微机系统中基本I/O接口详解：中断、DMA、计时器与接口芯片

"第八章主要讲解了基本的I/O接口，涵盖了接口技术、中断系统、DMA系统、计数/定时器、并行接口、串行接口以及微机接口芯片组的内容。这一章旨在深入理解计算机与外部设备之间的通信机制。" 在计算机系统中，I/O接口扮演着至关重要的角色，它充当了CPU与外设之间通信的桥梁。接口设计主要包括如何寻址I/O设备以及如何进行数据、状态和控制信号的交换。接口技术的基本概念包括： 1. I/O设备选择功能：接口能够识别并选择与之交互的特定I/O设备。 2. 缓冲、隔离和锁存：接口提供了数据传输的临时存储空间，避免了CPU和I/O设备速度不匹配导致的数据丢失。 3. 信号转换和数据格式转换：接口可以适应不同设备的数据格式和信号标准。 4. 联络功能：通过状态口和控制口，CPU能了解设备状态并发送指令。 接口的典型结构包括内部的端口（数据口、状态口和控制口），以及外部特性，如面向CPU和外设的信号线。数据口在输入和输出时起到缓冲作用，而状态口用于CPU读取设备状态，控制口则用于发送控制命令。接口的可编程性使得其功能和工作模式可以根据程序的需求进行配置，通过初始化程序定义接口芯片的工作方式。 中断系统是计算机处理外部事件的一种重要方式，8259A中断控制器是早期IBM PC系统中广泛使用的设备，负责管理和调度中断请求。中断技术允许CPU在执行当前任务的同时，响应外部事件，提高了系统的实时性和效率。随着技术的发展，32位机的中断系统变得更加复杂和强大。 DMA（直接存储器访问）系统允许外设直接与内存交换数据，无需CPU介入，极大地提高了数据传输速率。8237A DMA控制器是典型的DMA控制器，用于控制高速数据传输。 计数/定时器如8254，用于实现定时和计数功能，常见于各种实时操作和定时任务中，如中断间隔设置、脉冲计数等。 并行接口如8255，提供了一种高效传输大量数据的方法，常用于打印机、显示器等设备的连接。 串行接口如8251，适合长距离通信和低带宽设备，如串行鼠标、调制解调器等。串行接口的8251芯片可进行异步通信，支持多种波特率和帧格式。 微机接口芯片组，如486系统中的82357ISP和Pentium系统中的相关芯片组，这些芯片集成了系统所需的多种接口功能，简化了硬件设计，增强了系统的扩展性和兼容性。 第八章的内容详细介绍了计算机与外部设备交互的各种方式，是理解计算机系统硬件通信基础的关键。