第8章外圍設備接口

1、第第8 8章章 外圍設備接口外圍設備接口 接口（接口（Interface）是計算機的）是計算機的CPU、存儲器與外圍存儲器與外圍設備設備，或者，或者兩種外圍設備之間兩種外圍設備之間，或者，或者兩種機器之兩種機器之間間通過系統(tǒng)總線進行連接的通過系統(tǒng)總線進行連接的邏輯電路邏輯電路（邏輯部（邏輯部件），它是件），它是CPU與外界進行信息交換的與外界進行信息交換的中轉站中轉站。接口接口的基本功的基本功能：能：一一是為信息傳輸操作選擇是為信息傳輸操作選擇外圍設備外圍設備二二是在選定的外圍設備和主機之間交換信息，保是在選定的外圍設備和主機之間交換信息，保證外圍設備用計算機系統(tǒng)特性所要求的形式發(fā)證外圍設備用

2、計算機系統(tǒng)特性所要求的形式發(fā)送或接收信息送或接收信息。接口接口由由接口電路接口電路、連接電纜連接電纜和和接口軟件接口軟件組成。組成。 8.1.1 8.1.1 接口的概念接口的概念 外設接口在微型計算機和外圍設備之間起著橋梁的作外設接口在微型計算機和外圍設備之間起著橋梁的作用，主要有以下功能：用，主要有以下功能：尋址功能：選擇多個尋址功能：選擇多個I/O接口中的其中一個端口接口中的其中一個端口 數據的寄存和緩沖功能數據的寄存和緩沖功能數據轉換功能數據轉換功能聯絡功能聯絡功能中斷管理或中斷管理或DMA管理功能管理功能命令控制命令控制 8.1.2 8.1.2 接口接口的功能的功能 計算機計算機CPU

3、與外圍設備之間傳送的信息有三種：與外圍設備之間傳送的信息有三種：數據信息：是數據信息：是CPU和外圍設備傳送的基本信息，和外圍設備傳送的基本信息，它可分為數字量、模擬量和開關量三種。它可分為數字量、模擬量和開關量三種。 狀態(tài)信息：反映外圍設備的工作狀態(tài)，由外圍設狀態(tài)信息：反映外圍設備的工作狀態(tài)，由外圍設備通過接口傳送給微型計算機。備通過接口傳送給微型計算機?？刂菩畔ⅲ河煽刂菩畔ⅲ河蒀PU傳送給外設，用來設置外圍設傳送給外設，用來設置外圍設備的各種方式，產生相應的輸入輸出控制信號。備的各種方式，產生相應的輸入輸出控制信號。I/O接口有相應的端口存放數據信息、狀態(tài)信息和控接口有相應的端口存放數據信

4、息、狀態(tài)信息和控制信息制信息 。8.1.3 8.1.3 CPU與外圍設備之間傳送的信息與外圍設備之間傳送的信息 CPU與外設之間的信息傳送是通過與外設之間的信息傳送是通過I/O接口的端口來實現的，接口的端口來實現的，對對I/O接口的訪問方式取決于這些端口的編址方式，通常接口的訪問方式取決于這些端口的編址方式，通常端口有兩種編址方式：存儲器影像的端口有兩種編址方式：存儲器影像的I/O編址方式和獨立編址方式和獨立的的I/O編址方式。編址方式。存儲器影像的存儲器影像的I/O編址方式：用這種編址方式訪問端口和編址方式：用這種編址方式訪問端口和訪問存儲器單元相同，它用訪問存儲器的指令訪問訪問存儲器單元相

5、同，它用訪問存儲器的指令訪問I/O端端口，用訪問存儲器的控制信號存儲器讀和存儲器寫作為口，用訪問存儲器的控制信號存儲器讀和存儲器寫作為I/O端口的讀寫控制信號。端口的讀寫控制信號。獨立的獨立的I/O編址方式：編址方式：CPU有專門的指令訪問有專門的指令訪問I/O端口，與端口，與之對應，有專門的之對應，有專門的I/O讀和讀和I/O寫作為寫作為I/O讀寫控制信號，讀寫控制信號，I/O的地址空間和存儲器的地址空間可以重疊。的地址空間和存儲器的地址空間可以重疊。 8.1.4 8.1.4 I/O接口尋址及接口尋址及I/O指令指令 8.1.5 8.1.5 接口類型接口類型 分類標準分類標準接口名稱接口名稱

6、傳送方式并口串口功能選擇可編程接口不可編程接口通用性通用接口專用接口操作同步性同步接口異步接口控制方式程序式接口DMA式接口 數據以串行（逐位進行傳送）的方式傳送的接口叫串行接口。串行接數據以串行（逐位進行傳送）的方式傳送的接口叫串行接口。串行接口是廣泛應用于微型計算機系統(tǒng)的一種通用接口。串行接口用于連接慢速口是廣泛應用于微型計算機系統(tǒng)的一種通用接口。串行接口用于連接慢速的外圍設備（的外圍設備（CRT顯示器、調制解調器、打印機、掃描儀、鍵盤、鼠標等）顯示器、調制解調器、打印機、掃描儀、鍵盤、鼠標等）到計算機的總線上，其設備的一端按位串行傳送，計算機一端并行傳送。到計算機的總線上，其設備的一端按

7、位串行傳送，計算機一端并行傳送。 串行接口部件內部有串行接口部件內部有4個主要寄存器：控制寄存器、狀態(tài)寄存器、數據個主要寄存器：控制寄存器、狀態(tài)寄存器、數據輸入寄存器和數據輸出寄存器。輸入寄存器和數據輸出寄存器。 控制寄存器：用來容納控制寄存器：用來容納CPU送給此接口的各種控制信息，從而決定了接送給此接口的各種控制信息，從而決定了接口的工作方式?？诘墓ぷ鞣绞健?狀態(tài)寄存器：用來指示傳輸過程中當前的傳輸狀態(tài)或者某一種錯誤。狀態(tài)寄存器：用來指示傳輸過程中當前的傳輸狀態(tài)或者某一種錯誤。 數據輸入寄存器：總是和串行輸入并行輸出移位寄存器配對使用的。在數據輸入寄存器：總是和串行輸入并行輸出移位寄存器配

8、對使用的。在輸入過程中，數據一位一位的從外圍設備進入接口的移位寄存器，當接收輸入過程中，數據一位一位的從外圍設備進入接口的移位寄存器，當接收完完1個字節(jié)以后，數據就從移位寄存器送到數據輸出寄存器，再等待個字節(jié)以后，數據就從移位寄存器送到數據輸出寄存器，再等待CPU來取走。來取走。 數據輸出寄存器：總是和并行輸入串行輸出移位寄存器配對使用的。數據輸出寄存器：總是和并行輸入串行輸出移位寄存器配對使用的。 8.2.1 8.2.1 串行接口概述串行接口概述 8.2.1 8.2.1 串行接口串行接口概述概述 可編程串行接口的典型結構可編程串行接口的典型結構 串行數據由起始位、數據位、停止位構成。傳送單位

9、為字節(jié)。串行數據由起始位、數據位、停止位構成。傳送單位為字節(jié)。串行數據波形如下圖所示。串行數據波形如下圖所示。8.2.2 串行數據的傳送方式串行數據的傳送方式 串行數據的傳送方式分成串行數據的傳送方式分成3種基本的傳送方式種基本的傳送方式 ：單工傳送方式單工傳送方式半雙工傳送方式半雙工傳送方式全雙工傳送方式全雙工傳送方式8.2.2 串行數據的傳送方式串行數據的傳送方式 單工傳送方式：數據單工傳送方式：數據在通信鏈路上只能朝一在通信鏈路上只能朝一個固定的方向進行傳送個固定的方向進行傳送操作操作 半雙工傳送方式：在半雙工傳送方式：在半雙工通信鏈路中，使半雙工通信鏈路中，使用同一根通信線分時地用同一

10、根通信線分時地進行數據的發(fā)送和接收。進行數據的發(fā)送和接收。 全雙工傳送方式：數全雙工傳送方式：數據可以在兩個方向上同據可以在兩個方向上同時進行傳送操作時進行傳送操作 。8.2.3 RS-232-C串行接口串行接口 RS-232-C串行接口是一個通信協(xié)議，它描述串行接口是一個通信協(xié)議，它描述了計算機及相關設備間較低速率的串行數據通信了計算機及相關設備間較低速率的串行數據通信的物理接口及協(xié)議。這個通信協(xié)議適用于數據傳的物理接口及協(xié)議。這個通信協(xié)議適用于數據傳輸速率在輸速率在020000bps范圍內的通信。范圍內的通信。RS-232-C接口在計算機系統(tǒng)中是一種用來實現與打印機、接口在計算機系統(tǒng)中是一

11、種用來實現與打印機、CRT終端、鍵盤、調制解調器等外圍設備進行異終端、鍵盤、調制解調器等外圍設備進行異步串行數據通信的標準硬件接口。步串行數據通信的標準硬件接口。8.2.3 RS-232-C串行串行接口接口 RS-232-C串行接口的機械特性串行接口的機械特性 連接器：連接器：RS-232-C串行接口采用串行接口采用DB-25（早期的設備（早期的設備使用）和使用）和DB-9（D型）連接器，型）連接器，DB-9為現在使用。為現在使用。 電纜長度：電纜長度：RS-232C電纜的最大長度和線纜類型、通電纜的最大長度和線纜類型、通信速率等有關，一般情況下限制在信速率等有關，一般情況下限制在15米。米。

12、 RS-232-C串行接口的電氣特性：采用雙極非平衡方式，串行接口的電氣特性：采用雙極非平衡方式，負電平（負電平（-3 -15V）代表邏輯）代表邏輯1，正電平（，正電平（+3 +15V）代）代表邏輯表邏輯0。一般使用。一般使用12V。 8.2.3 RS-232-C串行串行接口接口 RS-232C的接口信號的接口信號 ： 信號標準信號標準 可設定的通信速率：可設定的通信速率：150、300、600、1200、2400、3600、4800、7200、9600、14400、19200、28800、33600、38400、57600、115200bps（bit per second）。）。 可設定可設

13、定58個數據位。個數據位。 可設定可設定1、1.5、2個停止位。個停止位。 可設定字節(jié)校驗為奇校驗、偶校驗或無校驗等。可設定字節(jié)校驗為奇校驗、偶校驗或無校驗等。 通信雙方必須約定好使用的通信速率和其他參數。通信雙方必須約定好使用的通信速率和其他參數。8.2.3 RS-232-C串行串行接口接口 RS-232C的接口信號的接口信號 ： 接口信號說明：接口信號說明：RS-232C標準定義了一個由標準定義了一個由25個管腳個管腳引線組成的接口，其中引線組成的接口，其中4個管腳引線為數據線，個管腳引線為數據線，11個管腳引個管腳引線用于控制，線用于控制，3個管腳引線用于定時，還有幾個管腳引線留個管腳引

14、線用于定時，還有幾個管腳引線留用和未定。（每個管腳引線的功能說明見教材中表用和未定。（每個管腳引線的功能說明見教材中表8.1 ）。）。 8.2.4 可編程串行接口可編程串行接口8251A 8251A是可編程的串行接口芯片，通過編程，可以設定是可編程的串行接口芯片，通過編程，可以設定它的工作方式：同步通訊方式還是異步通訊方式。它的工作方式：同步通訊方式還是異步通訊方式。 同步通訊方式：波特率可設置在同步通訊方式：波特率可設置在064Kbps范圍內；可范圍內；可以用以用58位數據表示位數據表示1個數據字，每個數據字可加上奇偶檢個數據字，每個數據字可加上奇偶檢驗位，并且能自動檢測同步碼。驗位，并且能

15、自動檢測同步碼。 異步通訊方式：波特率可設置在異步通訊方式：波特率可設置在019.2Kbps范圍內；范圍內；可以用可以用58位表示位表示1個數據字，同樣，每個數據字可加上奇?zhèn)€數據字，同樣，每個數據字可加上奇偶校驗位。偶校驗位。 8251A能自動為每個數據加上能自動為每個數據加上1位起始位，并能根據編位起始位，并能根據編程規(guī)定程規(guī)定1位、位、1.5位或位或2位停止位。位停止位。 8.2.4 可編程串行接口可編程串行接口8251A（續(xù)（續(xù)1） 8251A的結構的結構 ：它由：它由7個功能部件組成，分別為接收個功能部件組成，分別為接收緩沖器、接收控制電路、發(fā)送緩沖起、發(fā)送控制電路、調緩沖器、接收控制

16、電路、發(fā)送緩沖起、發(fā)送控制電路、調制制/解調控制電路、讀寫控制邏輯和數據總線緩沖器。解調控制電路、讀寫控制邏輯和數據總線緩沖器。 其結其結構圖如下圖所示。構圖如下圖所示。8.2.4 可編程串行接口可編程串行接口8251A（續(xù)（續(xù)2）8251A的結構的結構 數據緩沖器：這是數據緩沖器：這是8251A與與CPU的通道，來自的通道，來自CPU的的數據和控制命令都經過這個通道進入數據和控制命令都經過這個通道進入8251A內部。內部。8251A中中的數據和狀態(tài)也通過這個通道傳送給的數據和狀態(tài)也通過這個通道傳送給CPU。 讀寫控制邏輯電路：讀寫控制邏輯電路提供各種信號讀寫控制邏輯電路：讀寫控制邏輯電路提供

17、各種信號的組合，構成的組合，構成8251A操作命令，控制各部件協(xié)調工作。操作命令，控制各部件協(xié)調工作。 調制調制/解調控制電路：調制解調控制電路：調制/解調控制電路提供一組通用解調控制電路提供一組通用的控制信號，使的控制信號，使8251A直接能與調制直接能與調制/解調器相連，實現遠解調器相連，實現遠距離數據通訊。距離數據通訊。 發(fā)送緩沖器：它由數據發(fā)送緩沖器和并發(fā)送緩沖器：它由數據發(fā)送緩沖器和并串轉換移位串轉換移位寄存器兩部分組成，當要發(fā)送數據時，寄存器兩部分組成，當要發(fā)送數據時，8251A按照發(fā)送的要按照發(fā)送的要求，將發(fā)送的數據變成串行數據，經求，將發(fā)送的數據變成串行數據，經TxD引腳發(fā)出。

18、引腳發(fā)出。8.2.4 可編程串行接口可編程串行接口8251A（續(xù)（續(xù)3）8251A的結構的結構 發(fā)送控制電路：它協(xié)調發(fā)送緩沖器工作。同時也為發(fā)發(fā)送控制電路：它協(xié)調發(fā)送緩沖器工作。同時也為發(fā)送提供必要的識別控制信息，如異步傳輸時的起始位、停送提供必要的識別控制信息，如異步傳輸時的起始位、停止位，同步傳輸時的同步碼等。止位，同步傳輸時的同步碼等。 接收緩沖器：它的作用與接收緩沖器相反，將從接收緩沖器：它的作用與接收緩沖器相反，將從RxD引腳接收到的串行數據轉變?yōu)椴⑿袛祿?，以便引腳接收到的串行數據轉變?yōu)椴⑿袛祿?，以便CPU讀取。讀取。 接收控制電路：它配合接收緩沖器工作，實現自動接收控制電路：它配合

19、接收緩沖器工作，實現自動“偵聽偵聽”數據幀的開始，消除假啟動，建立狀態(tài)標志等功數據幀的開始，消除假啟動，建立狀態(tài)標志等功能。能。8.2.4 可編程串行接口可編程串行接口8251A（續(xù)（續(xù)4） 8251A的引腳信號的引腳信號 ：8251A引腳信號可分為兩組，一組引腳信號可分為兩組，一組為為8251A與系統(tǒng)總線連接的一邊，另一組為與系統(tǒng)總線連接的一邊，另一組為8251A與外部設與外部設備連接的一邊。備連接的一邊。 8251A與系統(tǒng)總線連接的引腳信號有：片選信號與系統(tǒng)總線連接的引腳信號有：片選信號CS 、數據信號數據信號 D0D7、讀控制信號、讀控制信號RD、寫控制信號、寫控制信號 WR、控制、控制

20、/數據選擇信號數據選擇信號 C/D、發(fā)送器準備好信號、發(fā)送器準備好信號TxRDY、接收器準、接收器準備好信號備好信號 RxRDY、發(fā)送緩沖器空信號、發(fā)送緩沖器空信號TxE。 8251A與外部設備連接的引腳信號有：數據發(fā)送信號與外部設備連接的引腳信號有：數據發(fā)送信號TxD、數據接收信號、數據接收信號RxD、數據終端準備好信號、數據終端準備好信號DTR、數、數據設備準備好信號據設備準備好信號DSR、請求發(fā)送信號、請求發(fā)送信號RTS、清除請求發(fā)、清除請求發(fā)送信號送信號 CTS。8.2.4 可編程串行接口可編程串行接口8251A（續(xù)（續(xù)5） 8251A的模式寄存器格式的模式寄存器格式 ：模式寄存器用來

21、設置：模式寄存器用來設置8251A的數據傳輸方式，分為同步模式字和異步模式字，這兩個的數據傳輸方式，分為同步模式字和異步模式字，這兩個模式字靠特征位區(qū)分。模式字靠特征位區(qū)分。 同步模式字的格式：用來設置同步模式下的數據字長同步模式字的格式：用來設置同步模式下的數據字長度、數據校驗及同步方式等信息。度、數據校驗及同步方式等信息。D1、D0：為特征位（這兩位為：為特征位（這兩位為0，表示同步模式字）、，表示同步模式字）、L2、L1：數據字長度：數據字長度 、PEN：檢驗設置位：檢驗設置位 、EP：奇偶校驗：奇偶校驗類別類別 、ESD：同步方式位：同步方式位 、SCS：同步碼個數設置：同步碼個數設置

22、 。 8.2.4 可編程串行接口可編程串行接口8251A（續(xù)（續(xù)6） 8251A的模式寄存器格式的模式寄存器格式 ：模式寄存器用來設置：模式寄存器用來設置8251A的數據傳輸方式，分為同步模式字和異步模式字，這兩個的數據傳輸方式，分為同步模式字和異步模式字，這兩個模式字靠特征位區(qū)分。模式字靠特征位區(qū)分。 同步模式字的格式：用來設置同步模式下的數據字長同步模式字的格式：用來設置同步模式下的數據字長度、數據校驗及同步方式等信息。度、數據校驗及同步方式等信息。D1、D0：為特征位（這兩位為：為特征位（這兩位為0，表示同步模式字）、，表示同步模式字）、L2、L1：數據字長度：數據字長度 、PEN：檢驗

23、設置位：檢驗設置位 、EP：奇偶校驗：奇偶校驗類別類別 、ESD：同步方式位：同步方式位 、SCS：同步碼個數設置：同步碼個數設置 。 8.2.4 可編程串行接口可編程串行接口8251A 異步模式字的格式：用來設置異步模式下的數據字長異步模式字的格式：用來設置異步模式下的數據字長度、數據校驗及停止位長度等信息。度、數據校驗及停止位長度等信息。B2、B1：波特率因子：波特率因子 、L2、L1：數據字長度：數據字長度 、PEN：檢：檢驗設置位驗設置位 、EP：奇偶校驗類別：奇偶校驗類別 、S2、S1：設置停止位個：設置停止位個數數 。 8.2.4 可編程串行接口可編程串行接口8251A（續(xù)（續(xù)8）

24、 8251A的控制寄存器格式：控制寄存器用來設置啟動、的控制寄存器格式：控制寄存器用來設置啟動、停止數據傳輸、內部復位、設置聯絡信號等功能。停止數據傳輸、內部復位、設置聯絡信號等功能。TxEN：輸出使能、：輸出使能、RxEN：輸入使能、：輸入使能、DTR ：與引腳：與引腳DTR對應，數據終端準備好、對應，數據終端準備好、RTS：與引腳：與引腳RTS對應，請求數據對應，請求數據發(fā)送、發(fā)送、SBRK：設置發(fā)送空白字符、：設置發(fā)送空白字符、ER：清除出錯標志：清除出錯標志 、IR：內部復位：內部復位 、EH：搜索同步碼：搜索同步碼 。 8.2.4 可編程串行接口可編程串行接口8251A（續(xù)（續(xù)9）

25、8251A的狀態(tài)寄存器格式：狀態(tài)寄存器用來反映的狀態(tài)寄存器格式：狀態(tài)寄存器用來反映8251A的工作狀態(tài)，在查詢方式下，的工作狀態(tài)，在查詢方式下，CPU可以先讀取狀態(tài)字并作可以先讀取狀態(tài)字并作判斷，以決定下一步操作判斷，以決定下一步操作。 TxRDY：發(fā)送緩沖器準備好：發(fā)送緩沖器準備好 、RxRDY：已接收數據狀態(tài)：已接收數據狀態(tài) 、PE：奇偶校驗出錯指示位：奇偶校驗出錯指示位 、OE：偵超越出錯指示位：偵超越出錯指示位 、FE：偵格式出錯指示位偵格式出錯指示位 、DSR、SYNDET：與：與DSR和和SYNDET引腳的狀態(tài)相同引腳的狀態(tài)相同 。 8.2.4 可編程串行接口可編程串行接口8251

26、A（續(xù)（續(xù)10） 8251A的初始化的初始化 ：初始化：初始化操作的功能是設置操作的功能是設置8251A的工的工作方式、啟動數據的發(fā)送或接作方式、啟動數據的發(fā)送或接收。收。8251A的初始化過程如右的初始化過程如右圖所示。圖所示。 芯片復位后，第一個寫入的是模芯片復位后，第一個寫入的是模式字。若模式設置為同步方式，則式字。若模式設置為同步方式，則緊跟著寫入第一個同步碼。若模式緊跟著寫入第一個同步碼。若模式字中設置了兩個同步碼，則再寫入字中設置了兩個同步碼，則再寫入第二個同步碼。然后根據需求設置第二個同步碼。然后根據需求設置控制字。若模式字設置為異步方式，控制字。若模式字設置為異步方式，則寫入模

27、式字后，就可以設置控制則寫入模式字后，就可以設置控制字。字。8.3.1 并行接口概述并行接口概述 數據以并行方式傳送，每次傳送一個字節(jié)（數據以并行方式傳送，每次傳送一個字節(jié)（8位）的接口位）的接口叫并行接口（叫并行接口（Parallel Port）。所謂）。所謂“并行并行”，是指，是指8位數據位數據同時通過并行線進行傳送。并行接口又簡稱為同時通過并行線進行傳送。并行接口又簡稱為“并口并口”，是，是一種增強了的雙向并行傳輸接口。下圖所示的一種增強了的雙向并行傳輸接口。下圖所示的25針針DB-25接接口就是一種并行接口。口就是一種并行接口。 8.3.1 并行接口并行接口概述概述并行接口并行接口DB

28、-25的引線定義：（見教材表的引線定義：（見教材表8.3所列）所列）數據信號線：數據信號線：D0D7，共，共8條。條。控制信號線：控制信號線：l選通（選通（STB）：低電平有效，用于主機對打印機的數據選通。）：低電平有效，用于主機對打印機的數據選通。l自動走紙（自動走紙（AUTO LF）：低電平有效，打印完后自動走紙換行。）：低電平有效，打印完后自動走紙換行。l初始化（初始化（INIT）：低電平有效，使打印機的控制器初始化信號。）：低電平有效，使打印機的控制器初始化信號。l選擇輸入（選擇輸入（SLCT IN）：低電平有效，使打印機處于聯機狀態(tài)。）：低電平有效，使打印機處于聯機狀態(tài)。狀態(tài)信號線：

29、狀態(tài)信號線：l應答信號應答信號 (ACK)：低電平有效，表示打印機準備好，可以接收數據。：低電平有效，表示打印機準備好，可以接收數據。l忙信號忙信號 (BUSY)：高電平有效，表示打印機處于忙狀態(tài)。：高電平有效，表示打印機處于忙狀態(tài)。l無紙無紙 (PE)：高電平有效，表示打印機缺紙。：高電平有效，表示打印機缺紙。l聯機聯機 (SLCT)：高電平有效，表示打印機為聯機狀態(tài)。：高電平有效，表示打印機為聯機狀態(tài)。l出錯出錯 (ERROR)：低電平有效，表示打印機出錯，包括無紙、脫機、錯：低電平有效，表示打印機出錯，包括無紙、脫機、錯誤狀態(tài)誤狀態(tài) 8.3.1 并行接口并行接口概述（續(xù)概述（續(xù)2）并行接

30、口的操作并行接口的操作經過并行接口把數據送入經過并行接口把數據送入CPU的操作過程的操作過程 外圍設備將數據發(fā)送給接口，且使狀態(tài)線的外圍設備將數據發(fā)送給接口，且使狀態(tài)線的“輸入數據輸入數據準備就緒準備就緒”信號變成高電平。信號變成高電平。 在并行接口把數據送到數據緩沖寄存器的同時，作為對在并行接口把數據送到數據緩沖寄存器的同時，作為對外圍設備的響應信息，將外圍設備的響應信息，將“輸入數據回答輸入數據回答”信號線變成高電信號線變成高電平。平。 當外圍設備接收到這個信號后，便將當外圍設備接收到這個信號后，便將“輸入數據準備就輸入數據準備就緒緒”信號和數據撤消掉。信號和數據撤消掉。 當數據到達并行接

31、口之后，將接口狀態(tài)寄存器中當數據到達并行接口之后，將接口狀態(tài)寄存器中“輸入輸入準備就緒準備就緒”狀態(tài)位置位，以供狀態(tài)位置位，以供CPU查詢，或向查詢，或向CPU發(fā)出一個發(fā)出一個中斷請求。中斷請求。 當當CPU從并行接口讀取到數據后，并行接口會自動將狀從并行接口讀取到數據后，并行接口會自動將狀態(tài)寄存器中的態(tài)寄存器中的“輸出準備就緒輸出準備就緒”狀態(tài)位清零，并使數據總線狀態(tài)位清零，并使數據總線處于高阻抗狀態(tài)。處于高阻抗狀態(tài)。 8.3.1 并行接口并行接口概述概述經過并行接口把數據輸出到外圍設備的操作過程經過并行接口把數據輸出到外圍設備的操作過程 當外圍設備從并行接口取走一個數據后，并行接口會將當外

32、圍設備從并行接口取走一個數據后，并行接口會將狀態(tài)寄存器中的狀態(tài)寄存器中的“輸出數據準備就緒輸出數據準備就緒”狀態(tài)位置位。狀態(tài)位置位。 當當CPU輸出的數據到達并行接口的數據緩沖寄存器后，輸出的數據到達并行接口的數據緩沖寄存器后，并行接口會自動將并行接口會自動將“輸出數據準備就緒輸出數據準備就緒”狀態(tài)位清零，并把狀態(tài)位清零，并把數據傳送給外圍設備，同時并行接口給外圍設備發(fā)出一個數據傳送給外圍設備，同時并行接口給外圍設備發(fā)出一個“輸出數據準備就緒輸出數據準備就緒”選通信號，啟動外圍設備來接收數據。選通信號，啟動外圍設備來接收數據。 當啟動了外圍設備后，就開始接收數據，并向并行接口當啟動了外圍設備后

33、，就開始接收數據，并向并行接口發(fā)出一個發(fā)出一個“輸出數據回答輸出數據回答”信號。信號。 當并行接口接收到這個數據后，就將接口狀態(tài)寄存器中當并行接口接收到這個數據后，就將接口狀態(tài)寄存器中“輸出準備就緒輸出準備就緒”狀態(tài)位置位，以供狀態(tài)位置位，以供CPU進行下一個數據的進行下一個數據的輸出操作。輸出操作。8.3.2 可編程并行接口芯片可編程并行接口芯片82C55A 可編程并行接口是指程序員可以通過編制程序來設定接口可編程并行接口是指程序員可以通過編制程序來設定接口的工作方式、功能和工作狀態(tài)，以適應各種不同外圍設備的的工作方式、功能和工作狀態(tài)，以適應各種不同外圍設備的要求。例如設定接口的輸入輸出方式

34、、中斷方式等。這種工要求。例如設定接口的輸入輸出方式、中斷方式等。這種工作方式的設定是靠程序向可編程接口芯片傳送控制字或命令作方式的設定是靠程序向可編程接口芯片傳送控制字或命令字來實現的。字來實現的。 82C55A是一種高性能的、工業(yè)標準的、是一種高性能的、工業(yè)標準的、CHMOS工藝制作工藝制作的通用可編程的輸入輸出并行接口芯片。它有的通用可編程的輸入輸出并行接口芯片。它有24條條I/O管腳引管腳引線，在三種主要操作方式下分組進行程序設計。線，在三種主要操作方式下分組進行程序設計。 8.3.2 可編程并行接口芯片可編程并行接口芯片82C55A 82C55A的結構：的結構：82C55A的結構如右

35、圖的結構如右圖所示。它由三個獨立所示。它由三個獨立的的8位接口組成，他們位接口組成，他們分別為分別為A口、口、B口和口和C口，其中口，其中A口和口和C口的口的各高各高4位組成位組成A組控制，組控制，B口和口和C口的各低口的各低4位位組成組成B組控制組控制。8.3.2 可編程并行接口芯片可編程并行接口芯片82C55A 82C55A的引腳信的引腳信號號 ：82C55A是是40引腳引腳的雙排直立式封裝的可的雙排直立式封裝的可編程接口芯片，如右圖編程接口芯片，如右圖所示。引腳可分為與系所示。引腳可分為與系統(tǒng)總線連接的一邊和與統(tǒng)總線連接的一邊和與外部設備連接的一邊。外部設備連接的一邊。 8.3.2 可編

36、程并行接口芯片可編程并行接口芯片82C55A 82C55A的控制字：的控制字：82C55A的控制字為的控制字為8位，其中最位，其中最高位高位D7是控制字的特征位，是控制字的特征位，D7為為“1”時，該控制字為方式時，該控制字為方式選擇控制字；選擇控制字；D7為為“0”時，該控制字為端口時，該控制字為端口C置置1/置置0控制控制字。字。方式選擇控制字方式選擇控制字 8.3.2 可編程并行接口芯片可編程并行接口芯片82C55A 端口端口C置置1/置置0控制字控制字8.3.2 可編程并行接口芯片可編程并行接口芯片82C55A 82C55A的工作方式的工作方式 方式方式0：方式：方式0是一種基本的輸入

37、輸出工作方式，端口是一種基本的輸入輸出工作方式，端口A、端口、端口B、端口、端口C的高的高4位和端口位和端口C的低的低4位，都可以設置位，都可以設置為輸入方式或輸出方式，各端口之間沒有必然的聯系。方為輸入方式或輸出方式，各端口之間沒有必然的聯系。方式式0可以作為無條件數據傳送方式，也可以定義端口一些可以作為無條件數據傳送方式，也可以定義端口一些的引腳作為聯絡信號，工作在程序查詢方式。的引腳作為聯絡信號，工作在程序查詢方式。 方式方式1：方式：方式1是選通的輸入輸出方式，可以用硬件中是選通的輸入輸出方式，可以用硬件中斷方式來進行數據傳送，斷方式來進行數據傳送，CPU的工作效率比方式的工作效率比方

38、式0的查詢的查詢方式高得多。和方式方式高得多。和方式0相比，方式相比，方式1最明顯的差別在于端口最明顯的差別在于端口A和端口和端口B要利用端口要利用端口C提供的選通信號、應答信號和中斷提供的選通信號、應答信號和中斷請求信號，這些信號與端口請求信號，這些信號與端口C的引腳之間有著固定的對應的引腳之間有著固定的對應關系關系。 8.3.2 可編程并行接口芯片可編程并行接口芯片82C55A 方式方式2：方式：方式2是雙向傳送方式，這種方式只適用于端是雙向傳送方式，這種方式只適用于端口口A。端口。端口A工作在方式工作在方式2時，端口時，端口C有有5條信號線自動配合條信號線自動配合端口端口A工作。這工作。

39、這5條信號線的功能定義與方式條信號線的功能定義與方式1相同，相同，PC5、PC4配合端口配合端口A進行輸入操作。進行輸入操作。PC7、PC6配合端口配合端口A進行進行輸出操作。顯然，方式輸出操作。顯然，方式2的雙向傳送不可能同時進行，只的雙向傳送不可能同時進行，只能分時實現。當端口能分時實現。當端口A工作在方始的輸入操作時，其時序工作在方始的輸入操作時，其時序和工作過程和方式和工作過程和方式1的輸入過程相同。同樣，當端口的輸入過程相同。同樣，當端口A工作工作在方始的輸出操作時，其時序和工作過程和方式在方始的輸出操作時，其時序和工作過程和方式1的輸出的輸出過程相同。過程相同。 8.4.1 IDE

40、接口概述接口概述 IDE（Integrated Device Electronics，電子集成驅動器）是，電子集成驅動器）是專門為硬盤子系統(tǒng)連接而設計的接口，也適用于軟盤驅動器專門為硬盤子系統(tǒng)連接而設計的接口，也適用于軟盤驅動器和光驅的連接和光驅的連接 。IDE也叫也叫ATA（AT Attachment）接口。）接口。 IDE接口通過接口通過40芯扁平電纜將主機和磁盤子系統(tǒng)或光盤子芯扁平電纜將主機和磁盤子系統(tǒng)或光盤子系統(tǒng)相連，采用系統(tǒng)相連，采用16位并行傳輸，其中，除了數據線外，還有位并行傳輸，其中，除了數據線外，還有一組一組DMA請求和應答信號、請求和應答信號、1個中斷請求信號、個中斷請求信

41、號、I/O讀信號、讀信號、I/O寫信號，以及復位信號和地信號等。同時，寫信號，以及復位信號和地信號等。同時，IDE另用另用1個個4芯電纜將主機的電源送往外設子系統(tǒng)。芯電纜將主機的電源送往外設子系統(tǒng)。 1個個IDE接口可以連接接口可以連接2個硬盤個硬盤 。 IDE接口優(yōu)點：價格低廉、兼容性強、性價比高。接口優(yōu)點：價格低廉、兼容性強、性價比高。 IDE接口缺點：數據傳輸速度慢、線纜長度過短、連接設備接口缺點：數據傳輸速度慢、線纜長度過短、連接設備少。少。 8.4.2 IDE接口的主要信號線接口的主要信號線 IDE接口的主要信號線如下：接口的主要信號線如下：D15D0 16位數據線；位數據線；CS1

42、CS0 選通信號；選通信號；IOR，IOW 對對IDE的讀寫信號；的讀寫信號；DRQ和和DACK DMA請求和應答信號；請求和應答信號；RST 復位信號；復位信號；IOCS16 16位傳輸選通信號；位傳輸選通信號；IORDY I/O設備準備好信號；設備準備好信號；IRQ 請求信號請求信號8.5.1 SCSI接口概述接口概述 SCSI（Small Computer System Interface）意為小型計算機系統(tǒng)接口，原是小型計算機意為小型計算機系統(tǒng)接口，原是小型計算機的標準外設接口，用于連接磁盤機、磁帶機的標準外設接口，用于連接磁盤機、磁帶機等高速外圍設備。目前已廣泛應用于微型計等高速外圍

43、設備。目前已廣泛應用于微型計算機系統(tǒng)以及許多工作站，是外圍設備接口算機系統(tǒng)以及許多工作站，是外圍設備接口中比較成功的一種接口。主要用于高檔服務中比較成功的一種接口。主要用于高檔服務器系統(tǒng)連接硬盤、光盤驅動器、磁帶機等。器系統(tǒng)連接硬盤、光盤驅動器、磁帶機等。和和IDE接口相比，接口相比，SCSI接口速度快，可連接接口速度快，可連接的設備多，但造價高。的設備多，但造價高。 在系統(tǒng)中應用在系統(tǒng)中應用SCSI必須要有專門的必須要有專門的SCSI控控制器，也就是一塊制器，也就是一塊SCSI控制卡，才能支持控制卡，才能支持SCSI設備。設備。 8.5.1 SCSI接口概述（續(xù)接口概述（續(xù)1） SCSI接口

44、具有以下幾個特點：接口具有以下幾個特點：可同時連接可同時連接715個個外設；外設； 總線配置為并行總線配置為并行8位、位、16位或位或32位；位； 允許最大硬盤空間為允許最大硬盤空間為8.4GB（有些已達到（有些已達到9.09GB）；）； 支持更高的數據傳輸速率，支持更高的數據傳輸速率，IDE是是2MBps，SCSI通常可通?？梢赃_到以達到5MBps，FAST SCSI（SCSI2）能達到）能達到10MBps，最新的最新的SCSI3甚至能夠達到甚至能夠達到40MBps ，而，而EIDE最高只能最高只能達到達到16.6MBps； 成本較成本較IDE和和EIDE接口高很多，而且接口高很多，而且SC

45、SI接口硬盤必須接口硬盤必須和和SCSI接口卡配合使用，接口卡配合使用，SCSI接口卡也比接口卡也比IED和和EIDE接口接口貴很多；貴很多；SCSI接口是智能化的，可以彼此通信而不增加接口是智能化的，可以彼此通信而不增加CPU的負的負擔擔。 8.5.2 SCSI接口的操作步驟接口的操作步驟 SCSI接口的操作步驟被設計成接口的操作步驟被設計成8個步驟個步驟 ：總線空閑操作步驟總線空閑操作步驟 總線仲裁操作步驟總線仲裁操作步驟 選擇操作步驟選擇操作步驟 重新選擇操作步驟重新選擇操作步驟 命令操作步驟命令操作步驟 數據操作步驟數據操作步驟 狀態(tài)操作步驟狀態(tài)操作步驟信息操作步驟信息操作步驟 8.5

46、.3 SCSI接口的操作信號接口的操作信號 SCSI-1配備有配備有18條信號線，被分成條信號線，被分成4類。它們分別是數據線、數據奇偶類。它們分別是數據線、數據奇偶校驗線、控制線和信號地。其中數據線校驗線、控制線和信號地。其中數據線9條（條（8條數據線，條數據線，1條數據奇偶條數據奇偶校驗線），控制線校驗線），控制線9條。條?？刂菩盘柺牵嚎刂菩盘柺牵築SY（busy）：忙狀態(tài)信號）：忙狀態(tài)信號 SEL（selection）：選擇信號）：選擇信號 C/D（control/data）：控制信息）：控制信息/數據信息信號數據信息信號 I/O（input/output）：數據是輸入還是輸出信號）：數據是輸入還是輸出信號 MSG（message）：信息信號）：信息信號 REQ（request）：請求信號）：請求信號 ACK（acknowledge）：應答信號）：應答信號 ATN（attention）：確認信號）