微机系统接口详解：I/O, 中断控制器, DMA

"《微机原理、汇编语言与接口技术》6章节主要涵盖了微型计算机系统接口的相关知识，包括输入输出接口、I/O数据传输方式、可编程中断控制器、可编程计数器/定时器、可编程并行输入/输出接口、DMA控制器以及系统控制逻辑。章节深入探讨了微机系统接口的基础功能和控制机制，强调了接口在系统总线与外设间的作用，如寻址、数据缓冲、时序控制以及对外设的管理和中断处理。" 在微机系统中，输入输出接口（I/O接口）起着至关重要的作用。它连接系统总线与外设，确保数据的准确传输，并对不同速度的设备进行同步。接口的主要功能包括： 1. 寻址功能：通过译码系统地址总线的高位来选择接口电路，并利用地址总线低位选择具体的端口，使得CPU能够访问接口上的不同寄存器。 2. 数据锁存与缓冲：接口包含锁存器来解决主机与外设速度不匹配的问题，保持两者同步。缓冲则增强了接口驱动能力，确保数据传输的稳定。 3. 时序控制：接口电路遵循CPU提供的时序信号，根据这些信号产生控制信号，以协调CPU和外设的操作。 4. 监测与控制：接口接收并执行CPU的命令，对外设进行监测和控制，并向CPU报告I/O传输的状态，以实现与外设的有效配合。 5. 中断和DMA管理：接口支持中断和直接存储器访问（DMA）这两种数据传输方式。中断允许外设在需要时请求CPU处理，而DMA则允许高速、大容量的数据传输，无需CPU干预。 在这一章节中，还特别提到了几种常见的接口控制器： - 可编程中断控制器（如8259A）：8259A用于管理和处理系统的中断请求，它有多种工作模式，并可以通过初始化和操作命令字进行配置。 - 可编程计数器/定时器：这些设备用于计数和定时，广泛应用于系统控制和定时任务，例如在键盘扫描或显示器刷新等场合。 - 可编程并行输入/输出接口：这种接口用于处理并行数据传输，可以配置为输入或输出，常见于打印机、显示器等外设的连接。 - DMA控制器：DMA控制器允许外设直接与内存交换数据，提高了数据传输速率，常用于硬盘等高速存储设备。 最后，章节还简要讨论了系统控制逻辑，特别是南桥芯片组，它是系统主板上的重要组成部分，负责集成并管理各种接口和外设，如USB、PCI、IDE等，以实现系统的扩展和功能整合。 通过对这些接口技术和控制器的深入理解，读者能够更好地掌握微机系统如何与外部设备交互，从而更有效地设计和调试嵌入式系统或进行系统级软件开发。