第二章输入输出接口和输入输出通道输入输出接口和输入输出通道**第1页，共30页，星期日，2025年，2月5日门电路与非门或门≥1=11异或非返回本章首页**第2页，共30页，星期日，2025年，2月5日计算机控制系统的硬件组成：主机、外围设备两类外设：1）常规外设，如键盘、CRT、打印机、磁盘机2）被控设备和检测仪表、显示装置、操作台等无论哪一类外设都要通过Ｉ/O接口和输入/输出通道(I/O通道)与CPU的总线相连外围设备分类：1.机械式、机电式、电子式2.输入设备、输出设备、既可输入又可输出的设备2.1概述**第3页，共30页，星期日，2025年，2月5日信息类型：数字量、模拟量、开关量信息传送方式：并行传送、串行传送一、接口、通道及其功能什么是I/O接口？为什么需要I/O接口电路？？**第4页，共30页，星期日，2025年，2月5日I/O接口是主机和外设之间交换信息的连接部件，它起桥梁和纽带作用。设置I/O接口电路的必要性：1）解决主机CPU和外设之间的时序配合和通信联络；2）解决CPU和外设之间的数据格式转换和匹配问题；3）解决CPU的负载能力和外设端口选择问题。（P14~15）**第5页，共30页，星期日，2025年，2月5日（二）I/O通道I/O通道：也称过程通道。是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道。模拟量输入/输出通道、数字量输入/输出通道数据采集的参量分两类：1.模拟量：时间上和数值上都连续变化的物理量，如温度、压力、流量、速度、位移等。2.数字量（开关量）：时间上和数值上都不连续的量，如表示开关闭合或断开二个状态的量，按一定编码的数字量和串行脉冲序列等。**第6页，共30页，星期日，2025年，2月5日tta)模拟信号b)数字信号**第7页，共30页，星期日，2025年，2月5日过程通道/I/O通道的功能：1.将从被控对象采集的参量变换成计算机所要求的数字量（或开关量）的形式，送入计算机。（A/D转换器完成）2.计算机按某一数学公式计算后，又将其结果以数字量形式或转换成模拟量形式输出至被控对象。（D/A转换器完成）（P15）**第8页，共30页，星期日，2025年，2月5日二、I/O信号的种类：1）数据信息：主机和外围设备交换的基本信息（8位或16位、串行或并行）1.数字量、2.模拟量、开关量、4.脉冲量2）状态信息：外围设备通过接口向CPU提供的反映外围设备所处的工作状态的信息。它作为两者交换信息的联络信号。（输入信号）3）控制信息：CPU通过接口传送给外围设备的。（输出信号）（P16）**第9页，共30页，星期日，2025年，2月5日示意图主机系统外围设备数据信息状态信息控制信息**第10页，共30页，星期日，2025年，2月5日三、计算机和外部的通讯方式1）并行通信2）串行通信3）有线网络通信4）无线通信（P17）**第11页，共30页，星期日，2025年，2月5日（一）并行通信（1）传输线条数n=传送数据的位数n；（2）传送速度快、信息率高；（3）握手信号线一般是两条（控制和状态线）握手信号线在某些芯片中是固定的，某些则是通过软件编程指定的。（4）在短距离的传送中常采用。常用的并行接口电路芯片，如Z-80系列的PIO、Intel系列的8255A等。**第12页，共30页，星期日，2025年，2月5日（二）串行通信（1）传输线条数n=1～2；（2）传输线既可做数据线又可做联络线用；（3）每个数据都占一个固定的时间长度；串行通信分为全双工方式和半双工方式、同步方式和异步方式。1)全双工方式CPU通过串行接口和外围设备相连。串行接口和外设之间有两根数据传输线，串行接口可同时输入和输出数据，计算机可同时发送和接收数据。这如同马路上左右道。外设接口计算机**第13页，共30页，星期日，2025年，2月5日2）半双工方式串行接口和外设之间只有一根数据传输线，某一时刻数据只能一个方向传送。这很像交通中有时间限制的单行线。（打印机）另外还有“单工方式”，现在已经很少采用。3）异步通讯通讯中两个字符的时间间隔是不固定的，而在同一字符中的两个相邻代码间的时间间隔是固定的。异步通讯是字符是一帧一帧传送的，每帧字符的传送靠起始位来同步。外设接口计算机**第14页，共30页，星期日，2025年，2月