计算机原理与应用：第六章 微型计算机输入输出接口技术.pdf

计算机原理与应用中，第六章主要探讨的是微型计算机输入输出接口技术。接口在计算机系统中起着至关重要的作用，它是CPU与外部设备间通信的桥梁。接口的主要功能包括信号电平转换、数据格式转换、数据缓冲、设备控制与检测、中断请求以及DMA请求的生成。接口还具备寻址、输入输出、数据转换、联络、中断管理、复位和可编程等功能。 接口电路通常分为通用接口和专用接口。通用接口适用于多种设备，如IBM-PC早期使用的8284、8288、8255等接口芯片，现在则通过集成芯片组实现，如82430TX中的北桥82439TX和南桥82371AB。专用接口则是针对特定设备设计，通常以接口卡的形式存在，如显卡、网卡等。 接口信号通常分为数据信息、状态信息和控制信息。数据信息包括数字量、模拟量和开关量，状态信息反映外设的工作状态，如READY和BUSY，而控制信息用于启动或停止设备。接口电路含有I/O端口寄存器，它们各自对应数据、状态和控制命令。 接口的编址方式主要有两种：存储器映射和I/O映射。存储器映射方式将I/O端口视为存储单元，统一编址，允许使用各种存储器访问指令，但可能会占用存储器地址空间且译码电路复杂。I/O映射方式则为I/O端口单独编址，使用专用的I/O指令，简化程序结构，但需要额外的CPU控制信号。 CPU与外设间的数据传输方式主要包括程序控制、中断和DMA。程序控制方式下，CPU直接控制数据传输，分为无条件传送（假设外设总是准备就绪）和条件传送（通过查询外设状态）。中断方式允许CPU在处理其他任务时被外设中断，执行完相应操作后返回原任务。DMA方式则由DMA控制器直接与内存和外设交换数据，无需CPU参与数据传输过程。 例如，控制LED灯可能涉及到无条件传送，CPU将点亮或熄灭LED的指令通过接口发送到LED驱动电路，接口不需状态寄存器即可完成任务。理解这些接口技术和数据传输方式对于理解和优化计算机系统性能至关重要。