嵌入式系统外围设备与I/O接口解析

"内部模块扩展续-嵌入式原理 5 嵌入式系统的外围设备和IO接口 ppt" 在嵌入式系统中，内部模块的扩展是一个关键方面，它涉及到如何利用处理器内部的资源来扩展系统功能。内部模块通常指的是处理器内部包含的各种功能单元，如定时器、中断控制器、串行通信接口等。这些模块通过内部总线与处理器的其他部分相连，它们的功能通过读写对应的寄存器来控制和访问。由于内部模块的设计不会受到外围电路的影响，因此扩展时只需关注外部电路的搭建，确保提供处理器正常运行所需的硬件条件。 外围设备是嵌入式系统与外界交互的重要桥梁，包括输入设备、输出设备以及扩展设备。输入设备如键盘和触摸屏，用于将用户操作转化为计算机可识别的数据，而输出设备如LED和LCD则用于显示信息。扩展设备如PCMCIA、CF、SD和MS卡等，为系统提供额外的存储和功能扩展能力。 在嵌入式系统中，输入输出接口（I/O接口）起到连接外围设备和处理器的关键作用。I/O接口可以是并行的，如并行打印机接口，也可以是串行的，如RS-232、IEEE1394、USB等，甚至可以是无线的，如红外线、蓝牙、IEEE802.11等。不同的接口类型有不同的工作原理和协议，例如I2C、I2S和CAN总线则是一种常用的小型、低速的通信接口，适用于嵌入式系统内部组件间的通信。 I/O接口的数据交换方式主要有三种：直接存储器访问（DMA）、查询方式和中断方式。DMA允许外围设备直接与内存交换数据，而不通过CPU，提高了数据传输效率；查询方式是设备不断地检查其状态，直到准备好进行数据传输；中断方式则是当设备完成某个操作后，它会向CPU发送一个中断请求，CPU响应后暂停当前任务处理中断事件。 对于输入设备，例如键盘和触摸屏，它们需要将用户的物理操作转换为电子信号。键盘通常采用机械式或薄膜式结构，通过触点闭合或改变电容来检测按键状态。触摸屏则可能使用接触式或非接触式技术，如电阻式、电容式或光学感应，来检测用户的触摸动作。 嵌入式系统的设计和扩展涉及到多种技术，包括内部模块的使用、外围设备的选择、I/O接口的设计以及数据交换机制的选取。理解这些概念和原理对于开发高效、可靠的嵌入式系统至关重要。在实际应用中，还需要考虑设备的功耗，尤其是在便携式设备中，智能型电源管理和电池技术也起着重要作用。