微型计算机接口和外设的数据传输方式、优缺陷及应用场所

微型计算机接口和外设的数据传输是微机系统中非常重要的一个环节，它涉及到微处理器与外部设备之间的数据交互和控制。为了实现不同外设与CPU之间的衔接，必须利用接口电路来完成数据传输。本章的主要内容是介绍接口电路的功能、接口部件和I/O端口以及CPU和外设之间的三种数据传输方式、各自优缺点和适用场所，同时还介绍了中断传输方式的原理和可屏蔽中断的呼应过程以及DMA方式的原理和DMA控制器的功能。 接口电路的功能主要分为两类，一类是使微处理器能够正常执行任务所需的辅助电路，另一类是输入输出接口电路。由于微机的外部设备具有不同的任务原理、驱动方式、信息格式和任务速度等特点，它们无法直接与CPU相连，必须通过接口电路与系统连接。因此，需要设计适合不同外设的接口电路来实现数据的传输和控制。 CPU和外部设备之间的信号主要分为数据信息、形状信息和控制信息三类。数据信息包括数字量、模拟量和开关量，它们用于传输具体的数据值。形状信息用于传输外设的状态或事件信息，例如打印机的打印完成信号。控制信息用于控制外设的工作状态和执行相应的操作。 接口部件的I/O端口包括数据端口、形状端口和控制端口或命令端口。数据端口用于传输数据信息，形状端口用于传输形状信息，控制端口或命令端口用于传输控制信息。通过这些端口可以实现对外设的读取和写入操作。 I/O接口的主要功能包括寻址功能、输入/输出功能、数据转换功能、联络功能、中断管理功能、复位功能、可编程功能和错误检测功能。寻址功能用于确定要操作的外设的地址，输入/输出功能用于与外设进行数据的输入和输出，数据转换功能用于将不同格式的数据进行转换，联络功能用于实现不同外设之间的信息交流，中断管理功能用于处理外设的中断请求，复位功能用于恢复系统初始状态，可编程功能用于根据需求进行接口电路的编程，错误检测功能用于检测数据传输过程中的错误。 外设经过接口和系统的衔接，可以实现与CPU之间的数据传输和控制。中断传输方式是通过外设发出中断请求，使CPU暂停当前任务转而处理外设的请求。中断传输方式具有实时性好、响应速度快的优点，适用于对响应速度有要求的外设。DMA方式是通过专门的DMA控制器来实现数据的直接传输，减轻了CPU的负担，适用于数据传输量较大的外设。DMA方式具有高速率、大数据吞吐量的优点。 综上所述，微型计算机接口和外设的数据传输是微机系统中不可或缺的一部分。通过合理设计的接口电路，可以实现不同外设与CPU之间的数据交互和控制，提高整个系统的性能和效率。而中断传输方式和DMA方式则是实现数据传输的两种重要方式，各自具有优点和适用场所。对于不同的应用需求，可以选择合适的数据传输方式来满足要求。