基本输入输出接口分析
需求分析报告中的接口,1200字
需求分析报告中的接口需求分析报告中的接口是指系统需要与其他系统或用户进行交互的界面或接口。
接口是系统与外部世界进行信息交换的媒介，通过接口可以实现数据的输入、输出和处理等功能。
在需求分析报告中，接口的设计和定义非常重要，因为接口直接影响系统的功能、性能和用户体验。
下面是一个关于接口的需求分析报告的示例，具体说明了接口的功能和需求。
一、接口功能1. 输入接口：系统需要有一套用户友好的输入接口，用户可以通过该接口输入数据和指令。
输入接口应具有良好的用户交互性和易用性，能够根据用户的输入数据进行验证和处理。
2. 输出接口：系统需要能够将处理结果以符合用户需求的形式进行输出，包括文本、图形、报表等。
输出接口应能够满足不同用户的需求，具有良好的可定制性和可扩展性。
3. 数据接口：系统需要与其他系统进行数据的交换和共享，该接口需要能够实现数据的导入、导出、同步等功能。
数据接口应具有良好的兼容性和互操作性，能够与其他系统进行数据的无缝集成。
4. 操作接口：系统需要有一套统一的操作接口，用户可以通过该接口进行系统的操作和控制。
操作接口应具有良好的可操作性和可扩展性，能够满足用户不同的操作需求。
5. 通信接口：系统需要与用户进行实时的通信和交互，该接口需要能够提供网络通信和协议支持。
通信接口应具有良好的稳定性和安全性，能够保障系统与用户之间的数据传输和交流。
二、接口需求1. 用户友好性：接口应具有良好的用户交互性和易用性，界面设计应简洁明了，操作方式应自然直观，能够降低用户的学习成本和使用难度。
2. 兼容性：接口应具有良好的兼容性，能够与现有系统和设备进行无缝集成和互操作，减少系统的改动和重构。
3. 可定制性：接口应具有良好的可定制性，能够根据用户的需求进行灵活的配置和定制，满足用户对系统功能和界面的个性化需求。
4. 可扩展性：接口应具有良好的可扩展性，能够随着系统的需求变化和扩展进行相应的升级和改进，保障系统的可持续发展。
计算机组成：输入输出接口的基本组成，功能和分类
计算机组成：输⼊输出接⼝的基本组成，功能和分类输⼊/输出接⼝的基本组成、功能和类型1．接⼝的类型在实际应⽤中，按照外部设备的⼯作原理和应⽤⽅式的不同，开发出了多种多样的输⼊/输出接⼝，可以按照不同标准对其进⾏分类。
（1）按通⽤性分类，有通⽤接⼝和专⽤接⼝。
通⽤接⼝是可供多种外设使⽤的标准接⼝，专⽤接⼝则是为某类外设或应⽤专门设计的。
（2）按外设与接⼝间的数据传送⽅式，可分为串⾏接⼝和并⾏接⼝。
主机与接⼝由内部的系统总线负责数据传输，数据总是并⾏传送的。
在并⾏接⼝中，外设和接⼝间传送数据的宽度是⼀个字节（或字）的所有位，⼀次传输的信息量⼤，但数据线的根数将随着数据宽度的增加⽽增加。
在串⾏接⼝中，外设和接⼝间的数据是⼀位⼀位串⾏传送的，⼀次传输的信息量⼩，但只需⼀根数据线。
所以，并⾏接⼝适合近距离设备与主机间的传输；串⾏接⼝⽐较适合在远程终端和计算机⽹络等设备离主机较远的场合下使⽤。
（3）按主机访问外设的控制⽅式，可分为程序查询式接⼝、程序中断接⼝、DMA接⼝，以及更复杂⼀些的通道控制器等。
（4）按功能的灵活性，可分为可编程接⼝和不可编程接⼝。
可编程接⼝的功能是可变的，通过编程可使同⼀接⼝执⾏多种不同的功能；不可编程接⼝则只能⽤硬连线逻辑来实现固定的功能。
（5）按输⼊/输出的信号类型不同，可分为数字接⼝和模拟接⼝。
数字接⼝的输⼊/输出全为数字信号，以上列举的并⾏接⼝和串⾏接⼝都是数字接⼝。
⽽模/数转换器和数/模转换器中包含模拟信号，则属于模拟接⼝。
2．接⼝的基本组成（3）按数据处理的功能进⾏分类。
除了输⼊设备和输出设备外，还有外存储器设备、多媒体设备、⽹络通信设备和外围处理机设备等多种类型。
2．⼯作特点输⼊/输出接⼝电路的内部的基本组成和外部的连接⽅式可以⽤如下图所⽰的框图来表⽰。
由图可见，主机对外部设备的控制信息看成输出数据，外部设备提供给主机读取的状态和数据信息则是输⼊数据，若在接⼝中为数据信息、控制信息和状态信息分设相应的寄存器，赋以不同的端⼝地址，这些信息便按照I/O控制信息的要求分时地由主机或外设使⽤数据总线传送到各⾃的寄存器中去，再由对⽅读取并进⾏后续操作。
第6章 基本输入输出接口(jkbs)--0173页PPT
IN AX,DX
第6章：OUT指令实例（向300H端口输出一个字节）
；唯一的方法：间接寻址，字节量输出 MOV AL,BVAR ；BVAR是字节变量 MOV DX,300H OUT DX,AL
第6章：输入/输出指令（IN、OUT）特点
（1） 累加器AL、AX的专用指令 对输入指令IN ，目的操作数只能为AL, 或AX IN AL, 21H IN AX, DX IN BX, 21H 对输出指令OUT ，源操作数只能为AL, 或AX OUT 20H, AL OUT DX, AX OUT DX, CX
I/O接口是位于系统与外设间、用来协助完成数据传 送和控制任务的逻辑电路，是CPU与外界进行信息 交换的中转站。
PC机系统板的可编程接口芯片、I/O总线槽的电路 板（适配器）都是接口电路
CPU
接口 电路
I/O 设备
第6章：6.1.1 I/O接口的主要功能
⑴ 对输入输出数据进行缓冲和锁存 输出接口有锁存环节；输入接口有缓冲环节 实际的电路常见： 输出锁存缓冲环节、输入锁存缓冲环节
；方法3：直接寻址，字节量输入
IN AL,21H
MOV AH,AL
IN AL,20H
；方法4：间接寻址，字节量输入
MOV DX,21H
IN AL,DX MOV AH,AL DEC DX IN AL,DX
；方法1：直接寻址，字量输入 IN AX,20H
；方法2：间接寻址，字量输入 MOV DX,20H
OUT 20H, AL
E620
IN AL, DX
输入指令（IN：将外设数据传送给CPU内的AL/AX）
IN AL,i8 ;字节输入
IN AL,DX ;字节输入
IN AX,i8;字输入
单片机常用接口剖析
单片机常用接口剖析在当今的电子技术领域，单片机的应用可谓无处不在。
从智能家居到工业控制，从医疗设备到消费电子，单片机都发挥着至关重要的作用。
而单片机能够与外部设备进行有效的通信和交互，离不开其丰富多样的接口。
接下来，让我们深入剖析一下单片机常用的接口。
一、GPIO（通用输入输出接口）GPIO 接口是单片机中最基本也是最常用的接口之一。
它就像是单片机与外部世界的“手”，可以通过编程来设置为输入或输出模式。
在输出模式下，我们可以控制 GPIO 引脚输出高电平（通常为＋33V 或＋5V）或低电平（0V），从而驱动各种外部设备，如LED 灯、继电器、电机等。
例如，要让一个 LED 灯亮起，只需将对应的 GPIO引脚设置为高电平，电流流过 LED 使其发光。
在输入模式下，GPIO 引脚可以检测外部信号的状态，比如按键的按下与松开。
当按键按下时，引脚电平可能从高变为低，单片机通过读取这个电平变化来做出相应的反应。
二、UART（通用异步收发传输器）UART 接口常用于单片机与其他设备之间的串行通信。
它实现了数据的逐位传输，虽然速度相对较慢，但在很多场景下已经足够满足需求。
想象一下，我们要将单片机采集到的数据发送到电脑上进行分析，或者从电脑向单片机发送控制指令，这时候 UART 就派上用场了。
UART 通信需要设置波特率（数据传输的速率）、数据位、停止位和奇偶校验位等参数，以确保通信的准确性和可靠性。
在实际应用中，我们常常使用 MAX232 等芯片将单片机的 TTL 电平（0 5V）转换为 RS232 电平（－10V 到＋10V），以便与电脑等标准 RS232 接口设备进行通信。
三、SPI（串行外设接口）SPI 接口是一种高速的同步串行通信接口，常用于连接需要快速数据传输的外部设备，如闪存、传感器等。
SPI 接口通常由四根线组成：时钟线（SCK）、主机输出从机输入线（MOSI）、主机输入从机输出线（MISO）和片选线（CS）。
汇编语言第8章输入输出接口
(1) I/O接口的基本概念 (2) I/O控制方式 (3) DMA接口技术 (4) 可编程DMA控制器8237
8.1 I/O接口概述
8.1.1 I/O接口的基本功能
(1) 数据缓冲 (2) 提供联络信息 (3) 信号与信息格式的转换 (4) 设备选择 (5) 中断管理 (6) 可编程功能
IOW
图8.4 片选信号的产生
8.2 I/O控制方式
主机与外围设备之间的数据传送控制方式(即I/O控制 方式)主要有三种：
程序控制方式、中断控制方式和直接存储器存取 (DMA)方式。
8.2.1 程序控制方式
程序控制方式是指在程序控制下进行的数据传送方式。 它又分为无条件传送和程序查询传送两种。
地址空间 200～20FH 210～217H 218～2F7H 2F8～2FFH 300～31FH 320～32FH 330～377H 378～37FH
器件/接口适配器 地址空间
游戏卡
380～38FH
扩充部件
390～3AFH
未用
3B0～3BFH
异步通信卡(COM2) 3C0～3CFH
未用
3D0～3DFH
(5) DMA控制器发出存储器写信号MEMW，将数据传送 到由地址总线上的地址所指向的内存单元；
(6) DMA控制器放弃对总线的控制权；
(7) 地址寄存器加1；
(8) 字节计数寄存器减1；
(9) 如果字节计数寄存器的值不为零，则返回第一步，否 则结束。
第8章 作业
8.1 8.2 8.3 8.5 8.6 8.7 8.11
硬盘卡
3E0～3EFH
未用
3F0～3F7H
打印卡
3F8～3FFH
计算机组成原理(第七章 输入输出系统
第七章输入输出系统第一节基本的输入输出方式一、外围设备的寻址1．统一编址：将输入输出设备中控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等与内存单元一样看待，将它们和内存单元联合在一起编排地址，用访问内存的指令来访问输入输出设备接口的某个寄存器，从而实现数据的输入输出。
2．单独编址：将输入输出设备中控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器单独编排地址，用专门的控制信号进行输入输出操作。
3．CPU与外围设备进行通信有三种类型：（1）CPU向外围设备发出操作控制命令。
（2）外围设备向CPU提供状态信息。
（3）数据在CPU与外围设备之间的传递。
历年真题1．对外设统一编址是指给每个外设设置一个地址码。
（2002年）【分析】CPU与外设之间的信息传送是通过硬件接口来实现的，各种外设的硬件接口上又都包含有多个寄存器，如控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等。
统一编址是将外设接口上的各种寄存器等同于内存储器的存储单元，通过使用访问内存单元的指令来访问外设接口上的各个寄存器，这样就可以使用访存指令来访问外设，输入输出操作简单，程序设计比较简便。
由于外设接口上的寄存器种类和数量通常不止一个，所以一个外设至少对应一个以上的内存地址。
【答案】对外设统一编址是将外设接口上的寄存器等同内存单元，给每个外设设置至少一个地址码。
二、外围设备的定时1．外围设备的定时方式有异步传输方式和同步定时方式两种。
2．实现输入输出数据传输的方式主要有：程序控制方式、直接存储访问（DMA）方式、通道方式。
程序控制方式又可分为程序查询方式和中断方式两种。
历年真题1．对I/O数据传送的控制方式，可分为程序中断控制方式和独立编址传送控制方式两种。
（2001年）【分析】对1/O数据传送的控制方式，可分为程序直接控制方式、程序中断控制方式、DMA控制方式、通道控制方式等。
程序中断控制方式只是其中的一种方法，独立编址是指对1/O设备的控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等单独进行地址编排，使用专门的指令对其进行操作，可用在各种数据传送的控制方式中。
系统总线和具有基本输入输出功能的总线接口实验报告
系统总线和具有基本输入输出功能的总线接口实验报告一、实验目的1.理解总线与总线接口的概念，了解总线接口的基本输入输出功能。
2.学习使用系统总线进行数据传输的方法。
3.掌握总线接口的基本编程方法。
二、实验原理系统总线是一种计算机系统中实际存在的、能够传输信息的一组导线或卡槽。
实现计算机各个部件间数据传输的功能。
具有高速、可靠、灵活等特点。
总线接口是指计算机中各种扩展设备与主板、芯片等之间连接器的一种电路设计。
总线接口的基本输入输出功能包括数据读取、数据写入、地址读取、地址写入等。
总线接口的编程方法由物理地址访问和逻辑地址访问组成。
物理地址访问是将实际存放数据的地址传递给总线接口，逻辑地址访问是将对应的逻辑地址转化为物理地址然后传递给总线接口。
三、实验器材1.个人电脑2.跑虚拟机的电脑或实机3.开发板或仿真器4.计算机总线卡5.串行通信接口6.实验用数据、程序4.实验步骤1.准备工作(1)将开发板或仿真器连接到计算机，并进行相应的设置。
(2)将计算机总线卡插入计算机的PCI插槽中，并与开发板或仿真器之间进行连接。
(3)将串行通信接口连接至开发板或仿真器的相应引脚上。
2.完成数据传输(1)先进行地址写入和数据写入操作，以确定要传输的数据的位置和内容。
(2)再进行地址读取和数据读取操作，以读取相应位置上的数据。
(3)读取到的数据会被传输到串行通信接口，然后通过串口发送到外部设备。
(4)如果需要，可以重复进行以上操作以进行连续数据传输。
3.编写程序根据实验内容，编写相应的程序实现数据的读取和传输过程，并进行调试和优化。
5.实验结果通过本次实验，我了解了系统总线和总线接口的基本输入输出功能，并学会了总线接口的编程方法。
同时，我也掌握了数据传输的方法，能够熟练地进行数据的读写操作，并能够编写相应的程序进行调试和优化。
6.实验总结通过本次实验，我对系统总线和总线接口的概念有了更深刻的理解，也学会了一些实际应用的技巧。
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_基本输入输出接口技术
20
6.3 CPU与外设之间的数据传送方式
[例] 设状态端口地址为086H，数据端口地址为084H，外 设忙碌D7=1，请用查询方式写出CPU从存储器缓冲区 Buffer送出1KB的数据给外设的程序段。 LEA SI , Buffer ；取Buffer的有效地址送SI MOV CX , 1000 ；循环次数 W1: MOV DX, 086H ；状态端口地址送DX W2: IN AL , DX ；从状态端口读入状态信息 AND AL，80H ； BUSY=0? JNZ W2 ； BUSY=1，返回继续查询 MOV AL,[SI] ； BUSY=0，取数据 MOV DX, 084H ；数据端口地址送DX OUT DX,AL ；数据输出到数据端口 INC SI ；SI指向下一个字节数据 LOOP W1 ；CX-1送CX≠0，循环 HLT ；CX=0，传送结束
FFFFF
内存 空间 I/O 空间
10
§6-2 I/O端口的编址与访问
二、 I/O端口地址的译码方法：
I/O端口地址译码的一般原则是：把CPU用于I/O端口寻址 的地址线分为高位地址线和低位地址线两部分：
将低位地址线直接连到I/O接口芯片的相应地址引脚， 实现片内寻址，即选中片内的端口。 将高位地址线与CPU的控制信号组合，经地址译码电 路产生I/O接口芯片的片选信号。 常见的译码器： 2/4线译码器74LS139 3/8线译码器74LS138
返回断点
6.3 CPU与外设之间的数据传送方式
关于中断的几点说明：
采用中断的数据传送方式时，外设处于主动申请地 位，CPU配合进行数据传送；CPU不必反复去查询 外设的状态，而是可以与外设“并行工作”，因此 提高了CPU的工作效率，并且更具有实时性。
输入输出接口电路
输入输出接口技术第一节接口技术的基本概念一、接口的概念和功能二、接口电路的典型结构三、接口功能第二节I/O端口的编址和译码一、I/O端口的编址方式二、输入/输出指令三、I/O端口的译码第三节CPU与外设间的数据传送方式一、无条件传送方式二、条件传送方式三、中断传送方式四、DMA传送方式一、接口的概念和功能1 接口：指CPU与存储器和外设之间通过总线进行连接的电路部分，是CPU与外界进行信息交换的中转站。
为什么要在CPU与外设之间设置接口电路？其一，CPU与外设两者的信号线不兼容，在信号线功能定义、逻辑定义和时序关系上都不一致；其二，两者的工作速度不兼容，CPU速度高，外设速度低； 其三，若不通过接口，而由CPU直接对外设的操作实施控制，就会使CPU处于穷于应付与外设打交道之中，大大降低CPU的效率；其四，若外部设备直接由CPU控制，也会使外设的硬件结构依赖于CPU，对外设本身的发展不利。
因此，有必要设置接口电路，以便协调CPU与外设两者的工作，提高CPU的效率，并有利于外设按自身的规律发展。
2 接口技术：是研究CPU如何与外部世界进行最佳耦合与匹配，实现双方高效、可靠地交换信息的一门技术，是软件、硬件结合的体现，是微机应用的关键。
微机接口技术综合性很强，所涉及的知识面很宽，包括微机原理、汇编语言（或高级语言）程序设计、电子技术、自控原理以及通信技术等多门课程的基础理论和专业知识。
3.接口技术在微机应用中的作用微机应用系统的研究和微机化产品的开发，从硬件角度来讲，就是接口电路的研究和开发，接口技术已成为直接影响微机系统的功能和微机推广应用的关键。
微机的应用是随着外部设备的不断更新和接口技术的发展而深入到各个领域的。
1从编程角度看，接口内部主要包括一个或多个CPU可以进行读/写操作的寄存器，又称为I/O端口。
2各I/O端口由端口地址区分。
3按存放信息的不同，I/O端口可分为三种类型数据端口：用于存放CPU与外设间传送的数据信息状态端口：用于暂存外设的状态信息控制端口：用于存放CPU对外设或接口的控制信息，控制外设或接口的工作方式。
第8章 输入输出接口分析
例：设在8086系统中有一片8253，其端口地址分配是：
通道0为210H，通道1为212H，通道2为214H，控制端口为 216H。要求对其通道0进行初始化，使其工作于方式1、 BCD计数、计数初始值为100H。
● 根据对已知条件的分析，得到控制字各位的值如
下: 选择通道0，D7D6＝00 工作方式1，D3 D2 D1＝001 BCD计数，D0＝1 由于 8086 是 16 位数据线，采用 16 位传输，故令 D5D4=11 所以控制字：33H
教学进程
8.3.2 并行接口芯片8255 1. 8255A的内部逻辑结构
A组 控制 A组 端口A （8位）
PA7~ PA0
组成: 外设接口部分 A组和B组控制电路 读/写控制逻辑电路 数据总线缓冲器
数据 D ~D 7 0 总线 缓冲器 RD WR A1 A0 RESET CS 读写 控制 逻辑
内 部 数 据 总 线
（AL）→[DX] （AX）→ PORT+1；PORT
（AX）→[DX]+1；[DX]
教学进程
第 8.2节
8.2 主机与外设的数据传送方式
8.2.1程序查询方式
根据外部设备性质的不同，程序控制方式可分为: 无条件传送方式 在程序执行输入/输出指 令时，无条件地执行指令 相应的操作。 查询工作方式 程序不断地询间外部设备的
教学进程
8.2.2 程序中断方式
中断响应和处理过程 主程序 CPU在执行程 序中，被内部 或外部的事件 所打断，转去 执行一段预先 安排好的中断 服务程序；服 务结束后，又 返回原来的断 点，继续执行 原来的程序。 中断服务程序 中断请求 断点
对外设 进行处理 返回断点
继续执行
第8章 输入输出方法及常用的接口电路
A1 A0 00~10 00~10 11
RD
0 1 1
WR
1 0 0
CS
0 0 0
操 作 A口、B口、C口→数据总线（读操作） 数据总线→A口、B口、C口（写操作） 数据总线→控制寄存器（写操作）
表8.2 8255A端口选择及操作功能表
A1 0 0 1 0 0 1 1 × 1 × A0 0 1 0 0 1 0 1 × 1 ×
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
输入操作(读)
输出操作(写)
断开功能
3．A组和B组控制电路 作用：接收来自CPU的读/写控制部分的信号和CPU送 入的控制字，然后分别决定各端口的功能。 ①A组控制电路控制端口A和C的高4位(PC7～PC4)； ②B组控制电路控制端口B和C的低4位(PC3～PC0)。 ③根据控制字对端口C的某位实现“置0”或“置1”的操作。 4．数据总线缓冲器
2．状态端口 状态端口用于暂存反映外部设备工作状态的信息。 输入时，CPU应检测外设欲输入的信息是否准备就 绪，如果已准备好，则CPU可以读入信息，否则CPU等 待“就绪”信号的出现后再读入； 输出时，CPU应检测外设是否已处于准备接收状态， 即外设为“空”状态，若是“空”状态，则CPU输出数 据至外设。若外设处于“忙”状态，则CPU不能向外设 输出信息。这种“空”、“忙”、“就绪”均为状态信 息。 3．控制端口
图8.1 主机通过接口与外设相连
8.1.2 基本I/O接口 输入接口电路最基本的功能是三态缓冲，即通过一 组三态缓冲器保证任意时刻仅允许被CPU选中的设备经 由接口与CPU通信； 输出电路最基本的功能是锁存数据，保证外设能够 正确接收到信息。 1．基本输入接口 三态门电路是起缓冲和隔离作用的。只有当CPU选 中此接口即三态门选通时，才允许选定的输入设备将数 据送至系统数据总线，而其他没有选中的输入设备，此 时相应的接口三态门“关闭”，从而达到与数据总线隔 离的目的。
微型计算机控制系统课件第3章 输入输出接口及输入输出通道
除缓冲器和锁存器外，还有一类既有缓冲功能又有锁存功 能的器件，Intel公司8255A可编程并行I/O扩展接口芯片就是 这样的器件。8255A与工业控制计算机（ISA）总线的连接如 图3-5所示。8255A有三个可编程的8位输入输出端口A、B和 C，内部有一个控制寄存器。通过向控制寄存器写入控制字定 义A、B、C端口的数据传输方向（输入或输出）。图中 ATF16V8作译码器用。
数字量输入接ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ原理图
数字量输出接口原理图
输入输出接口设计
输入接口是输入通道与工业控制机总线之间的桥梁，输出接口是输出通道与工业控制机总线之间 的桥梁。下图是由缓冲器和译码器组成的数字量输入接口示例，以及锁存器和译码器组成的数字量输 出接口示例。
数字量输入接口示例
数字量输出接口示例
输入输出接口设计
S1=/A9+/A8+A7+A6+A5+A4+A3+A2 Y0=AEN+S2
输入输出接口与输入输出通道 数据信息的输入输出控制方式 数字量/模拟量输入输出通道的基本组成
基于板卡的输入输出接口与通道的设计
基于计算机通讯接口的输入输出接口与通道的 设计
数字量输入输出-基本输入输出
IOW
例:一个输出设备的简单接口电路
D7 数据线 P ~ 锁存器 C D0 288H 总 A15 地址线 地址 线 ~ 译码 A0 0 与 0 0 非 IOW
输出设备接口电路，即硬件上保证: 只在CPU执行从288H端口输出数据时， 锁存器处于触发状态，其输出随输入变 化，而CPU执行其它指令时，锁存器均 处于锁存状态, 其输出不随输入变化， 思考：其他的指令为什么不可以？ 例：OUT 50H,AL; MOV [0288H],AL
20H 端口1 0 21H 端口2 1 8259
例:一个输入设备的简单接口电路
IO总线
D7 ~ D0
A15 ~ A0 AB
DB
三 态 缓冲器
开关 状态
地址 284H P290图5.11 译码 74LS244G1/G2 0 与 0 0 IOR 非 图中译码电路的作用： 该电路在CPU执行指令 只当A15~A0上出现284H时， MOV DX, 284H （即0000 0010 1000 0100B） IN AL, DX 输出0，其他输出1。 将输入设备的数据读入 CPU内AL中
例:一个输入设备的简单接口电路
D7 ~ D0 数据线
D0 D7 三 态 缓冲器 开关 输入
K1 : K8
I O 总 线
A15 地址线 ~ A0
IOR 执行: MOV DX, 284H IN AL, DX
地址 284H 译码 IN指令时序 0 与 0 T1 T2 T3 Tw T4 0 CLK 非
A15~A0
MOV DX, 288H IN AL, DX
输入设备接口电路，即硬件上保证: 只在CPU执行从288H端口输入数据时，三态门处于工作状态，使输 入设备的数据送上总线侧，而CPU执行其它指令时，三态门均处于 高阻状态，使输入设备的数据线与总线侧断开。 思考：其他的指令为什么不可以？ 例：IN AL, 50H; MOV AL, [0288H]
示波器的输入和输出接口介绍
示波器的输入和输出接口介绍示波器是一种广泛应用于电子设备测试和故障排除的仪器，它能够显示电信号的波形和特征，方便工程师迅速分析和判断设备工作情况。
在使用示波器时，了解和熟悉输入和输出接口是十分重要的。
本文将介绍示波器常见的输入和输出接口，以帮助读者更好地理解和使用示波器。
一、输入接口1. BNC接口BNC接口是示波器最常见的输入接口之一，它通常用于接收模拟信号。
BNC接口具有良好的电磁屏蔽性能，能够减少外部干扰对信号采集的影响。
在连接BNC接口时，需要使用BNC转接头或者合适的探头进行连接。
2. 插头接口除了BNC接口，示波器还常配备插头接口，用于接收数字信号或直流信号。
插头接口通常有多个引脚，用于传输不同类型的信号。
在接口选择时，需要根据测试信号的类型来选择合适的插头接口，以确保信号能够正确地输入示波器。
3. USB接口随着现代电子设备的普及，许多示波器还配备了USB接口，可以通过USB线将示波器与计算机连接。
通过USB接口，示波器可以与计算机进行数据传输和控制，方便数据分析和保存，提高效率。
需要注意的是，在连接示波器与计算机时，应根据示波器的型号选择合适的USB接口类型和驱动程序。
二、输出接口1. BNC接口示波器的BNC接口不仅可以用于信号输入，还可以用于信号输出。
通过BNC接口输出示波器内部采集到的信号，可以连接其他测试仪器或设备进行进一步的分析或处理。
需要注意的是，输出信号的幅值和频率应与被连接设备的要求相匹配，避免损坏设备或引起误差。
2. USB接口类似于输入接口，示波器的USB接口也可以用于信号输出。
通过USB接口将示波器与计算机连接之后，可以将示波器内部采集到的信号传输到计算机上进行分析和处理。
在输出信号时，也需要根据接收设备的要求选择合适的USB接口类型。
3. LAN接口部分高级示波器还配备了LAN（局域网）接口，可以通过以太网连接示波器与计算机或网络进行数据传输和控制。
通过LAN接口，示波器可以与其他设备或仪器进行联网操作，实现数据共享和远程控制。
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数据输出 至外设
CPU数据总线
Q7～Q0 D7～D0
OE CLK
三态缓冲 器 来自外设数据
D7－D0
G
地址
输入
端口
≥1 端口译码信号
≥1
译码器
M/IO
WR
RD
无条件传送方式的输入输出原理
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2. 条件传送方式（查询方式）
• 条件传送即程序查询方式，是指CPU在传送数据前，首先 通过查询确认外设准备好了才传送数据，否则，CPU等待。 从而较好地解决了CPU与外设传送数据时不同步的问题。
查询的一般步骤：
①从Ｉ/Ｏ端口读入设备状态信息并确定外设是否准备好交 换数据；
②若外设没有准备好，则重复执行第①直到设备准备好为 止；
IO • 长格式I / O 指令可只译码A 7～A 0，短格式 I / O 指令必须译码A 15～A 0地址线；
• 如同存储器一样，8086CPU的I/O系统包含两个8位I/O体，如下图所示。8088CPU 只有一个I/O体，执行16位I/O指令时，需要两次总线操作，分别读/写高/低字节；
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BHE=0 FFFF FFFD FFFB
A0=0
FFFE FFFC FFFA
0003 0001
0002 0000
对应D15～D8
对应D7～D0
8086中的I/O体
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• 8086CPU中8位与16位I/O端口的译码。 例: 设两个输出端口地址为0FEH～0FFH，设计 其输出电路。
执行：OUT 0FEH,AL 时，AL内容送74LS374＃1 执行：OUT 0FFH,AL 时，AL内容送74LS374＃2 执行：OUT 0FEH,AX 时，AL内容送74LS74＃1,AH内
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二、I/O指令及其执行过程
1、I/O指令
IN AL，PORT IN AX，PORT IN AL，DX IN AX，DX
OUT PORT ， AL OUT PORT ， AX OUT DX ， AL OUT DX ， AX
其中PORT为直接端口地址； 8086CPU能寻址216个I/O端口。
第一节 微型计算机接口概述
地址总线 AB
接口电路的基本功能是在CPU 与外部设备之间建立信息交换 通道；
微 处 理 器
CPU
存储器
I/O接 口
输出设备
输入设备
数据总线DB 控制总线 CB
• 对于一个计算机系统，通常包括多个外部设备，因而
有多个相配套的接口电路，CPU采用与存储器管理相
类似的方法管理接口；
DI7～DI0
BHE
≥1
Q7～Q0
OE CLK
0FFH
8位或16位输出电路原理图
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第二节 8086/8088 CPU与外设间数据交 换方式
无条件传送 查询传送 中断控制方式 存储器直接存取控制方式
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第二节 8086/8088 CPU与外设间数据交 换方式 一、程序控制方式 程序控制方式是指CPU与外设间的数据交换在程 序控制下进行 无条件传送方式 条件传送方式
容送74LS74＃2。 需要注意的是，执行OUT 0FFH,AL指令时，AL内容是 由CPU数据总线的D15～D8送出。
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M/IO WR A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1
D7~D0
74LS374＃1
≥1
DI7～DI0
A0
≥1
Q7～Q0
OE
CLK
0FEH
&
D15~D8
74LS374＃2
（1）独立编址输入输出 • I/O空间与存储器空间分开编址；
• 设置专用的输入输出指令IO；
• 设置专用的控制信号M/ （2）存储器映像输入输出 • I/O操作与存储器操作指令相同； • I/O接口占用存储空间；
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三、输入输出端口地址译码
• I/O端口地址译码与存储器地址译码非常相似； • 考虑M/ ＝0为I/O操作；
CPU采样数据总 线
CLK
M/IO ALE
AD15～AD0
WR
总线周期
T1
T2
T3,Tw
T4
地址输出
数据输出
由DX或指令给出的 端口地址
AL或AX中数据输 出到系统数据总线
此时接口电路应 捕获数据总线上 数据
OUT指令执行时序示意图
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2、I/O接口编址方式
端口：外设接口中可被主机直接访问的寄存器。 端口编址：便于访存，为端口编译地址。
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（1）查询式输入
数据端口译码信号
输 数据 锁存器
入
DQ
设 备
×8 选通信
×8
号STB
＋5V
CLR D
Q
≥1 RD
CPU数据总线
状态信息READY
≥1
状态端口译码信号
RD
查询方将数据送上外设 数据总线并发出选通信号（STB）
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一、输入输出接口功能描述
(1)数据缓冲功能；(CPU与外设工作速度匹配)
(2)接受和执行CPU命令的功能；
(3)信号转换功能；(用一组逻辑电平编码信息)
(4)设备选择功能；
(5)中断管理功能；(提高系统效率与事件响应速度) (6)数据格式变换功能；(串并转换) (7)可编程功能。(增加硬件电路灵活性)
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2、I/O指令的执行过程
• IN指令执行时序； • OUT指令执行时序。
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CLK
M/IO ALE
AD15～AD0
RD
由DX或指令给出的 端口地址
总线周期
T1
T2
T3,Tw
T4
地址输出 浮空
数据输入
数据由接口电路准备好 并送上系统数据总线
IN指令执行时序示意图
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查询输入方式的基本程序
设外设状态信息接到系统数据总线的D7位。
POLL: IN AL，STATUS_PORT ；读状态端口
TEST AL，80H 1
；检查READY是否是
JE 查
POLL
；未准备好，循环再
IN AL，DATA_PORT ；从数据端口输入 数据
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（2）查询式输出
输 出
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1. 无条件传送方式
• 无条件输入 不管外设状态外，设C已PU经执准行备IN好指，令直接从端口 输入即为无条外作件部时输控间入制固。过定程的动
• 无条件输出 不管外设状态，CPU执行OUT指令直接将数据 输出到端口即为无条件输出。
• 无条件输入输出要求外设在任何时候都能与 CPU交换信息；
数据 锁存器 QD
设
×8
备 BUF
＋
Q D 5V
ACK