微型计算机系统中的数字量输入输出原理与接口技术

"微型计算机系统原理及应用：chap5-1 数字量输入输出.ppt" 本文档主要探讨了微型计算机系统中数字量输入输出的相关原理和应用，涵盖了多个关键知识点，包括I/O信号的形式、I/O接口、I/O编址、I/O控制方式以及各种接口电路。 首先，I/O信号分为数字量输入和输出，是计算机与外部设备交互的基础。I/O接口是连接这些设备和系统总线的关键，起到转换信号、匹配速度和驱动能力的作用。接口电路通常包含数据端口、状态端口和控制端口，允许CPU读取设备状态、发送指令以及交换数据。 系统总线是计算机内部各部件间通信的通道，包括数据总线、地址总线和控制总线。标准如ISA、PCI、PCIe等定义了总线的规格和通信协议。接口电路需要遵循这些标准来设计，以确保与总线的正确连接。 中断控制系统是实现快速响应外部事件的重要机制。中断的基本概念包括中断请求、中断响应和中断处理。可编程中断控制电路如Intel8259A，用于管理和协调不同优先级的中断请求。在高档微机中，中断系统更为复杂，能处理更多的中断源和更复杂的中断处理流程。 计数定时接口如Intel8253，是一种可编程的计数/定时电路，可以用于定时、计数、产生脉冲等功能。这些电路在系统中有着广泛的应用，例如控制操作系统的时钟、定时执行任务或精确控制输出信号。 并行输入输出接口如Intel8255A，提供多路并行数据传输，常用于打印机、键盘等设备。而串行输入输出接口如Ins8250，适用于长距离传输，常用于串行通信和UART（通用异步收发传输器）接口。这些接口电路可以实现高效的数据传输和控制。 直接存储器存取（DMA）技术允许外设直接与内存交换数据，不需CPU介入，提高了数据传输效率。Intel8237是常用的DMA控制器，能够管理高速数据传输。 在高档微机中，I/O接口电路如82380提供了更高级的功能，包括增强的DMA结构、中断处理和定时器功能，以适应更复杂的系统需求。 总结来说，微型计算机系统的数字量输入输出涉及到硬件和软件的密切配合，包括各种接口电路的设计、中断控制、计数定时、并行和串行通信以及DMA技术，这些都是保证计算机系统高效运行不可或缺的部分。理解这些原理对于设计和优化计算机系统、开发驱动程序以及解决硬件问题至关重要。