1．接口的作用
接口主要負(fù)責(zé)接收、解釋并執(zhí)行CPU發(fā)出的命令，傳送外設(shè)的狀態(tài)，以及雙方的數(shù)據(jù)傳輸，管理雙方的T作邏輯，協(xié)調(diào)它們的工作時(shí)序�？傊�，接口部件作為CPU與外設(shè)之間一個(gè)界面，使得雙方有條不紊地協(xié)調(diào)動(dòng)作，從而完成CPU與外界的信息交換。
2．接口的功能特點(diǎn)
按CPU與外界交換信息的要求，一般來(lái)講，接口部件應(yīng)具有如下功能特點(diǎn)：
(1)數(shù)據(jù)緩沖功能接口中一般都設(shè)置數(shù)據(jù)寄存器或鎖存器，以解決高速CPU和低速外設(shè)之間的矛盾，避免丟失數(shù)據(jù)。另外，這些鎖存器常常有驅(qū)動(dòng)作用。
(2)設(shè)備選擇功能微機(jī)系統(tǒng)中通常都有多臺(tái)外設(shè)，而CPU在同一時(shí)間里只能與一臺(tái)外設(shè)交換信息，這就要借助于接口的地址譯碼對(duì)外設(shè)進(jìn)行尋址。高位地址用于芯片選擇，低位地址用于選擇接口芯片(電路)內(nèi)部寄存器或鎖存器，以選定需要與CPU交換信息的外設(shè)。
(3)信息轉(zhuǎn)換功能 由于外設(shè)所能提供和所需要的各種信號(hào)常常與微機(jī)總線信號(hào)不兼容，因此信號(hào)交換就不可避免，它是接口設(shè)計(jì)中的一個(gè)很重要方面。通常遇到的信號(hào)變換包括：信號(hào)電平轉(zhuǎn)換，模／數(shù)和數(shù)／模轉(zhuǎn)換，串／并和并／串轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)寬度變換信號(hào)的邏輯關(guān)系和時(shí)序上的配合所要求的變換等。
(4)接受、解釋并執(zhí)行CPU命令的功能CPU發(fā)到外設(shè)的各種命令都是以代碼的形式先發(fā)到接口電路，再由接口電路解釋后，形成一系列控制信號(hào)送到外設(shè)(被控對(duì)象)的。為r實(shí)現(xiàn)CPU與外設(shè)之間的聯(lián)絡(luò)，接口電路還必須提供寄存的“空”或“滿”，外設(shè)忙或“閑”等狀態(tài)信號(hào)。
(5)中斷管理功能當(dāng)外設(shè)需要及時(shí)得到CPU的服務(wù)，例如，在出現(xiàn)故障而要求CPU進(jìn)行刻不容緩的處理時(shí)，就應(yīng)在接口中設(shè)置中斷控制邏輯，由它完成向CPU提出中斷請(qǐng)求，進(jìn)行中斷優(yōu)先級(jí)排隊(duì)，接收中斷響應(yīng)信號(hào)以及向CPU提供中斷向量等有關(guān)中斷事務(wù)工作，這樣，除了能使CPU實(shí)時(shí)處理緊急情況外，還能使快速CPU與慢速外設(shè)并行工作，從而大大提高CPU的效率。
(6)可編程功能為使接口具有較強(qiáng)的通用性、靈活性和可擴(kuò)充性，現(xiàn)在的接口芯片多數(shù)都是可編程的，這樣在不改變硬件的條件下，只改變驅(qū)動(dòng)程序就可改變接口的工作方式和功能，以適應(yīng)不同的用途。
需要注意的是：上述功能并非每個(gè)芯片(電路)都同時(shí)具備，對(duì)不同配置和不同用途的微機(jī)系統(tǒng)，其接口芯片的功能及實(shí)現(xiàn)方式有所不同，接口電路的復(fù)雜程度相差甚遠(yuǎn)。
3. cPu與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式可歸納為以下三種：
(1)程序控制方式程序控制方式通常又分為兩種情況：
1)無(wú)條件傳送方式。其具體方法是：在程序中的適當(dāng)位置直接插入I／O指令，以完成數(shù)據(jù)的傳輸。在這種方式中，cPu始終認(rèn)為外設(shè)是準(zhǔn)備好的，這種傳送方式的特點(diǎn)是軟硬件十分簡(jiǎn)單，但只適用于外設(shè)動(dòng)作時(shí)間已知，并能確認(rèn)外設(shè)已準(zhǔn)備好的情況，因此實(shí)際中較少使用這種傳送方式。
2)條件傳送方式。其實(shí)現(xiàn)方法是：在每次執(zhí)行I／O操作之前，cPu先查詢外設(shè)的狀悉，當(dāng)外部設(shè)備準(zhǔn)備好時(shí)才執(zhí)行I／O指令實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。這種傳送方式有效地解決了無(wú)條件專送方式難以保證cPu與外設(shè)同步動(dòng)作的問(wèn)題，但其傳輸速度慢，cPu工作效率低，因?yàn)镃Pu要花費(fèi)絕大部分時(shí)間去查詢外設(shè)的狀態(tài)。
(2)中斷傳送方式為了提高cPu效率，使系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)處理能力，可采用中斷方式進(jìn)行cPu與外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送。具體過(guò)程為：當(dāng)外設(shè)準(zhǔn)備好進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，通過(guò)接口向CPu提出中斷請(qǐng)求，cPu在滿足響應(yīng)中斷的條件下，向接口發(fā)出中斷響應(yīng)(回答)信號(hào)，然后，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，完成數(shù)據(jù)傳送，這種方式可使cPu與外設(shè)并行工作，從而大大提高了cPu的工作效率。
(3)DMA傳送方式(存儲(chǔ)器直接存取方式) 在中斷傳送方式中，每傳送一次數(shù)據(jù)，cPu就要執(zhí)行一些附加的保護(hù)斷點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)和斷點(diǎn)指令，因此不能從根本上提高cPu的效率，且不能成塊傳送數(shù)據(jù)，因此，在內(nèi)存與高速外設(shè)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，常采用DMA傳送方式。在這種方式中，整個(gè)傳送過(guò)程均由專用接口芯片DMA控制器(DMAc)來(lái)管理。當(dāng)外設(shè)需要傳送數(shù)據(jù)時(shí)，先通過(guò)DMAc向cPu提出請(qǐng)求，cPu收到請(qǐng)求并發(fā)出總線響應(yīng)(回答)信號(hào)，然后cPu釋放總線，由DMAc接管總線，并控制數(shù)據(jù)的傳送過(guò)程，DMA傳送方式對(duì)高速大批量數(shù)據(jù)傳送特別有用，但電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，硬件開銷較大。
4.常用的接口芯片
現(xiàn)代微機(jī)接日電路大部分都做成可編程接口芯片，因此，在接口設(shè)計(jì)中，通常不需要繁雜的電路參數(shù)計(jì)算，而是要熟練地掌握和深入了解各類芯片的工作原理和外部特性，尤其是掌握它們的使用方式和編程技巧，以便用它們合理地與cPu和外設(shè)連接起來(lái)，并編寫相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。采用集成接口芯片不僅使接口部件體積小，功能強(qiáng)，可靠性高，易于擴(kuò)展，應(yīng)用靈活方便，而且推動(dòng)接口向智能化方向發(fā)展。所以接口芯片在微機(jī)接口設(shè)計(jì)中起著極其重要的作用，應(yīng)給予足夠重視。
微機(jī)外圍接口芯片品種繁多，常用的有：并行接口芯片8255A、8155A、Z80一PIO，串行接口芯片8250、8251、Z80一SIO，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器8253、8254、Z80一CTC，中斷控制器8259A，DMA控制器8237A、Z80一DNA，鍵盤／LED專用控制器8279，cRT控制器6845、8275，磁盤控制器PD765、6843等。另外，在模擬接口中，還要用到A／D轉(zhuǎn)換器ADc0809(8位)、AI)7520(10位)、AD7521(12位)、AD574A(12位)；D／A轉(zhuǎn)換器DAC0832(8位)、DAcl210(12位)和串行接口的MAx51 8(8位)、AD7543(12位)等。
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