最新微型计算机接口技术及应用(第三版)刘乐善重要知识点

微型计算机接口技术及应用(第三版)刘乐善重要知识点

1.（为什么要设置接口）设置接口的目的有两条：通过接口实现设备与总线的连接；连接起来以后，CPU通过接口对设备进行访问，即操作或控制设备。

2.接口分为两类：设备接口和总线桥设备接口：是指I/O设备与本地总线（如ISA总线）之间的连接电路并进行信息（包括数据、地址及状态）交换的中转站。总线桥，是实现微处理器总线与PCI总线，以及PCI总线与本地总线之间的连接与信息交换（映射）的接口。

3.设备接口和总线桥的区别：首先，总线桥与接口的区别是连接对象不同。接口连接的的是I/O设备和本地总线（用户总线），总线桥连接的是本地总线（用户总线）和PCI总线。其次，传递信息的方法不同。接口是直接传递信息，接口两端的信息通过硬件传递，是一种一一对应的固定关系。桥是间接传递信息，桥两端的信息是一种映射的关系，并非通过硬件一一对应的直接传输，即由软件建立起来的映射规则实现，可动态改变。

4.为什么要设置I/O设备接口?为什么要在ISA总线和I/O设备之间设置接口电路呢？原因：一、微机的总线与I/O设备两者的信号线不兼容，在信号线的功能定义，逻辑定义和时序关系上都不一致；二，CPU与I/O设备的工作速度不兼容，CPU速度高，I/O设备速度低；三，若不通过接口，而由CPU直接对

I/O设备的操作实施控制，就会使CPU穷于应付与I/O设备硬件打交道，从而大大降低CPU的效率；四、若I/O设备直接由CPU控制，也会使I/O设备的硬件结构依赖于CPU，对I/O设备本身的发展不利。因此，有必要设置具有独立功能的接口电路，以便协调CPU与I/O设备两者的工作，提高CPU的效率，不有利于I/O设备按自身的规律发展。

5.I/O设备接口的功能 1.执行CPU命令 2.返回外设状态 3.数据缓冲 4.信号转换

5.设备选择

6.数据宽度与数据格式转换

6.I/O设备接口与CPU交换数据的方式 1.查询方式 2.中断方式 3.直接存储器存取（DMA）方式

7.D/A转换器的接口采用的数据段和交换方式是无条件传输。

什么叫无条件？无需判断某个状态，只需询问是否需要转换，需要转换就转，不需要转换就不转。

8.总线桥的具体任务是？一是负责总线与总线之间的连接与转换。二是完成设备信息的传递。三是支持即插即用。

9.总线的概念：总线（Bus）是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是

由导线组成的传输线束，按照计算机所传输的信息种类，计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。

10.为什么要设置总线标准？总线标准的设置主要解决不同厂家各类模块化产品的兼容问题。总线标准：微机系统各组成部件之间，通过总线进行连接和传输信息时，应遵守一些协议和规范，这些协议和规范称为总线标准。

11.总线的性能参数总线频率总线宽度总线传输率同步的方式多路复用负载功能信号线数总线控制方式其他性能指标（电源电压等级、能否扩展64位宽度）

12.总线传输操作过程（1）申请与仲裁阶段（2）寻址阶段（3）传输阶段（4）结束阶段

15.I/O的渊源：设备选择功能是接口电路应该具备的基本功能之一，因此，作为进行设备端口选择的I/O端口地址译码电路是每个接口电路中不可缺少的部分。

16.端口（Port）是接口（Interface）电路中能被CPU访问的寄存器地址。

17.端口分类：命令（端）口、状态（端）口、数据（端）口。

18.独立编址和统一编址各自的优缺点统一编址方式是从存储器空间中划出一部分地址空间给I/O设备使用，把I/O接口中的端口当做存储器单元一样进行访问。优点：由于对I/O设备的访问是使用访问存储器的指令，不设置专门的I/O 指令，故对存储器使用的部分指令也可用于端口访问。这样就增强了I/O处理能力。另外，统一编址可给端口带来较大的寻址空间，对大型控制系统和数据通信系统是很有意义的。缺点：端口占用了存储器的地址空间，是存储器容量减小。另外，指令长度比专门的I/O指令要长，因而执行时间较长。统一编址方式对I/O端口寻址必须全地址线译码，增加了地址线，也就增加了地址译码电路的硬件开销。独立编址方式是接口中的端口地址单独编址而不和存储空间合在一起。优点：I/O端口不占用存储器空间。使用专门的I/O指令对端口进行操作，I/O指令端，执行速度快。对I/O端口寻址不需要全地址译码，地址线少，也就简化了地址译码电路的硬件。并且，由于I/O端口访问的专门I/O指令与存储器访问指令有明显的区别，是程序中I/O操作与其他操作的界限清楚、层次分明、程序的可读性强。由于I/O端口地址和存储器地址是分开的，故I/O 端口地址和存储器地址可以重叠，而不会互相混淆。缺点：I/O指令少，PC微机只使用IN和OUT指令，对I/O的处理能力不如统一编制方式。由于单独设置I/O指令，故需要增加--IOR和--IOW的控制信号引脚，这对CPU芯片来说应该是一种负担。

19.全译码：所有I/O地址线（A0~A9）全部作为译码电路的输入参加译码，一

般在要求产生单个端口时使用。部分译码：只有高位地址线参加译码，产生片选信号--CS，而低位地址线不参加译码，一般在要求产生多个端口的接口芯片中使用。开关式译码：在部分译码方法的基础上，加上地址开关来改变端口地址。一般在要求I/O端口地址需要改变时采用。

20.内部定时：内部定时产生运算器、控制器等CPU内部的控制时序，如取指周期、读/写周期、中断周期等，主要用于CPU内部指令执行过程的定时。外部定时：外部定时是外设在实现某种功能时所需要的一种时序关系。时序配合：当用户在把外设和CPU连接组成一个微机应用系统，且考虑两者的工作时序时，不能脱离计算机内部的定时规定，即应以计算机的时序关系（即内部定时）为依据，来设计外部定时机构，使其既符合计算机内部定时的规定，又满足外部设备的工作时序要求，这就是所谓的时序配合。

21.定时/计数器82C54A的应用举例 82C54A用作测量脉冲宽度 82C54A用作定时 82C54A用作分频 82C54A同时用作计数与定时

22.中断是指CPU在正常运行程序时，由于外部/内部随机事件或由程序预先安排的事件，引起CPU暂时中断正在运行的程序，而转到为外部/内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。中断源：中断的发生事出有因，引起中断的事件就是中断源。中断处理程序（或者说中断服务程序）:CPU在在处理中断事件时针对不同中断源的要求给以不同的解决方案的程序。中断分类：硬中断（外部中断）、软中断（内部中断）硬中断包括可屏蔽中断INTR和不可屏蔽中断NMI 软中断包括DOS中断功能和BIOS中断功能软中断有DOS中断和BIOS中断，作用有什么不一样DOS中断功能的作用是对设备、文件、目录及内存的管理功能，涉及各个方