IO接口的作用功能定义剖析
IO接口
I/O接口是一电子电路(以IC芯片或接口板形式出现 ),其内有若干专用寄存器和相应的控制逻辑电路构成.它是CPU和I/O设备之间交换信息的媒介和桥梁.CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现，前者被称为I/O接口，而后者则被称为存储器接口。
存储器通常在CPU的同步控制下工作，接口电路比较简单；而I/O设备品种繁多，其相应的接口电路也各不相同，因此，习惯上说到接口只是指I/O接口。
编辑本段基本功能· 进行端口地址译码设备选择· 向CPU提供I/O设备的状态信息和进行命令译码· 进行定时和相应时序控制。
· 对传送数据提供缓冲，以消除计算机与外设在“定时”或数据处理速度上的差异。
· 提供计算机与外设间有关信息格式的相容性变换。
提供有关电气的适配· 还可以中断方式实现CPU与外设之间信息的交换编辑本段接口组成包括硬件电路和软件编程两部分硬件电路包括基本逻辑电路，端口译码电路和供选电路等。
软件编程包括初始化程序段，传送方式处理程序段，主控程序段程序终止与退出程序段及辅助程序段等.编辑本段接口分类I/O接口的功能是负责实现CPU通过系统总线把I/O电路和外围设备联系在一起，按照电路和设备的复杂程度，I/O接口的硬件主要分为两大类：（1）I/O接口芯片这些芯片大都是集成电路，通过CPU输入不同的命令和参数，并控制相关的I/O电路和简单的外设作相应的操作，常见的接口芯片如定时/计数器、中断控制器、DMA控制器、并行接口等。
（2）I/O接口控制卡有若干个集成电路按一定的逻辑组成为一个部件，或者直接与CPU同在主板上，或是一个插件插在系统总线插槽上。
按照接口的连接对象来分，又可以将他们分为串行接口、并行接口、键盘接口和磁盘接口等。
编辑本段接口功能由于计算机的外围设备品种繁多，几乎都采用了机电传动设备，因此，CPU在与I/O设备进行数据交换时存在以下问题：速度不匹配：I/O设备的工作速度要比CPU慢许多，而且由于种类的不同，他们之间的速度差异也很大，例如硬盘的传输速度就要比打印机快出很多。
主板IO接口功能大解析
主板IO接口功能大解析主板作为电脑的重要部件之一，提供各种插槽与其他硬件设备进行连接，承载着整个平台的运行。
随着用户需求的不断增长，主板上的插槽也逐渐增多，特别是主板后部的I/O变得密密麻麻，让人眼花缭乱。
比如整合主板的视频输出接口从VGA增加到VGA DVI HDMI 的组合，这些接口在带给用户更多扩展潜力的同时，想必也给不少用户增添了不少的困惑。
接口如此繁杂，你都认识吗同为音频输出接口，二者有何不同?本文将介绍的I/O接口虽然不能涵盖过去将来所有的接口种类，但是对目前市面上绝大部分常见的主板I/O接口还是有所涉及，希望能对你的主板选购和使用有所帮助。
键鼠PS/2键鼠PS/2PS/2接口是I/O接口中比较常见的一种接口，用来连接键盘和鼠标，二者可以用颜色来区分，紫色的接键盘，绿色的是接鼠标。
键盘PS/2接口由于目前采用USB接口的鼠标越来越多，许多主板也减去了绿色的鼠标PS/2接口。
此外还有一种比较少见的键鼠通用的PS/2接口，这个接口非常好辨认，就是一半为紫色，一半为绿色。
视频输出接口视频输出接口目前比较主流的视频输出接口一共有3种，分别为VGA、DVI、HDMI。
其中VGA接口是采用模拟信号传输，DVI接口是采用的数字信号传输，HDMI接口能够实现音画一起输出，在画质上与DVI没有区别。
所以在输出的画质上DVI与 HDMI接口相同，好于VGA接口。
VGA接口VGA接口是一种D型接口，上面共有15针空，分成三排，每排五个。
工作原理是首先是将电脑内的数字信号转换为模拟信号，将信号发送到LCD显示器，而显示器再将该模拟信号转换为数字信号。
现在大部分显示器都带有VGA接口，用途十分广泛。
DVI接口目前的DVI接口分为两种，一个是DVI-D接口，只能接收数字信号;另外一种则是DVI-I接口，可同时兼容模拟和数字信号。
考虑到兼容性问题，目前在多数主板上一般只会采用DVD-I接口，这样可以通过转换接头连接到普通的VGA接口。
微型计算机课件第03章IO接口
04 IO接口的编程实现
IO接口的编程语言
C语言
其他语言
C语言是一种通用编程语言，具有高 效、灵活和可移植性强的特点，常用 于IO接口的编程。
如Python、Java等高级编程语言也可 以进行IO接口编程，但可能存在性能 损失。
Assembly语言
Assembly语言是一种低级编程语言， 直接与硬件交互，适用于对性能要求 高的IO接口编程。
输入设备接口
键盘接口
用于输入字符、数字和 命令，是计算机最常用
的输入设备之一。
鼠标接口
用于定位光标位置和输 入选择指令，提高用户 与计算机的交互体验。
扫描仪接口
摄像头接口
用于将纸质文档转化为 数字格式，方便存储、
传输和编辑。
用于输入视频和图像数 据，广泛应用于视频通 话、监控和拍照等领域。
输出设备接口
微型计算机课件第03章 IO接口
目录
• IO接口概述 • IO接口的工作原理 • IO接口的应用场景 • IO接口的编程实现 • IO接口的未来展望
01 IO接口概述
IO接口的定义与功能
定义
IO接口是微型计算机中用于连接 外部设备和主机之间的桥梁，实 现数据传输和控制信号传递。
功能
IO接口的主要功能包括数据传输 、地址识别、中断响应、设备选 择等。
IO接口的编程模型
同步模型
同步模型中，IO操作会阻塞当前 线程，直到IO操作完成。
异步模型
异步模型中，IO操作不会阻塞当 前线程，可以继续执行其他任务。
事件驱动模型
事件驱动模型中，IO操作通过事 件触发，可以提高程序的响应速
度和并发性能。
IO接口的编程实例
串口通信
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。
单片机IO口介绍
单片机IO口介绍单片机（microcontroller）是一种集成电路芯片，具有运算、存储和控制功能。
它是嵌入式系统中最常用的处理器之一、在单片机中，IO （Input/Output）口是用来进行输入输出操作的接口。
IO口通常包括数字IO口和模拟IO口两种类型。
下面将详细介绍单片机IO口的功能和应用。
1.数字IO口：数字IO口是单片机与外部设备进行数字信号交换的接口。
数字IO口可以进行输入和输出操作，具有以下特点：-输入功能：可以通过读取外部设备的状态或信号，并将其转换为数字信号输入到单片机中进行处理。
例如，传感器的信号输入和按键的输入等。
-输出功能：可以通过将数字信号输出到外部设备，控制其工作状态。
例如，LED的控制、驱动电机或继电器等。
数字IO口通常以引脚（pin）的形式存在于单片机芯片上。
一个引脚包括输入端和输出端，可以根据需要进行配置。
数字IO口操作简单、速度快、精度高，常用于控制和通信等方面。
2.模拟IO口：模拟IO口是单片机与外部设备进行模拟信号交换的接口。
模拟IO口可以进行模拟输入和输出操作，常用于采集和控制模拟信号。
-模拟输入功能：可以从外部信号源中获取模拟信号，并将其转换为数字信号输入到单片机中进行处理。
例如，温度传感器、声音传感器等。
-模拟输出功能：可以将数字信号转换为模拟电压、电流等形式，输出到外部设备中。
例如，通过PWM（脉冲宽度调制）信号控制电机的转速。
模拟IO口通常通过ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）实现。
ADC将模拟信号转换为数字信号，DAC将数字信号转换为模拟信号。
模拟IO口的使用相对复杂，需要进行模数转换和数模转换，但在一些需要对模拟信号进行处理和控制的应用中起到关键作用。
3.应用场景：IO口在单片机系统中广泛应用于各种应用场景。
以下是一些常见的应用场景：-传感器接口：通过IO口连接传感器，读取传感器的输出信号，进行数据采集和处理。
例如温度、湿度、光照等传感器的接口。
第13讲IO接口(改)
3. 接口电路功能
接口电路是专门为解决CPU与外设之间的不匹配、不 能协调工作而设置的，它处在总线和外设之间。主要功
能为：
(1)设置数据缓冲以解决两者速度差异所带来的不协调问 题
(2)设置信号电子转换电路 (3)设置信息转换逻辑以满足对各自格式的要求 (4)设置时序控制电路来同步CPU和外设的工作 (5)提供地址译码电路
1Y4
GND
2A1
1G：使能信号。将1A1-1A4的高电平或低电 平送到1Y1-1输出端。
2G：使能信号。将2A1-2A4的高电平或低电 平送到2Y1-2Y4输出端。
锁存器74LS373
作用：暂存数据。
OE 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 8D
74LS373
O1
O2 OE G D O
O3
(3)命令端口 命令端口(Command Port)也称为控制端口
2. I／O端口寻址方式
CPU对外设的访问实质上是对I／O接口电路中相应 的端口进行访问，因此和存储器那样，也需要由译 码电路来形成I／O端口地址。I／O端口的编址方式 有两种，分别称为存储器映象寻址方式和I／O单独 编址方式。
（1）存储器映象寻址方式
低 高高 高
O4Βιβλιοθήκη O5低 高低 低O6
低 低 X 锁存
O7
高 X X 高阻态
O8
G
无条件输入
D0
1Y1 1A1
D1
1Y2 1A2
74LS244
D7
M/IO CS RD
2Y4 2A4
1G 2G
+5V 开关
无条件输出
D0 D1
1D 1O 2D 2O
74LS373
IO接口的作用[宝典]
![IO接口的作用[宝典]](https://img.taocdn.com/s3/m/92c0093aec630b1c59eef8c75fbfc77da2699713.png)
IO接口的作用I/O接口的作用主机与外界交换信息称为输入／输出（I/O）。
主机与外界的信息交换是通过输入/输出设备进行的。
一般的输入/输出设备都是机械的或机电相结合的产物，比如常规的外设有键盘、显示器、打印机、扫描仪、磁盘机、鼠标器等，它们相对于高速的中央处理器来说，速度要慢得多。
此外，不同外设的信号形式、数据格式也各不相同。
因此，外部设备不能与CPU直接相连，需要通过相应的电路来完成它们之间的速度匹配、信号转换，并完成某些控制功能。
通常把介于主机和外设之间的一种缓冲电路称为I/O接口电路，简称I/O接口(Interface)，如图7.1所示。
对于主机，I/O接口提供了外部设备的工作状态及数据；对于外部设备，I/O接口记忆了主机送给外设的一切命令和数据，从而使主机与外设之间协调一致地工作。
对于微型计算机来说，设计微处理器CPU时，并不设计它与外设之间的接口部分，而是将输入/输出设备的接口电路设计成相对独立的部件，通过它们将各种类型的外设与CPU连接起来构成完整的微型计算机硬件系统。
所以，一台微型计算机的输入／输出系统应该包括I/O接口、I/O设备及相关的控制软件。
一个微机系统的综合处理能力、系统的可靠性、兼容性、性能价格比、甚至在某个场合能否使用都和I/O系统有着密切的关系。
输入/输出系统是计算机系统的重要组成部分之一，任何一台高性能计算机，如果没有高质量的输入/输出系统与之配合工作，计算机的高性能便无法发挥出来。
7.1.2 CPU与外设交换的信息主机与I/O设备之间交换的信息可分为数据信息、状态信息和控制信息三类。
一．数据信息数据信息又分为数字量、模拟量和开关量三种形式。
1．数字量数字量是计算机可以直接发送、接收和处理的数据。
例如由键盘、显示器、打印机及磁盘等I/O外设与 CPU交换的信息，它们是以二进制形式表示的数或以ASCII码表示的数符。
2．模拟量当计算机应用于控制系统中时，输入的信息一般为来自现场的连续变化的物理量，如温度、压力、流量、位移、湿度等，这些物理量通过传感器并经放大处理得到模拟电压或电流，这些模拟量必需先经过模拟量向数字量的转换（A／D转换）后才能输入计算机。
简述io接口并说出io接口的功能作用
简述i/o接口并说出i/o接口的功能作用主板接口基础知识CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现，前者被称为I/O接口，而后者则被称为存储器接口。
存储器通常在CPU的同步控制下工作，接口电路比较简单；而I/O设备品种繁多，其相应的接口电路也各不相同，因此，习惯上说到接口只是指I/O接口。
一、I/0接口的概念1、接口的分类I/O接口的功能是负责实现CPU通过系统总线把I/O电路和外围设备联系在一起，按照电路和设备的复杂程度，I/O接口的硬件主要分为两大类：（1）I/O接口芯片这些芯片大都是集成电路，通过CPU输入不同的命令和参数，并控制相关的I/O电路和简单的外设作相应的操作，常见的接口芯片如定时／计数器、中断控制器、DMA控制器、并行接口等。
（2）I/O接口控制卡有若干个集成电路按一定的逻辑组成为一个部件，或者直接与CPU同在主板上，或是一个插件插在系统总线插槽上。
按照接口的连接对象来分，又可以将他们分为串行接口、并行接口、键盘接口和磁盘接口等。
2、接口的功能由于计算机的外围设备品种繁多，几乎都采用了机电传动设备，因此，CPU在与I/O设备进行数据交换时存在以下问题：速度不匹配：I/O设备的工作速度要比CPU慢许多，而且由于种类的不同，他们之间的速度差异也很大，例如硬盘的传输速度就要比打印机快出很多。
时序不匹配：各个I/O设备都有自己的定时控制电路，以自己的速度传输数据，无法与CPU的时序取得统一。
信息格式不匹配：不同的I/O设备存储和处理信息的格式不同，例如可以分为串行和并行两种；也可以分为二进制格式、ACSII编码和BCD编码等。
信息类型不匹配：不同I／O设备采用的信号类型不同，有些是数字信号，而有些是模拟信号，因此所采用的处理方式也不同。
基于以上原因，CPU与外设之间的数据交换必须通过接口来完成，通常接口有以下一些功能：（1）设置数据的寄存、缓冲逻辑，以适应CPU与外设之间的速度差异，接口通常由一些寄存器或RAM芯片组成，如果芯片足够大还可以实现批量数据的传输；（2）能够进行信息格式的转换，例如串行和并行的转换；（3）能够协调CPU和外设两者在信息的类型和电平的差异，如电平转换驱动器、数／模或模／数转换器等；（4）协调时序差异；（5）地址译码和设备选择功能；（6）设置中断和DMA控制逻辑，以保证在中断和DMA允许的情况下产生中断和DMA请求信号，并在接受到中断和DMA应答之后完成中断处理和DMA传输。
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）
项目3：知识点3io接口
也叫请求方式或查询方式。这种方式以有 DMA请求为前提，能够连续传送一批数据。
（3）连续方式
连续操作方式是指在数据块传送的整个过程中 , 不管DMA请求是否撤消，DMA控制器始终控制着 总线。除非传送结束或检索到“匹配字节”， 才把总线控制权交回CPU。
特点
从DMA操作角度来看，以连续方式最 快，字组方式次之，单字节方式最慢。
(通常以二进制表示的数或以 ASCII 码表示
的数或字符)
(2) 模拟量
非电量信息
传感器
电量 信号
处理
A/D CPU
(3) 开关量
两个状态的量 (可以用0、1表示)
例如电机的启与停，开关的合与开等。
2. 状态信息 (STATUS)
反映当前外设工作状态的信息，例如：
输入时，输入设备是否准备好？ (READY) 输出时，输出设备是否空闲？(BUSY)
数据寄存器
任何接口电路均包括如下基本功能：
1. 地址译码和设备选择；
2.数据寄存器及缓冲 ；
3.数据格式转换。
4.联络功能；
5.中断管理和DMA控制； 6.接收复位信号并对端口初始化 ；
7. 可编程功能。
二、 CPU 与I/O接口之间传递的信息类型
1. 数据信息 (DATA) CPU 与外设交换的基本信息是数 据，有三种类型： (1) 数字量 由键盘、光电输入机等输入的信息。
传 送 流 程 演 示
查询传送方式工作流程包括两个基本工作环节
（1）查询环节 主要通过读取状态寄存器的标志位来检查 外设是否“就绪”。 （2）传送环节
当上一环节完成后，将对数据口实现寻址， 并通过输入指令从数据端口输入数据，或 利用输出指令从数据端口输出数据。
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。
IO接口——精选推荐
IO接⼝
什么是I/O接⼝？
CPU与外设之间进⾏数据传输的逻辑部件。
它的功能包括：
1）实现主机和外设之间的通信
2）CPU送来外设的地址码之后，接⼝需要地址译码以及设备选择
3）开始传输，CPU与外设之间的速度往往不匹配，接⼝需要实现数据缓冲
4）传输的过程中，发现两边数据格式不匹配了，接⼝就要负责信号格式的转换
5）传送控制命令和状态信息，⽐如CPU要启动外设，会发布启动命令；当外设准备好了，也会通过接⼝中的“状态寄存器”向CPU传递状态信息。
端⼝与接⼝
端⼝是指可以读写的寄存器；
接⼝是端⼝+控制逻辑。
I/O端⼝及其编址
I/O端⼝是指能被CPU直接访问的寄存器。
I/O端⼝要想被访问，必须要有端⼝地址。
1）统⼀编址：与存储器统⼀编制，访问速度更快，不需要专门的指令，但是占⽤了内存编制空间
2）独⽴编址。
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。
4 通用IO
通用I/O
I/O接口的功能
1.实现和不同外设的速度匹配
大多数的外设的速度很慢，无法和µs量级 的单片机速度相比。
单片机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I/O操作。
为了知道外设是否准备好，需I/O接口电路 与外设之间传送状态信息。
I/O接口的功能
2. 输出数据锁存
4. 接口电路的可编程性
• 许多接口电路具有多种功能和工作方式，可以通过 编程的方法选定其中一种 • 接口需要进行物理连接，还需要编写接口软件 • 接口软件有两类： – 初始化程序段——设定工作方式等 – 数据交换程序段——管理、控制、驱动外设，负 责外设和系统间信息交换
I/O端口的编址
两种方式：独立编址与统一编址。 1． I/O端口独立编址方式 I/O端口地址空间和存储器地址空间分开编址，但需专门读 写I/O的指令和控制信号。(如8086的IN、OUT指令，IOR、IOW 控制信号) 2． I/O端口按存储器统一编址方式 I/O端口与数据存储器单元同等对待，统一编址。 不需要专门的I/O指令，直接使用访问数据存储器的指令进 行I/O操作，简单、方便且功能强。(Freescale、MCS51)
void ledpmd(void) { unsigned char led,i; DDRA=0xff; while(1) { led=0xfe; for(i=0;i<8;i++) { PTA=led; led=(led<<1)+1; //最低位 dly(); } } }
例 在D口接8个LED， 在B口接8个开关量输入，编 程实现通过开关的关断控制LED的亮灭。
MC68HC908GP32的并行I/O端口
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
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
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二、中断传送方式特点
数据传送的双方平时各自做自己的工作， 一旦甲方要求与乙方进行数据传送，就主 动发出信号提出申请，乙方接到申请后若 同意传送，安排好当前的工作，再响应与 甲方发生数据传送。完事后，回去继续做 打断前的工作。 中断功能强弱是计算机性能优劣的重要标 志 提高CPU效率 解决速度矛盾 实现并行工作 应付突发事件……
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)
2、译码寻址：用地址线加译码器件对外寻址
P0.7P0.0 MCS -51 +5V 74LS138
G G2 A G2 Y0 B A Y1 B Y2 C Y7
0# /CE
1# /CE
2# /CE /CE
常用译码器件： 74LS138：3-8译码器
74LS139：双2-4译码器
5.2 数据的输入/输出传送方式
三、编址方式
编址是设计过程（在先） 译码和寻址是应用过程（在后）
对I/O与存储器编址通常有两种方式： 独立编址方式： I/O与存储器分别编址 (例如IBM-PC) 统一编址方式： I/O与存储器合在一起编址(单片机应用系统)
单片机对外部器件实现一一对应的“片选”通常要用 单片机的地址总线A15—A0中的部分或全部，甚至也 可以用某些I/O线。 P0口是低8位地址与数据复用口
中断涉及的几个环节
①中断源
（前面提到的甲方）
②中断申请 （甲方发出信号提出申请） ③开放中断 （乙方同意传送） ④保护现场 （安排好当前的工作） ⑤中断服务 （响应乙方的要求） ⑥恢复现场 （完事后，回去……） ⑦中断返回 （继续做打断前的工作）
5.3单片机的中断系统
5.3.1单片机的中断源
一、51子系列允许5个(52子系列6个)中断源 2个外部中断请求：INT0，INT1 2个片内定时器/计数器T0和T1中断请求： TF0，TF1，(TF2——52子系列有T2） 1个串行口中断请求：TI/RI 二、CPU识别中断申请的依据： CPU在每个机器周期的S5P2期间，会自动 查询各个中断申请标志位，若查到某标志 位被置位,将启动中断机制。
第五章
5.1 5.2 5.3 5.4
MCS-51的中断系统
I/O接口的作用/功能/定义 数据的输入/输出传送方式 单片机的中断系统 中断的举例
5.1 I/O接口的作用/功能/定义
一、作用 计算机/单片机与外设之间起桥梁的 电路或部件——接口(interface)。 协调两者间的差异。 速度不一致 数据性质不同 数据协议/格式不同
TCON：Timer控制寄存器，是管理定时器工作的N
TF1 TR1
TF0 TR0 IE1
IT1 IE0 IT0
TF0/TF1：定时器溢出中断申请标志位： =0：定时器未溢出； =1：定时器溢出申请中断，进中断后自动清零。 TR0/TR1：定时器运行启停控制位： =0：定时器停止运行； =1：定时器启动运行。
接口地址的编址/译码/寻址概念： 通过适当的地址线(或控制线，或I/O线), 物理上形成某个或某些片选/使能等信号， 实现与接口对象的一一对应的过程。
站在单片机/计算机一侧来看待上述过程叫编址。 站在单片机/计算机外侧来看待上述过程叫译码。
通过软件与译码电路硬件实现对外设的片选或使 能控制过程叫寻址。
Tc=1/fosc
Ts=6Tc
Tm=12Tc=6Ts
Tc S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2 S3 S4 S5 S6 Ts Tm Tm ——此图见P.40 CPU识别中断申请的依据： CPU 在每个机器周期的S5P2期间，会自动查询 各个中断申请标志位，若查到某标志位被置位, 将启动中断机制。
P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 A7/D7 A6/D6 A5/D5 A4/D4 A3/D3 A2/D2 A1/D1 A0/D0
P2口是高8位地址口
P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0
A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 A8
所需功率/电平不匹配 所需测控点数量不匹配
二、接口与端口
本课程中讲到的接口可以是→器件→电路板卡 →设备/装置→ …… 口地址 → 可寻址的寄存器/端口 地址由选用的地址线条数与地址线名决定 地址线条数n决定：寻址范围 = 2n MCS-51寻址范围 = 216 = 65536 = 64K字节 地址线在地址总线中的序名决定具体地址 一个端口可能有多个口地址； 一个口地址只能唯一地指向某个端口。
1、线选寻址：用一条或几条地址线对外寻址
MCS-51单片机 P2.7 P2.5 P0口 P2.2-2.0 P2.6
D7-0 Q7-0
/CE
/CE
AD7-0 A10 A9 A8 RAM （2K）
Q7-0 /CE D7-0
P2.5 做 RAM 片选线 （0000H—07FFH） P2.2,P2.1,P2.0与P0口共同寻址 2K字节存储单元 地址范围： XX0X X000 0000 0000 XX0X X111 1111 1111
TCON：Timer控制寄存器，低4位管理外部中断
TCON
TF1
TR1
TF0
TR0
IE1 IT1
IE0
IT0
IE0/IE1：外部中断申请标志位： =0：没有外部中断申请； =1：有外部中断申请。 IT0/IT1：外部中断请求的触发方式选择位： =0：在INT0/INT1端申请中断的信号低电平有效; =1：在INT0/INT1端申请中断的信号负跳变有效.
一、数据的输入/输出传送方式
无条件传送方式： 一方对另一方来说总是准备好的
查询传送方式(LOOK UP)： 传送前一方先查询另一方的状态，若已经准备 好就传送，否则就继续查询/等待 中断传送方式(IRQ)： 一方通过申请中断的方式与另一方进行数据传 送 直接存储器存取方式(DMA)： 双方直接通过总线传送数据, 不经CPU中转