本章主要内容

计算机输入输出系统概述

计算机总线的功能与组成

计算机输入输出接口概述

常用的输入输出方式概述

输入输出接口基本功能

提供主机识别（指定、找到）要用的I/O设备的支持，为每个设备规定几个地址码或编号。
　　■对计算机的主存储器与I/O设备按统一的格式和方法来分配与安排地址编码，指令访问的到底是主存储器还是I/O设备，是由用到的地址范围决定的；
　　■设置并使用专用的输入（IN）输出（OUT）指令访问I/O设备。由于I/O设备的数量比较少，就可以用比较少的地址为他们编址，该地址被称为I/O端口地址。这种方案被大部分计算机普遍采用。
建立主机和设备之间的控制与通信机制，接收处理器（主设备）的命令，并提交给外部设备，同时，为主设备提供外部设备的状态。
提供主机和设备之间信息交换过程中的数据缓冲机构，如输入数据缓冲寄存器和输出数据缓冲寄存器等。
提供主机和设备之间信息交换过程中的其他特别需求支持，屏蔽外部设备的差异。（例如，当主机和设备的信号幅度不同时的信号电平转换功能，数据传送中的格式（并行、串行）转换功能 ）

输入输出接口结构

通用可编程接口

通用性
　　■能有多种用法与输入输出功能，能适用于多种外设
可编程
　　■能通过指令指定接口的功能和运行控制参数
接口内部组成
　　■设备识别电路：对指令中给出的I/O端口地址译码
　　■命令寄存器：存CPU发送的控制命令
　　■状态寄存器：设备设置其值，CPU读取
　　■数据缓冲寄存器：I/O数据缓冲，解决速度匹配
　　■中断电路：处理中断请求、屏蔽和判优等
　　■其他电路：电平转换及串行/并行转换电路等

常用接口概述

串行接口
　　■只需要一对信号线来传输数据，主要用于传输速度不高，传输距离较长的场合。典型芯片Intel 8251(详细介绍见教材)　
　　■目前几乎所有的计算机都采用EIA RS-232C作为串行接口标准，包括按位串行传输的电气和机械方面的规定。RS-232C接口有25根线，数据传输率在50、75至19200bps之间。
　　■对串行接口的使用是通过对其命令寄存器和状态寄存器进行设置工作的。工作时先对接口命令寄存器发命令，设置工作方式；然后再发命令使之开始工作；工作期间通过状态寄存器了解串口工作状态。
并行接口
　　■串行接口按位传送数据，速度慢，而且主机是按字或者字节处理数据，使用串行接口需要进行并串的转换。对速度较高的设备，采用并行数据传输方式比较合适。典型芯片Intel 8255

8251的基本型性能

1.可用于同步异步传送
2.同步传送：5-8bit/字符，内部或外部同步，可自动插入同步字符。
3.异步传送：5-8bit/字符，时钟速率为通信波特率的1、16或64倍。
4.可产生中止字符：可产生1、11/2或2个位的停止位。可检查假启动位。自动检测和处理中止字符。
5.波特率：DC-19.2K（异步） DC-64K（同步）。
6.完全双工，双缓冲器发送和接收器。
7.出错检测—具有奇偶、溢出和帧错误等检测电路
8.与8080/8085CPU完全兼容。

Intel 8251A可编程通信接口

接口信息