嵌入式系统I/O交互：CPU与外设的数据、状态与控制

本资源主要探讨了嵌入式系统中I/O外设与CPU之间的信息交换，重点关注数据信息、状态信息和控制信息的传输。同时，涵盖了嵌入式系统的基本输入/输出设备、常见接口类型以及I/O接口的数据交换方式。 在嵌入式系统中，I/O外设与CPU之间的通信是至关重要的。这些通信主要包括三类信息：数据信息、状态信息和控制信息。数据信息是实际要处理或传输的内容，例如键盘输入的字符或显示器显示的图像。状态信息反映了设备当前的状态，如设备是否准备好接收新的命令。而控制信息则是CPU向设备发送的指令，用于指导设备的操作，比如启动或停止某个功能。虽然这三类信息性质不同，但在实际操作中，它们都通过输入、输出指令在系统数据线上传输。 在硬件层面，嵌入式系统中常见的输入设备包括小型键盘和触摸屏，输出设备则有LED和LCD显示屏。此外，还有如PCMCIA、CF、SD和MS等扩充设备，以及各种电源管理系统，如智能型电源和电池，确保设备的正常运行。输入设备需要能够将外部信息转换为计算机可理解的二进制代码，例如键盘将击键转化为字符代码，而光笔和鼠标则输入坐标值以控制光标移动。 输出设备如LED和LCD则负责呈现信息。LED（发光二极管）通常用于简单的指示灯或显示屏，而LCD（液晶显示器）则常用于显示复杂图形和文本。 在接口类型方面，介绍了多种总线接口，如I2C、I2S、CAN和以太网，以及并行接口和串行接口，如RS-232、IEEE1394、USB等。这些接口各有特点，适用于不同的通信需求。无线接口如红外线、蓝牙、IEEE802.11、GPRS和CDMA则提供了无线通信的可能性。 数据交换方式有DMA（直接存储器访问）、查询和中断。DMA允许外设直接与内存交换数据，无需CPU介入；查询方式是CPU不断检查设备状态来决定是否进行数据交换；中断机制则是设备在准备好数据时主动通知CPU，提高效率。 在实际应用中，I/O接口可能集成在处理器内部，或者作为独立的接口芯片存在于处理器外部。这些接口设计和选择取决于系统的具体需求和性能要求。 总结，本资料详细阐述了嵌入式系统中外围设备、I/O接口及其工作原理，为理解和设计嵌入式系统提供了基础。