在主机与外设
地址线
主
I/O
机
控制线
接
数据线
口
……
设
外
备
围
控
设
制
备
器
图7.1 外围设备的连接
清华大学出版社
7.1 输入/输出系统概述
2. 接口电路分类 ⑴ 按接口电路的通用性：可以分为专用接口和通用接口。 专用接口：是指针对某一种具体的外围设备而设计的接口电路。 通用接口：是可供多种外围设备使用的标准接口。 ⑵ 按数据传送格式：可以分为并行接口和串行接口。 并行接口：是指接口与系统总线之间，接口与外围设备之间，都按
输入输出接口
可以在一些专业级视频工作站/编辑卡专业级视频设备或高档影碟机等家电上看到有YUV YCbCr Y/B-Y/B-Y 等标记的接口标识，虽然其标记方法和接头外形各异但都是指的同一种接口色差端口(也称分量视频接口)。它通 常采用YPbPr和YCbCr两种标识，前者表示逐行扫描色差输出，后者表示隔行扫描色差输出。由上述关系可知，我 们只需知道Y Cr Cb的值就能够得到G的值(即第四个等式不是必要的)，所以在视频输出和颜色处理过程中就统一 忽略绿色差Cg而只保留Y Cr Cb，这便是色差输出的基本定义。作为S-Video的进阶产品色差输出将S-Video传输 的色度信号C分解为色差Cr和Cb，这样就避免了两路色差混合解码并再次分离的过程，也保持了色度通道的最大 带宽，只需要经过反矩阵解码电路就可以还原为RGB三原色信号而成像，这就最大限度地缩短了视频源到显示器 成像之间的视频信号通道，避免了因繁琐的传输过程所带来的图像失真，所以色差输出的接口方式是各种视频输 出接口中最好的一种。
S-Video(S端子，Separate Video)，S端子也叫二分量视频接口，一般采用五线接头，它是用来将亮度和色 度分离输出的设备，主要功能是为了克服视频节目复合输出时的亮度跟色度的互相干扰。S端子的亮度和色度分离 输出可以提高画面质量，可以将电脑屏幕上显示的内容非常清晰地输出到投影仪之类的显示设备上。
DVI数字端子比标准VGA端子信号要好，数字接口保证了全部内容采用数字格式传输，保证了主机到监视器的 传输过程中数据的完整性（无干扰信号引入），可以得到更清晰的图像。
（RCA）接口
也称AV接口，通常都是成对的白色的音频接口和黄色的视频接口，它通常采用RCA(俗称莲花头)进行连接， 使用时只需要将带莲花头的标准AV线缆与相应接口连接起来即可。AV接口实现了音频和视频的分离传输，这就避 免了因为音/视频混合干扰而导致的图像质量下降，但由于AV接口传输的仍然是一种亮度/色度(Y/C)混合的视频 信号，仍然需要显示设备对其进行亮/色分离和色度解码才能成像，这种先混合再分离的过程必然会造成色彩信号 的损失，色度信号和亮度信号也会有很大的机会相互干扰从而影响最终输出的图像质量。AV还具有一定生命力， 但由于它本身Y/C混合这一不可克服的缺点因此无法在一些追求视觉极限的场合中使用。
第2章输入输出接口与过程通道抗干扰
系统地就是上述几种地的最终回流点，直接与 大地相连。
交流地是计算机交流供电电源地，即动力线地， 它的地电位很不稳定。
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接地理论分析，低频电路应单点接地，高频电路应就近多点接地。
当频率小于1MHz时，可以采用单点接地方式；
干扰：就是有用信号以外的噪声或造 成计算机设备不能正常工作的破坏因 素。
抗干扰措施：硬件措施，软件措施， 软硬结合的措施。
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干扰的来源：外部干扰和内部干扰
外部干扰：指那些与系统结构无关，而是由外界 环境因素决定的。外部干扰主要是空间电或磁的 影响，环境温度、湿度等气象条件。
内部干扰：是由系统结构、制造工艺等决定的。 内部干扰主要是分布电容、分布电感引起的耦合 感应，电磁场辐射感应，长线传输的波反射，多 点接地造成的电位差引起的干扰，寄生振荡引起 的干扰，甚至元器产生的噪声。
所以必须采用双端输入不对地方式，如下图所示：
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(2)共模干扰的抑制方法
①变压器隔离 利用变压器把模拟信号电路与数字信号电路隔
离开来，也就是把模拟地与数字地断开，以使共模 干外扰，电隔压 离Ｕ 前c和m隔不离成回后路应，分从别而采抑用制两了组共互模相干独扰立。的另电 源，切断两部分的地线联系。
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②光电隔离 光电耦合器是由发光二极管和光敏三极管封装
还会出现波反射现象。
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(2)长线传输干扰的抑制方法
采用终端阻抗匹配或始端阻抗匹配，可以 消除长线传输中的波反射或者把它抑制到最低 限度。
①终端匹配：终端并联电阻 ②始端匹配：始端串联电阻
为了避免外界干扰的影响，在计算机中常常采用双绞线（双绞线是由 两条导线按一定扭距相互绞合在一起的类似于电话线的传输媒体，每根线 加绝缘层并有颜色来标记）和同轴电缆（同轴电缆可分为两类：粗缆和细 缆，这种电缆在实际应用中很广，比如有线电视网，就是使用同轴电缆。 不论是粗缆还是细缆，其中央都是一根铜线，外面包有绝缘层）作信号线。
了解电脑的输入输出接口和设备
了解电脑的输入输出接口和设备电脑是一种普遍存在于现代社会的工具，它能够帮助我们完成各种任务，如上网、文字处理、图像编辑等。
在日常使用电脑时，我们经常需要用到不同的输入输出接口和设备来连接和操作电脑。
在本文中，我将为大家介绍一些常见的电脑输入输出接口和设备，以增进大家对电脑硬件的了解。
一、USB接口USB（Universal Serial Bus）接口是目前最常见和最广泛使用的电脑接口之一。
USB接口可以用来连接各种外部设备，如鼠标、键盘、打印机、摄像头等。
它具有插拔方便、传输速度较快的特点，因此被广泛应用于各类电脑和设备之间的数据传输。
二、HDMI接口HDMI（High-Definition Multimedia Interface）接口主要用于传输高清视频和音频信号。
通过HDMI接口，我们可以将电脑连接到高清电视、投影仪等显示设备上，实现高清影像和音效的输出。
HDMI接口通常用于播放高清电影、进行游戏等需要高质量图像和音效的场合。
三、VGA接口VGA（Video Graphics Array）接口是一种常见的模拟视频接口。
它被广泛用于连接电脑和显示器，传输视频信号。
VGA接口常用于连接老式显示器和投影仪等设备，它可以支持较高的分辨率和色彩深度。
四、音频接口音频接口是用于连接电脑和音频设备的接口，主要包括耳机插孔和麦克风插孔。
通过音频接口，我们可以将耳机、扬声器、麦克风等设备连接到电脑上，实现音频的输入和输出。
五、网线接口在现代网络通信中，网线接口是不可或缺的一部分。
通过网线接口，我们可以将电脑连接到局域网或广域网中，实现网络连接和数据传输。
网线接口的类型有很多，常见的有RJ45接口和光纤接口。
它们都是连接电脑和网络设备的重要接口，支持高速的数据传输。
六、扩展槽扩展槽是电脑主板上的接口，用于扩展和安装插件设备。
通过扩展槽，我们可以安装独立显卡、声卡、网卡等设备，提升电脑的性能和功能。
扩展槽的类型有PCI、PCI-E等，不同类型的扩展槽适用于不同的插件设备。
输入输出接口
第七章输入/输出接口第一节I/O接口概述第二节I/O接口的数据传输方式第一节I/O接口概述一、I/O接口的概念1. I/O设备输入输出设备简称I/O设备：原始数据和各种现场采集到的信息，都要通过输入设备送给计算机；键盘、卡片输入机和模/数转换器。
计算结果或各种控制信号需要输出到各种输出设备，以便显示、打印和实现各种控制动作。
常用的输出设备有CRT、打印机、数/模转换器等。
为什么I/O设备一般不能直接和系统总线相连？¾存取速度不匹配；¾时序不匹配；¾信息格式不匹配；¾信号电平不匹配；结论：必须在计算机和I/O设备间插一个称之为接口的电路进行协调，使双方连接起来。
二、接口的功能1.作为微型机与外设传递数据的缓冲站输出数据锁存——输出要锁存输入数据缓冲隔离——输入要三态2. 信息格式转换9电平转换9正负逻辑的转换9串并格式9模数转换3. 正确寻址与微机交换数据的外设4. 提供微型机与外设间交换数据所需的控制逻辑和状态信号输出设备4总线上的数据变化快，如何使慢速设备有足够的时间处理数据？四、端口编址方式端口对于接口而言，就像存储器中的一个字（字节）单元，可被微处理机访问； 每个端口必有一个端口地址；端口地址分配与存储器地址分配的关系？I/O端口的编址方式存储器映象方式（统一I/O方式）独立I/O方式（隔离I/O方式）IN AL, 21HOUT 43H, AL3.8086的I/O编址方式z可以独立编址，也可统一编址；z独立编址时：z存储器空间为1MB，用A0~A19寻址，指令为MOV；z I/O空间为64kB，用A0~A15寻址，指令为IN/OUT；z统一编址时：z存储器和I/O共同占用1MB空间，用A0~A19寻址；z读写指令统一为MOV。
4.IBM-PC的I/O编址方式z采用独立编址；z存储器：9空间为1MB9用A0~A19寻址9指令为MOV；z I/O：9空间为1kB9用A0~A9寻址9指令为IN/OUT；五I/O端口地址译码无论访问I/O端口采用哪一种编址方式，都将占用一个相应的地址，该地址一般由译码电路产生，译码电路的输入来自地址总线和控制总线，译码产生的地址是CPU与I/O接口交换信息的必要桥梁。
第7章 输入输出系统与接口
计算机通过输入设备获取来自外部的信息。 计算机通过输出设备把处理结果显示出来。
第2页
2013年8月1日星期四
第7章
输入输出系统及接口
7.1 接口电路概述 7.1.1 接口基本概念
输入设备：输入信息 输出设备：送出结果 输入设备
各设备的组成 结构、电气性 能和工作原理 各不相同
键盘、鼠标、扫描仪、磁带机、磁盘机、光盘机、 解调器、A/D转换器 输出设备 显示器、打印机、绘图仪、磁带机、磁盘机、光盘 机、调制器、D/A转换器
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第7章
输入输出系统及接口
7.1.3 接口信号
与计算机交换的信息 数据信息、状态信息和控制信息 。 1．数据信息
数字量 、模拟量 、开关量 2．状态信息
外设发送给计算机，反映外设工作状态 有BUSY和READY
3．控制信息 计算机发送给外设，控制外设的工作
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2．输出指令
第7章
输入输出系统及接口
7.3 输入输出的数据传送方式
计算机与I/O接口间的数据传送即数据交换。 数据传送的控制方式 程序直接控制传送方式、中断方式、DMA方式和 I/O处理机方式
7.3.1 程序直接控制传送方式
定义：是指在程序控制下进行的数据传送，通常是 在用户程序中安排一段由I/O指令和其它指令组成的 程序段，直接控制I/O接口的输入/输出操作。
目标寄存器为AX时，读取16位数据 直接寻址 端口地址n只能为8位地址信号，最多可以访问 28=256个不同的端口。对应指令有： IN AL, n ;AL←(n) IN AX, n ;AX←(n)
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plc接口电路的种类和功能
plc接口电路的种类和功能PLC（可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于工业自动化领域的设备。
它通过接口电路与外部设备进行通信和控制。
下面介绍PLC接口电路的主要种类和功能。
1.输入接口输入接口是PLC与外部输入设备（如传感器、开关、按钮等）之间的接口。
它接收来自这些设备的信号，并将其转换为PLC内部可以处理的数字或模拟信号。
常见的输入接口类型包括直流输入、交流输入、模拟量输入等。
输入接口的功能是将外部设备的状态或信号转换为PLC可以识别的内部信号，并将其传递到PLC的处理器中进行处理。
通过输入接口，PLC可以获取各种信息，如设备的状态、传感器读数、开关状态等，从而实现对外部设备的信息采集和控制。
2.输出接口输出接口是PLC与外部输出设备（如接触器、电磁阀、继电器等）之间的接口。
它根据PLC内部的处理结果，将数字或模拟信号转换为外部设备可以接受的信号，以实现对外部设备的控制。
常见的输出接口类型包括继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出等。
输出接口的功能是将PLC内部的处理结果转换为外部设备可以接受的信号，从而实现对外部设备的控制。
通过输出接口，PLC可以控制各种设备的动作和状态，如启动或停止设备、改变设备的运行状态、调节设备的速度等。
3.通信接口通信接口是PLC与其他设备或系统（如上位机、计算机、传感器网络等）之间的接口。
它通过通信协议与其他设备或系统进行数据交换和信息共享。
常见的通信接口类型包括串口通信、以太网通信、CAN 总线通信等。
通信接口的功能是实现PLC与其他设备或系统之间的数据交换和信息共享。
通过通信接口，PLC可以向上位机或计算机发送数据、接收其他设备的状态信息、与其他设备或系统进行协同工作等。
这使得PLC可以构成分布式控制系统，实现更复杂的功能和操作。
4.扩展接口扩展接口是PLC与其他扩展设备之间的接口。
它用于将PLC的功能扩展到更多的外部设备或系统中。
常见的扩展接口类型包括扩展总线接口、扩展IO接口等。
单片机的输入输出设备接口
单片机的输入输出设备接口1. 简介在嵌入式系统开发中，单片机是最常用的核心处理器之一。
单片机通过输入输出设备接口与外部设备进行通信，实现数据的输入和输出。
本文将介绍常见的单片机输入输出设备接口，包括数字输入输出口、模拟输入输出口、串行通信接口等。
2. 数字输入输出口（GPIO）数字输入输出口（General Purpose Input Output，简称GPIO）是一种常见的单片机输入输出设备接口。
它可以通过程序控制对内部资源的输入和输出。
单片机的GPIO包括多个引脚，每个引脚可以作为输入口或输出口使用。
在使用过程中，我们可以通过将引脚设置为输入模式或输出模式，并通过编程对引脚进行读写操作。
2.1. 输入模式在输入模式下，GPIO可以用作输入接口，接收外部设备的信号。
在单片机中，通常使用输入状态寄存器（Input Status Register）来存储外部信号的状态。
当外部设备产生一个高或低电平信号时，单片机可以通过读取输入状态寄存器来获取该信号的状态。
2.2. 输出模式在输出模式下，GPIO可以用作输出接口，控制外部设备的状态。
在单片机中，通常使用输出数据寄存器（Output Data Register）来存储输出数据。
通过向输出数据寄存器写入高或低电平信号，单片机可以控制外部设备的状态。
3. 模拟输入输出口（ADC和DAC）除了数字输入输出口，单片机还可以提供模拟输入输出口。
模拟输入输出口分为模拟数字转换器（ADC）和数字模拟转换器（DAC）两种。
3.1. 模拟数字转换器（ADC）模拟数字转换器（Analog-to-Digital Converter，简称ADC）可以将模拟信号转换为数字信号。
通过电压分压、采样等方法，单片机的ADC模块可以将外部模拟信号转换为数字量，供单片机进行处理和分析。
3.2. 数字模拟转换器（DAC）数字模拟转换器（Digital-to-Analog Converter，简称DAC）可以将数字信号转换为模拟信号。
单片机的输入与输出接口实现方法
单片机的输入与输出接口实现方法单片机是一种具有微处理器核心、存储器和外设接口的集成电路芯片。
它被广泛应用于各个领域，如家电、汽车、通信等。
在单片机应用中，输入与输出接口的实现是非常重要且常见的一项任务。
本文将介绍几种常用的单片机输入与输出接口实现方法，并进行详细讲解。
1. 数字输入输出接口（GPIO）数字输入输出接口是最基本也是最常用的单片机输入输出接口。
它通过单片机的通用引脚（GPIO引脚）来实现信号的输入和输出。
GPIO引脚可以配置为输入状态或输出状态，通过设置引脚电平的高低实现不同的功能。
在单片机编程中，可以使用特定的寄存器或库函数来控制GPIO引脚的状态。
例如，对于51单片机，可以使用P0、P1等寄存器来控制GPIO引脚的状态。
通过设置相应的位，可以配置引脚为输入或输出状态，并通过读取或写入相应的位来实现信号的输入或输出。
2. 模拟输入输出接口（ADC和DAC）模拟输入输出接口主要用于处理模拟信号。
模拟输入接口（ADC）将外部模拟信号转换成数字信号，以供单片机处理。
而模拟输出接口（DAC）将数字信号转换成模拟信号，以供外部电路使用。
在单片机中，ADC和DAC一般都是通过专用的模块来实现。
通过配置相应的寄存器和使用相应的库函数，可以设置ADC和DAC的参数，如采样率、精度等。
在编写程序时，可以通过读取ADC的值来获取模拟输入信号，并通过写入DAC的值来输出模拟信号。
3. 串口输入输出接口（USART）串口输入输出接口是单片机与外部设备之间常用的一种通信方式。
通过串口接口，可以实现单片机与计算机、传感器、显示器等设备的通信。
单片机中的串口通常采用USART模块来实现。
通过配置相关的寄存器和使用相应的库函数，可以设置串口的通信参数，如波特率、数据位数、停止位数等。
通过发送和接收数据来实现与外部设备的通信。
4. 存储器接口（EEPROM、Flash）存储器接口用于单片机与外部存储设备的数据交换。
调音台解了解各种音频接口的作用
调音台解了解各种音频接口的作用调音台是音频工程领域中经常使用的设备，它可以帮助调节不同音频接口，以达到优化音频效果的目的。
不同的音频接口在调音台上有不同的作用和功能，下面将为您解析各种音频接口的作用。
1. 麦克风接口（Microphone Interface）麦克风接口是调音台上最常见的接口之一。
它的作用是将外接的麦克风信号传输到调音台，以便进行声音的录制、放音和处理。
调音台上通常会有多个麦克风接口，以适应不同麦克风的连接需求。
2. 功放接口（Amplifier Interface）功放接口是调音台上的输出接口之一，用于将处理后的音频信号传输到功放设备，增强音频信号的电流或电压，以提升音频的音量和音质。
调音台上的功放接口通常配有不同的输出通道，以便分别控制不同音频信号的放大程度。
3. 线路输入接口（Line Input Interface）线路输入接口是调音台上常见的输入接口之一，用于连接外部音频设备，如CD播放器、电脑音频输出等。
通过线路输入接口，可以将外部音频信号传输到调音台进行混音、处理和调节。
线路输入接口通常具有不同的通道数，以适应多路音频输入的需求。
4. 耳机接口（Headphone Interface）耳机接口是调音台上用于连接耳机的接口，可以将混音后的音频信号传输到耳机中进行监听。
通过耳机接口，音频工程师可以实时监测和调整音频效果，确保最佳的声音质量。
5. 辅助发送接口（Auxiliary Send Interface）辅助发送接口是调音台上的一组输出接口，用于将音频信号发送到外部设备，如音响效果器、舞台监音系统等。
通过辅助发送接口，可以实现对音频信号的额外处理和调节，以满足特定音效要求。
6. 平衡输入接口（Balanced Input Interface）平衡输入接口是调音台上常见的输入接口之一，用于连接平衡输出的音频设备。
与非平衡输入接口相比，平衡输入接口可以有效抵抗电磁干扰和噪音干扰，提供更清晰和稳定的音频信号。
硬件7-输入输出接口
3、电气特性：每条线上的信号传送方向、有效电 平范围。 4、时间特性：每条线上的信号在什么时间上有效。
总线带宽：总线本身所能达到的最高传输速率。
总线带宽是衡量总线性能的重要指标，
单位：兆字节每秒(MB/s)。
【例】(1)某总线在一个总线周期中并行传送4个字 节的数据，假设一个总线周期等于一个总线时钟周 期，总线时钟频率为33MHz，则总线带宽是多少? (2)如果一个总线周期中并行传送64位数据，总线 时钟频率升为66MHz，则总线带宽是多少?
(3)外部总线:主机与外部设备以及计算机与计算机之 间使用的总线。
7.4.2 总线标准
相同的指令系统，相同的功能，不同厂家生产的各功 能部件在实现方法上几乎没有相同的，但各厂家生产的相同 功能部件却可以互换使用，其原因在于它们都遵守了相同的 系统总线的要求，这就是系统总线的标准化问题。
1、物理特性：指总线的物理连接方式，包括总线 条数、连线的插头、和插座形状、引脚排列方式 和次序等。
7.2.3 直接存储器访问——DMA方式
前两种方式以CPU为中心，占用CPU时间，DMA
方式以内存为中心，由专门的 DMA控制器向CPU请
求并接管总线的控制权，但需要利用系统的地址、
数据和控制总线。
一、 DMA方式的定义
直接存储器存取方式——DMA（Direct Memory Access）方式，是一种没有CPU参与的、在高速外 设与存储器之间直接进行数据传输的控制方式。
路
CR
控制 寄存器
数据 状态 控制
I/O 设备
都由数据 总线传送
一、组成
寄存器组、控制逻辑电路、主机与接口和接口与I/O设备之 间的信号联接线、地址线、数据线等信号线。
计算机的输入输出接口技术剖析
计算机的输入输出接口技术剖析目前，计算机的输入输出接口技术主要包括以下几类：串行接口、并行接口、网络接口、无线接口等。
1.串行接口：串行接口是一种使用一条数据线进行传输的接口技术。
通常采用串行接口传输的设备有串行口鼠标、串行口键盘等。
串行接口的优点是只需使用一条数据线，节省了硬件成本，但是传输速度较慢。
2.并行接口：并行接口是一种同时使用多条数据线进行传输的接口技术。
常见的并行接口有LPT接口、IDE接口、SCSI接口等。
并行接口的优点是传输速度快，但是由于需要使用多条数据线，导致硬件成本较高。
3.网络接口：网络接口是计算机与局域网、广域网等网络进行连接的接口技术。
常见的网络接口有以太网接口、无线网卡接口等。
通过网络接口，计算机可以实现与其他计算机之间的数据传输和共享。
4.无线接口：无线接口是一种可以实现无线数据传输的接口技术。
常见的无线接口有蓝牙、Wi-Fi、红外线接口等。
无线接口的优点是便于移动和无线连接，但是传输速度相对有限。
在计算机硬件方面，输入输出接口技术常常采用芯片实现。
例如，串行接口常使用UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)芯片，它可以将串行数据转换为并行数据以及将并行数据转换为串行数据。
并行接口常使用并行口控制器芯片，它可以实现数据的并行传输和控制。
网络接口则常用网卡芯片，无线接口则常用无线网卡芯片等。
总体而言，输入输出接口技术在计算机中占据着重要的地位，它决定了计算机与外部设备之间信息交互的能力和效率。
随着科技的不断发展，输入输出接口技术也在不断推陈出新，以满足人们对计算机外设更高要求的需求。
音频输入和输出接口的选择和设置
音频输入和输出接口的选择和设置随着科技的进步和多媒体内容的广泛应用，音频输入和输出接口的选择和设置变得越来越重要。
无论是进行音乐创作、语音输入、听音乐还是观看视频，我们都需要一个合适的音频接口来实现高质量的音频输入和输出。
本文将探讨音频输入和输出接口的选择和设置，帮助您了解如何选择和设置合适的音频接口来满足您的需求。
音频输入接口的选择和设置：1. USB接口：USB接口是目前最常见和最常用的音频输入接口之一。
它具有广泛的兼容性，几乎所有的设备都支持USB接口。
通过USB接口，您可以将各种音频设备（如麦克风、乐器）连接到电脑或移动设备上进行音频输入。
USB接口的设置很简单，只需插入设备并等待系统自动识别即可。
2. 3.5毫米耳机插孔：3.5毫米耳机插孔也是常见的音频输入接口。
它通常用于连接麦克风、耳机和音频设备。
当您需要语音输入时，可以通过将麦克风插入3.5毫米耳机插孔来实现。
大多数笔记本电脑和智能手机都配备有这种接口，设置也很简单，只需要将麦克风插入插孔即可。
3. 蓝牙接口：蓝牙接口是一种无线音频输入接口，通过蓝牙技术可以将音频设备与电脑或手机等设备进行连接。
使用蓝牙耳机或麦克风可以实现无线音频输入。
设置蓝牙接口需要先在电脑或手机上打开蓝牙功能，并将设备与蓝牙耳机或麦克风进行配对。
音频输出接口的选择和设置：1. 3.5毫米耳机插孔：与音频输入接口相同，3.5毫米耳机插孔也是最常见的音频输出接口之一。
通过将耳机连接到电脑或手机的3.5毫米耳机插孔上，可以实现音频输出。
大多数设备都有这种接口，设置也非常简单，只需插入耳机即可。
2. USB接口：USB接口不仅可以用于音频输入，也可以用于音频输出。
有些音箱和耳机支持USB接口，通过将它们连接到电脑或手机的USB接口，可以实现音频输出。
USB接口的设置与音频输入类似，只需插入设备并等待系统自动识别即可。
3. 蓝牙接口：除了用于音频输入，蓝牙接口也可以用于音频输出。
理解计算机基础知识计算机输入输出设备与接口
理解计算机基础知识计算机输入输出设备与接口理解计算机基础知识：计算机输入输出设备与接口计算机是现代社会中不可或缺的工具，所有的计算、数据处理和信息存储都离不开计算机。
计算机的核心是中央处理器（CPU），它负责执行指令并处理数据。
然而，要让计算机更加实用和便捷，输入输出设备与接口的角色至关重要。
本文将着重介绍计算机输入输出设备的种类及其与计算机之间的接口。
一、输入设备1. 键盘键盘作为最常见的输入设备之一，通过输入按键来向计算机传递指令和数据。
它是一种基于机械按键开关的设备，通过用户按下不同的按键，键盘会将相应的字符和指令发送到计算机。
键盘通常采用标准的PS/2接口或USB接口与计算机连接。
2. 鼠标鼠标是另一个常用的输入设备，通过手的移动来控制光标在计算机屏幕上的位置。
鼠标通常有左键、右键和滚轮，可以实现选择、拖拽和滚动等操作。
鼠标目前主要采用USB接口与计算机连接。
3. 扫描仪扫描仪是将纸质文档转化为数字格式的设备。
通过光电传感器逐行扫描纸质文档的像素，并将其转换成数字信号，从而实现文档的电子化。
扫描仪通常通过USB或SCSI接口与计算机连接。
4. 数字化板数字化板是一种类似于平板电脑的设备，用户可以使用特殊的电子笔在板上进行绘画、写字等操作。
数字化板通过感应电磁波的原理，将用户的操作转化成数字信号，并传输给计算机进行处理。
数字化板通常使用USB接口与计算机连接。
二、输出设备1. 显示器显示器是将计算机处理后的图像和文字以可视化方式展示给用户的设备。
常见的显示器有液晶显示器（LCD）和有机发光二极管显示器（OLED）。
显示器通过VGA、DVI、HDMI或DisplayPort等接口与计算机连接。
2. 打印机打印机将计算机中的文档以纸质的形式输出。
根据技术不同，打印机可以分为喷墨打印机、激光打印机和热敏打印机等。
打印机通常可以通过USB、以太网或无线网络接口与计算机连接。
3. 音频设备音频设备包括扬声器和耳机，用于输出计算机中的音频信号。
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dispmsg
pop edx pop ebx pop eax ret endp
输入一个字符
readc proc mov ah,1 int 21h ret endp 功能编号 AH＝01H 出口参数 AL＝输入字符的ASCII码
readc
功能说明 从 键 盘 输 入 一 个 字 符 ， 并回显在屏幕上
如何编排存储器地址和I/O地址？
1. I/O端口与存储器独立编址
I/O端口单独编排地址，独立于存储器地址 优点：
I/O端口的地址空间独立 控制和地址译码电路相对简单 专门的I/O指令使程序清晰易读
FFFFF
缺点：
I/O指令没有存储器指令丰富
FFFF
主存 空间
I/O 空间
0
80x86采用I/O端口独立编址
〔例7-2〕读取CMOS RAM数据程序－2
mov al,8 ; AL＝8（从8号单元获取月份数据） out 70h,al in al,71h call disphb ; 显示月份 mov al,'-' ; 显示分隔符“－” call dispc mov al,7 ; AL＝7（从7号单元获取日期数据） out 70h,al in al,71h call disphb ; 显示日期 13-07-11 exit 0 显示结果 end start
第 7 章 输入输出接口
7.1 7.2 7.3 7.4 I/O接口概述 无条件传送和程序查询传送 中断控制系统 DMA传送
第7章 输入输出接口
教 学 要 求
理解I/O接口典型结构特点和I/O端口编址方式 掌握输入输出指令 掌握DOS平台的汇编语言编程 熟悉无条件传送，开关输入和LED输出 掌握查询传送方式的特点和编程 熟悉中断传送方式的过程 熟悉IA-32处理器主要中断类型 掌握可屏蔽中断和中断向量表 掌握内部中断服务程序的编写 理解中断控制器的作用 熟悉可屏蔽中断服务程序的编写 理解DMA传送方式的特点
74LS244：双4位三态同相缓冲器 双向三态缓冲器：两个三态缓冲器构成
输出允许控制端OE*：控制数据的输出 方向控制端DIR：控制数据驱动的方向
74LS245 ：8位双向三态缓冲器芯片
示意图
2. 锁存器
使用D触发器构成
输入端为D端，控制端为C端 两个相反的输出信号Q和Q* 复位R或置位S控制端
I/O接口是位于基本系统与外设间、实现两 者数据交换的控制电路
在PC机主板上的可编程接口电路 系统总线插槽中的电路卡（Card）
7.1.1 I/O接口的典型结构
I/O地址＝外设端口，对应接口寄存器
1. 内部结构
数据寄存器
保存处理器与外设之间交换的数据 数据输入寄存器：保存从输入设备获取的数据， 处理器选择合适的方式进行读取 数据输出寄存器：保存处理器发往输出设备的 数据，适时到达输出设备
3. 基本功能
数据缓冲
匹配快速的处理器与相对慢速的外设的数据交 换 缓冲：实现接口双方数据传输的速度匹配
信号变换
把信号相互转换为适合对方的形式 计算机直接处理的信号 数字量（0和1组成的信号编码） 开关量（只有两种状态的信号） 脉冲量（低脉冲信号，高脉冲信号）
4. 软件编程
接口芯片具有可编程性（Programmable） 命令字（控制字）
输出一个字符
dispc proc push eax push edx mov ah,2 mov dl,al int 21h pop edx pop eax ret endp
dispc
功能编号 AH＝02H 入口参数 DL ＝ 输 出 字 符 的ASCII码 功能说明 在 屏 幕 当 前 光 标出显示字符
写入接口芯片、选择工作方式、控制数据传输
初始化程序
选择I/O接口工作方式、设置原始工作状态等
驱动程序
操纵I/O接口完成具体工作
硬件接口电路需要软件编程配合工 作
7.1.2 I/O端口的编址
I/O端口＝I/O地址，对应I/O接口的寄存器 一个接口电路可以具有多个I/O端口，每个 端口用来保存和交换不同的信息 数据寄存器、状态寄存器和控制寄存器占有 的I/O地址常依次被称为数据端口、状态端 口和控制端口 输入、输出端口可以是同一个I/O地址
输出字符串
dispmsg proc push eax push ebx push edx mov ebx,eax mov al,[ebx] test al,al jz dispm2 mov ah,2 mov dl,al int 21h inc ebx jmp dispm1
dispm1:
dispm2:
输入字符串
readmsg proc push ebx push ecx mov ebx,eax mov ecx,eax rdm1: mov ah,1 int 21h cmp al,0dh jz rdm2 mov [ebx],al inc ebx jmp rdm1 rdm2: mov byte ptr [ebx],0 cmp ebx,ecx jz rdm1 sub ebx,ecx mov eax,ebx pop ecx pop ebx ret readmsg endp
第7章
习题
7.1 简答题（1、2、3、8、10题（2、3、6、7、9） 7.7 7.8 7.9 7.12 7.14 7.18 7.20
7.1 I/O接口概述
微机的外部设备多种多样
工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作速 度方面彼此差别很大 它们不能与CPU直接相连 必须经过中间电路（I/O接口）再与系统相连
状态寄存器
保存外设当前的工作状态信息
控制寄存器
保存处理器控制接口电路和外设操作的有关信 息
2. 外部特性
接口电路的外部特性由其引出信号来体现 I/O接口处于处理器与外设之间： 面向微处理器一侧的信号
与处理器总线或系统总线类似 有数据信号、地址信号和控制信号等
面向外设一侧的信号
与外设有关 外设数据信号、外设状态信号和外设控制信号
程序的当前特权高于或等于程序的I/O特权， I/O敏感指令才可以执行 I/O许可位图给特权低的程序或虚拟8086方式的 程序提供有限的I/O地址访问权限
Windows限制应用程序访问I/O地址 教材将利用DOS操作系统实践I/O程序
7.1.4 16位DOS应用程序
16位DOS操作系统运行于
Intel 8086和8088处理器 IA-32处理器的实地址工作方式
1. DOS平台的源程序框架
; eg0700.asm in DOS include io16.inc ; 包含16位输入输出文件 .data ; 定义数据段 „„ ; 数据定义（数据待填） .code ; 定义代码段 start: ; 程序执行起始位置 mov ax,@data mov ds,ax „„ ; 主程序（指令待填） exit 0 ; 程序正常执行结束 „„ ; 子程序（指令待填） end start ; 汇编结束
〔例7-1〕DOS应用程序
include io16.inc ; 包含16位输入输出文件 .data ; 数据段 byte 'Hello, Assembly!',13,10,0 .code ; 代码段 ; 程序起始位置 mov ax,@data 运行于DOS环境 mov ds,ax MAKE16.BAT汇编连接 mov eax,offset msg call dispmsg ; 调用I/O子程序显示信息 exit 0 ; 程序正常执行结束 end start ; 汇编结束
操作演示
msg start:
2. DOS功能调用
DOS操作系统的系统函数（功能）以中断服 务程序形式提供，采用软件中断进行功能调 用，使用寄存器传递参数 基本输入输出系统ROM-BIOS、操作系统DOS 和Linux都采用中断调用方式提供系统功能 DOS系统调用一般有如下4个步骤：
（1）在AH寄存器中设置系统功能调用号 （2）在指定寄存器中设置入口参数 （3）用中断调用指令（INT N）执行功能调用 （4）根据出口参数分析功能调用执行情况
7.1.3 输入输出指令
输入指令IN：数据从I/O接口输入到微处理器
举例
IN AL/AX/EAX,i8/DX
IN AL,21H IN AL,DX
输出指令OUT：数据从微处理器输出I/O接口 OUT i8/DX,AL/AX/EAX 串输入INS指令 串输出OUTS指令
举例
OUT 21H,AL OUT DX,AL
in al,20h in ax,20h in eax, 20h mov dx,3fch in al,dx in ax,dx in eax,dx
3. I/O保护
I/O敏感指令 IN、OUT和INS、OUTS，CLI和STI IA-32处理器保护方式下，I/O特权和I/O许 可位图限制I/O敏感指令的执行
1. I/O寻址方式
直接寻址
I/O指令直接提供8位I/O地址 只能寻址最低256个I/O地址（00～FFH） 用i8表示I/O地址，表达形式上与立即数一样
DX间接寻址
用DX寄存器保存访问的I/O地址 可寻址全部I/O地址（0000～FFFFH） 直接书写成DX，表示I/O地址 64K个 I/O地址，不分段
2. I/O端口与存储器统一编址
将I/O端口与存储器地址统一编排 优点：
不需要专门的I/O指令 I/O数据存取灵活
FFFFF 主存 部分
缺点：
占去部分存储器空间 程序不易阅读 存储器空间
00000
I/O 部分
3. I/O地址译码
与存储器地址译码在原理和方法上完全相同 I/O地址不太强调连续，多采用部分译码
7.2 无条件传送和程序查询传送
计算机主机有多种与外设传送数据的方式 通过处理器执行I/O指令完成