TEC-XP16实验计算机系统中的串行I/O接口与升压驱动

"串行I/0接口-mos管升压驱动芯片" 串行I/O接口是一种常见的计算机硬件接口，常用于连接低速设备，如串口打印机、调制解调器等。相比于并行接口，串行接口在硬件成本上更低，标准化程度更高，但传输速率相对较低。在串行接口的设计中，接口芯片内部包含四个关键寄存器：输出数据缓冲寄存器用于接收CPU发送的数据，输入数据缓冲寄存器将设备数据提供给CPU，控制寄存器接收CPU的控制命令，而状态寄存器则反馈接口的工作状态。这些寄存器通过特定的地址进行区分，使得CPU能够正确地读写数据和控制命令。 在TEC-XP16实验计算机系统中，有两个串行接口，它们的数据线连接到数据总线的低位字节，与CPU进行并行数据交换。然而，串行接口与外设之间的通信则是串行的，一般遵循特定的通信协议，例如波特率、奇偶校验等。为了增强信号传输的抗干扰能力，信号电平可能需要提升，例如使用MAX202这类升压驱动芯片，通过倍压技术将TTL电平转换为±12V或0~12V。这样，无需额外的直流电源，即可实现长距离、稳定的数据传输。 在进行串行I/O操作时，CPU首先通过地址总线和运算器将端口地址写入地址寄存器，然后执行输入或输出指令。输入操作会从接口读取8位数据并存储到CPU的寄存器，输出操作则将寄存器中的数据写入接口。由于TEC-XP16的I/O端口地址是8位的，高位作为操作码，低位用于选择寄存器，因此可以利用译码电路产生片选信号，选择不同的接口芯片和其内部寄存器。在这个教学计算机系统中，每个串行接口被分配了两个16进制地址，如第一路串行接口的地址是80和81，用户可以从90/91到F0/F1中选择第二路串行接口的地址。 在实际的实验环境中，如TEC-XP16，学生可以通过一系列实验来深入理解串行接口的工作原理和使用方法，包括基础的汇编语言编程、运算器、存储器、控制器、输入/输出接口扩展和中断处理等。这些实验有助于学生掌握计算机系统的基本组成和工作流程，从而更好地理解计算机科学的基础知识。