计算机接口技术是计算机科学与工程中的重要组成部分,它涉及如何让计算机与外部设备之间有效地交换数据。在本科计算机信息第二学期的课程中,学生会接触到各种接口技术的基础知识,包括总线标准、中断控制器、DMA控制器、串行通信协议以及接口芯片的功能。
1. 总线标准:STD总线是一种工业控制用的标准微机总线,它允许不同厂商的硬件组件在统一的框架下协同工作。例如,ISA、PCI、PCIe等都是常见的总线标准,它们定义了数据传输的速度、宽度和时序。
2. 中断控制器:8259A是Intel设计的一种中断控制器,它的正在服务寄存器ISR记录当前正在响应的中断级别。中断是计算机系统中一种重要的异步通信机制,用于处理突发事件。
3. DMA控制器:8237A是常见的DMA(直接内存访问)控制器,它的DACK(DMA应答)信号用于替代传统I/O设备的地址选择逻辑,使得数据可以直接从I/O设备传输到内存,无需CPU介入。
4. 串行通信:RS-232C是一种广泛使用的串行通信协议,其逻辑"0"表示+3至+15伏的电压。异步串行通信中,字符是信息的基本单位,每个字符由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。
5. 接口分类:可编程接口可以通过程序指令改变其功能,比如8255、8253等,而不可编程接口的功能通常是固定的。
6. A/D转换:在模拟信号变化较快时,为了准确捕捉信号,需要先使用采样/保持器对信号进行瞬间冻结,然后进行A/D转换。
7. USB总线:USB(通用串行总线)采用星形层式结构和Hub技术,允许多达127个设备连接到主机,简化了设备的连接和管理。
8. 键盘扫描:逐行扫描法用于检测键盘上的闭合键,通过检查每一行的列输出状态,可以识别出被按下键的位置。
9. 状态端口:CPU通过读取状态端口,可以获取外设的工作状态,例如,是否准备好接收数据、是否完成传输等。
10. 接口核心:CPU是接口的核心,它通过与内存储器交互,控制数据的传输和处理。
判断题部分涉及的知识点:
- 8253方式3计数初值为7时,确实能输出3个时钟周期的低电平。
- DMAC并不总是受CPU控制,它可以独立于CPU进行数据传输。
- 非可编程接口中,锁存器常用于输出端口,而不是输入端口。
- 内总线是微机系统内部组件间通信的通道,不是构成整个系统的唯一总线。
- 20mA电流环是采用不平衡方式传输信号的。
- ADC中的锁存器用于锁存数字量,而非模拟量。
- DMA控制器可以在某些情况下与CPU同时工作,比如异步传输。
- 可编程接口通常至少包含两个端口,用于读写操作。
- 8251A的RXRDY信号在允许接收并接收到字符后有效,指示接收完成。
- 外部总线可以是串行也可以是并行方式传输数据。
简答题部分涉及了RS-422的双端传输原理、地址译码电路的作用、8253计数器的功能以及中断向量法的工作流程。
RS-422采用两条信号线是为了增强抗干扰能力,通过比较两条线之间的电位差来确定逻辑状态。
地址译码电路的输入是地址信号和控制信号,输出是选中线,用于选择和激活特定的接口芯片。
8253的D7-D0、A1A0、CLK和OUT分别用于数据传输、选择内部寄存器、提供计数时钟和输出计数完成信号。
在向量法中,CPU通过中断类型号找到中断向量表,从中取得中断服务程序的CS和IP,从而跳转到相应的中断处理程序执行。
这些知识点涵盖了计算机接口技术的基础概念和关键部件,对于理解计算机系统如何与外部设备通信至关重要。学生需要深入理解和掌握这些内容,才能在实际应用中灵活运用。