接口电路汇总
什么是接口电路？
输入、输出接口电路
输入、输出接口电路也称为I／O电路(INPUT／Output)，即通常所说的适配器、适配卡或接口卡。它是微型计算机与外部设备交换信息的桥梁。
(1)接口电路结构：一般由寄存器组、专用存储器和控制电路几部分组成，当前的控制指令、通信数据、以及外部设备的状态信息等分别存放在专用存储器或寄存器组中。
(2)接口电路的连接：所有外部设备都通过各自的接口电路连接到微型计算机的系统总线上去。
(3)通信方式：分为并行通信和串行通信。并行通信是将数据各位同时传送；串行通信则使数据一位一位地顺序传送。
主板接口基础知识
CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现，前者被称为I/O接口，而后者则被称为存储器接口。存储器通常在CPU的同步控制下工作，接口电路比较简单；而I/O设备品种繁多，其相应的接口电路也各不相同，因此，习惯上说到接口只是指I/O接口。
一、I/0接口的概念
1、接口的分类
I/O接口的功能是负责实现CPU通过系统总线把I/O电路和外围设备联系在一起，按照电路和设备的复杂程度，I/O接口的硬件主要分为两大类：
（1）I/O接口芯片
这些芯片大都是集成电路，通过CPU输入不同的命令和参数，并控制相关的I/O 电路和简单的外设作相应的操作，常见的接口芯片如定时／计数器、中断控制器、DMA控制器、并行接口等。
（2）I/O接口控制卡
有若干个集成电路按一定的逻辑组成为一个部件，或者直接与CPU同在主板上，或是一个插件插在系统总线插槽上。
按照接口的连接对象来分，又可以将他们分为串行接口、并行接口、键盘接口和磁盘接口等。
2、接口的功能
由于计算机的外围设备品种繁多，几乎都采用了机电传动设备，因此，CPU在与I/O设备进行数据交换时存在以下问题：
速度不匹配：I/O设备的工作速度要比CPU慢许多，而且由于种类的不同，他们之间的速度差异也很大，例如硬盘的传输速度就要比打印机快出很多。
时序不匹配：各个I/O设备都有自己的定时控制电路，以自己的速度传输数据，无法与CPU的时序取得统一。
信息格式不匹配：不同的I/O设备存储和处理信息的格式不同，例如可以分为串行和并行两种；也可以分为二进制格式、ACSII编码和BCD编码等。
信息类型不匹配：不同I／O设备采用的信号类型不同，有些是数字信号，而有些是模拟信号，因此所采用的处理方式也不同。
基于以上原因，CPU与外设之间的数据交换必须通过接口来完成，通常接口有以下一些功能：
（1）设置数据的寄存、缓冲逻辑，以适应CPU与外设之间的速度差异，接口通常由一些寄存器或RAM芯片组成，如果芯片足够大还可以实现批量数据的传输；
（2）能够进行信息格式的转换，例如串行和并行的转换；
（3）能够协调CPU和外设两者在信息的类型和电平的差异，如电平转换驱动器、数／模或模／数转换器等；
（4）协调时序差异；
（5）地址译码和设备选择功能；
（6）设置中断和DMA控制逻辑，以保证在中断和DMA允许的情况下产生中断和DMA请求信号，并在接受到中断和DMA应答之后完成中断处理和DMA传输。
3、接口的控制方式
CPU通过接口对外设进行控制的方式有以下几种：
（1）程序查询方式
这种方式下，CPU通过I/O指令询问指定外设当前的状态，如果外设准备就绪，则进行数据的输入或输出，否则CPU等待，循环查询。
这种方式的优点是结构简单，只需要少量的硬件电路即可，缺点是由于CPU的速度远远高于外设，因此通常处于等待状态，工作效率很低
（2）中断处理方式
在这种方式下，CPU不再被动等待，而是可以执行其他程序，一旦外设为数据交换准备就绪，可以向CPU提出服务请求，CPU如果响应该请求，便暂时停止当前程序的执行，转去执行与该请求对应的服务程序，完成后，再继续执行原来被中断的程序。
中断处理方式的优点是显而易见的，它不但为CPU省去了查询外设状态和等待外设就绪所花费的时间，提高了CPU的工作效率，还满足了外设的实时要求。但需要为每个I／O设备分配一个中断请求号和相应的中断服务程序，此外还需要一个中断控制器（I／O接口芯片）管理I／O设备提出的中断请求，例如设置中断屏蔽、中断请求优先级等。
此外，中断处理方式的缺点是每传送一个字符都要进行中断，启动中断控制器，还要保留和恢复现场以便能继续原程序的执行，花费的工作量很大，这样如果需要大量数据交换，系统的性能会很低。
（3）DMA（直接存储器存取）传送方式
DMA最明显的一个特点是它不是用软件而是采用一个专门的控制器来控制内存与外设之间的数据交流，无须CPU介入，大大提高CPU的工作效率。
在进行DMA数据传送之前，DMA控制器会向CPU申请总线控制权，CPU如果允许，则将控制权交出，因此，在数据交换时，总线控制权由DMA控制器掌握，在传输结束后，DMA控制器将总线控制权交还给CPU。
二、常见接口
1、并行接口
目前，计算机中的并行接口主要作为打印机端口，接口使用的不再是36针接头而是25针D形接头。所谓“并行”，是指8位数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高，但并行传送的线路长度受到限制，因为长度增加，干扰就会增加，容易出错。
现在有五种常见的并口：4位、8位、半8位、EPP和ECP，大多数PC机配有4位或8位的并口，许多利用Intel386芯片组的便携机配有EPP口，支持全部IEEE1284并口规格的计算机配有ECP并口。
标准并行口4位、8位、半8位：4位口一次只能输入4位数据，但可以输出8位数据；8位口可以一次输入和输出8位数据；半8位也可以。
EPP口（增强并行口）：由Intel等公司开发，允许8位双向数据传送，可以连接各种非打印机设备，如扫描仪、LAN适配器、磁盘驱动器和CDROM 驱动器等。
ECP口（扩展并行口）：由Microsoft、HP公司开发，能支持命令周期、数据周期和多个逻辑设备寻址，在多任务环境下可以使用DMA（直接存储器访问）。
目前几乎所有的586机的主板都集成了并行口插座，标注为Paralle1或LPT1，是一个26针的双排针插座。
2、串行接口
计算机的另一种标准接口是串行口，现在的PC机一般至少有两个串行口COM1和COM2。串行口不同于并行口之处在于它的数据和控制信息是一位接一位串行地传送下去。这样，虽然速度会慢一些，但传送距离较并行口更长，因此长距离的通信应使用串行口。通常COM1使用的是9针D形连接器，而COM2有些使用的是老式的DB25针连接器。
3、磁盘接口
（1）IDE接口
IDE接口也叫做ATA端口，只可以接两个容量不超过528M的硬盘驱动器，接口的成本很低，因此在386、486时期非常流行。但大多数IDE接口不支持DMA 数据传送，只能使用标准的PCI／O端口指令来传送所有的命令、状态、数据。几乎所有的586主板上都集成了两个40针的双排针IDE接口插座，分别标注为IDE1和IDE2。
（2）EIDE接口
EIDE接口较IDE接口有了很大改进，是目前最流行的接口。首先，它所支持的外设不再是2个而是4个了，所支持的设备除了硬盘，还包括CD－ROM驱动器磁盘备份设备等。其次，EIDE标准取消了528MB的限制，代之以8GP限制。第三，EIDE有更高的数据传送速率，支持PIO模式3和模式4标准。
4、SCSI接口
SCSI（SmallComputerSystemInterface）小计算机系统接口，在做图形处理和网络服务的计算机中被广泛采用SCSI接口的硬盘。除了硬盘以外，SCSI接口还可以连接CD－ROM驱动器、扫描仪和打印机等，它具有以下特点：
可同时连接7个外设；
总线配置为并行8位、16位或32位；
允许最大硬盘空间为8.4GB（有些已达到9.09GB）；
更高的数据传输速率，IDE是2MB每秒，SCSI通常可以达到5MB每秒，FASTSCSI（SCSI－2）能达到10MB每秒，最新的SCSI－3甚至能够达到40MB 每秒，而EIDE最高只能达到16.6MB每秒；
成本较IDE和EIDE接口高很多，而且，SCSI接口硬盘必须和SCSI接口卡配合使用，SCSI接口卡也比IED和EIDE接口贵很多。
SCSI接口是智能化的，可以彼此通信而不增加CPU的负担。在IDE和EIDE
设备之间传输数据时，CPU必须介入，而SCSI设备在数据传输过程中起主动作用，并能在SCSI总线内部具体执行，直至完成再通知CPU。
5、USB接口
最新的USB串行接口标准是由Microsoft、Intel、Compaq、IBM等大公司共同推出，它提供机箱外的热即插即用连接，用户在连接外设时不用再打开机箱、关闭电源，而是采用“级联”方式，每个USB设备用一个USB插头连接到一个外设的USB插座上，而其本身又提供一个USB插座给下一个USB设备使用，通过这种方式的连接，一个USB控制器可以连接多达127个外设，而每个外设间的距离可达5米。USB统一的4针圆形插头将取代机箱后的众多的串/并口（鼠标、MODEM）键盘等插头。USB能智能识别USB链上外围设备的插入或拆卸。除了能够连接键盘、鼠标等，USB还可以连接ISDN、电话系统、数字音响、打印机以及扫描仪等低速外设。
三、I/O扩展槽
I/O扩展槽即I/O信号传输的路径，是系统总线的延伸，可以插入任意的标准选件，如显示卡、解压卡、MODEM卡和声卡等。通过I/O扩展槽，CPU可对连接到该通道的所有I／O接口芯片和控制卡寻址访问，进行读写。
根据总线的类型不同，主板上的扩展槽可分为ISA、EISA、MAC、VESA和PCI 几种。
（1）ISA插槽
黑色，分为8位、16位两种。16位的扩展槽可以插8位和16位的控制卡，但8位的扩展槽只能插8位卡。
（2）EISA插槽
棕色，外型、长度与16位的ISA卡一样，但深度较大，可插入ISA与EISA控制卡。
（3）VESA插槽
棕色，位于16位ISA扩展插槽的下方，与ISA插槽配合使用。
（4）PCI插槽
为什么主机和外设之间交换信息传送要通过接口电路
接口的功能是负责实现CPU通过系统总线把I/O电路和外围设备联系在一起，按照电路和设备的复杂程度，I/O接口的硬件主要分为两大类：1.I/O接口芯片这些芯片大都是集成电路，通过CPU输入不同的命令和参数，并控制相关的I/O 电路和简单的外设作相应的操作，常见的接口芯片如定时／计数器、中断控制器、DMA控制器、并行接口等。 .2.I/O接口控制卡
有若干个集成电路按一定的逻辑组成为一个部件，或者直接与CPU同在主板上，或是一个插件插在系统总线插槽上。按照接口的连接对象来分，又可以将他们分为串行接口、并行接口、键盘接口和磁盘接口等。
由于计算机的外围设备品种繁多，几乎都采用了机电传动设备，因此，CPU 在与I/O设备进行数据交换时存在以下问题：速度不匹配：I/O设备的工作速度要比CPU慢许多，而且由于种类的不同，他们之间的速度差异也很大，例如硬盘的传输速度就要比打印机快出很多。时序不匹配：各个I/O设备都有自己的定时控制电路，以自己的速度传输数据，无法与CPU的时序取得统一。信息格式不匹配：不同的I/O设备存储和处理信息的格式不同，例如可以分为串行和并行两种；也可以分为二进制格式、ACSII编码和BCD编码等。信息类型不匹配：不同I／O设备采用的信号类型不同，有些是数字信号，而有些是模拟信号，因此所采用的处理方式也不同。基于以上原因，CPU与外设之间的数据交换必
须通过接口来完成
以太网通信接口电路设计规范
目录 1目的 (3) 2范围 (3) 3定义 (3) 3.1以太网名词范围定义 (3) 3.2缩略语和英文名词解释 (3) 4引用标准和参考资料 (4) 5以太网物理层电路设计规范 (4) 5.1：10M物理层芯片特点 (4) 5.1.1：10M物理层芯片的分层模型 (4) 5.1.2：10M物理层芯片的接口 (5) 5.1.3：10M物理层芯片的发展 (6) 5.2：100M物理层芯片特点 (6) 5.2.1：100M物理层芯片和10M物理层芯片的不同 (6) 5.2.2：100M物理层芯片的分层模型 (6) 5.2.3：100M物理层数据的发送和接收过程 (8) 5.2.4：100M物理层芯片的寄存器分析 (8) 5.2.5：100M物理层芯片的自协商技术 (10) 5.2.5.1：自商技术概述 (10) 5.2.5.2：自协商技术的功能规范 (11) 5.2.5.3：自协商技术中的信息编码 (11) 5.2.5.4：自协商功能的寄存器控制 (14) 5.2.6：100M物理层芯片的接口信号管脚 (15) 5.3：典型物理层器件分析 (16) 5.4：多口物理层器件分析 (16) 5.4.1：多口物理层器件的介绍 (16) 5.4.2：典型多口物理层器件分析。 (17) 6以太网MAC层接口电路设计规范 (17) 6.1：单口MAC层芯片简介 (17) 6.2：以太网MAC层的技术标准 (18) 6.3：单口MAC层芯片的模块和接口 (19) 6.4：单口MAC层芯片的使用范例 (20) 71000M以太网（单口）接口电路设计规范 (21) 8以太网交换芯片电路设计规范 (21) 8.1：以太网交换芯片的特点 (21) 8.1.1：以太网交换芯片的发展过程 (21) 8.1.2：以太网交换芯片的特性 (22) 8.2：以太网交换芯片的接口 (22) 8.3：MII接口分析 (23) 8.3.1：MII发送数据信号接口 (24) 8.3.2：MII接收数据信号接口 (25) 8.3.3：PHY侧状态指示信号接口 (25) 8.3.4：MII的管理信号MDIO接口 (25) 8.4：以太网交换芯片电路设计要点 (27) 8.5：以太网交换芯片典型电路 (27) 8.5.1：以太网交换芯片典型电路一 (28)
硬盘接口类型简介(图例版)
串口和并口： 计算机上有串口和并口的地方应该有：硬盘、主板、还有打印机等。串口一般用于接一些特殊的外接设备。比如通讯方面的设备。并口通常用于连接打印设备。串口比较小，有突出的针露在外面。并口一般比串口要大，通常是红色的，有两排小孔； 串口形容一下就是一条车道，而并口就是有8个车道同一时刻能传送8位（一个字节）数据。但是并不是并口快，由于8位通道之间的互相干扰。传输受速度就受到了限制。而且当传输出错时，要同时重新传8个位的数据。串口没有干扰，传输出错后重发一位就可以了。所以快比并口快。串口硬盘就是这样被人们重视的； 串口和并口是连接外设的不同端口。这两种端口的外形、传输速度和可以连接的设备都有所不同； 串口传输是一位接一位的，象串起的珠子一样，并口是可以并发数据的可以同时传输多位； 现在有串行的硬盘SATA接口,是一样的道理，它之所以可以150MB/s的速度传输，得益于其串行的方式，并行的几路信号在比较高的频率下不能很好的解决他们之间的干扰，所以现在ATA 13MBb/s的并行硬盘已走到极限，取而代之的是STAT。另80 channel 的ATA100的并口硬盘数据线，其中有40根是地线，是用来防止并行信号之间的干扰的； STAT那个速度标称的bit/s,实际就是150M/300M的速度，现在最快的单块硬盘的速度也不足100MB/s ，常见的都在40-60MB/s的速度； 切记！！！接口不是瓶颈
硬盘接口常用的分为四种 1、SATA 接口硬盘 SATA是Serial ATA的缩写，即串行ATA。这是一种完全不同于并行ATA的新型硬盘接口类型，由于采用串行方式传输数据而得名。SATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。 SATA接口主板
模拟输入输出接口原理及其应用 第三版习题参考答案
第7章模拟输入输出系统设计 本章习题 7-1基于嵌入式处理器的模拟输入输出系统是怎么构成的？各部分的主要功能是什么？两个系统的主要区别是什么？ 答：基于嵌入式处理器的模拟输入输出系统与普通模拟输入输出系统不同之处在于嵌入式处理器内部已经大都集成了A/D转换器、D/A转换器。其它同普通模拟输入输出系统。如图所示。 传感器感知或采集工程过程中的相关参数、如温度、压力、流量等，信号调理电路把传感器送来的信号进行调整处理使采集的信号在A/D的有效范围，A/D变换器将模拟信号转换为数字信号，处理器对变换后的数字信号根据系统需求进行数字处理或运算，D/A变换器将数字信号变换成模拟信号，功能放大把模拟信号进行功率放大，使之足以推动后面的执行机构，执行机构将电能变换为机械能或其它能量以控制工业过程。 7-2传感器的作用是什么？有哪些常用传感器？ 答：传感器的作用就是感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 按输入量可将传感器分为：位移传感器、速度传感器、温度传感器、压力传感器等；按照按工作原理分类：应变式、电容式、电感式、压电式、热电式等；按物理现象分类：结构型传感器、特性型传感器； 按能量关系分类：能量转换型传感器、能量控制传感器；按输出信号分类：模拟式传感器、数字式传感器。 主要传感器有：流量传感器、压力传感器、温度传感器、物位传感器、位移传感器、称重传感器、气敏传感器、磁敏传感器、红外光电传感器、机器人传感器等。 7-3传感器与变送器有什么区别？常用变送器有哪些？ 答：变送器是将物理测量信号或普通电信号转换为标准电信号输出或能够以通讯协议方式输出的设备。与传感器的主要区别是除了感知还包括了以某种协议输出检测的结果。由于现代传感器通常增加了协议输出，因此也基本具备了变送器的功能。变送器主要有：温度/湿度变送器，压力变送器，差压变送器，液位变送器，电流变送器，电量变送器，流量变送器，重量变送器等。 7-4在模拟输入通道中，经常要使用信号调理电路，其主要功能和任务是什么？对于片上有ADC的嵌入式模拟输入通道，其调理电路的主要形式有哪些？ 答：信号调理电路主要功能和任务就是放大、滤波、隔离以及激励与变换等，使其符合模/数转换器(ADC)输入的要求。 片上有ADC的调理电路主要形式包括：
USB接口电路电路
U S B接口电路电路 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
左边这张图，过了保险丝以后，接了一个470uF 的电容C16，右边这张图，经过开关后，接了一个100uF 的电容C19，并且并联了一个的电容C10。其中C16 和C19 起到的作用是一样的，C10 的作用和他们两个不一样，我们先来介绍这2 个大一点的电容。容值比较大的电容，理论上可以理解成水缸或者水池子，同时，大家可以直接把电流理解成水流，其实大自然万物的原理都是类似的。作用一，缓冲作用。当上电的瞬间，电流从电源处流下来的时候，不稳定，容易冲击电子器件，加个电容可以起到缓冲作用。就如同我们直接用水龙头的水浇地，容易冲坏花花草草的。我们只需要在水龙头处加个水池，让水经过水池后再缓慢流进草地，就不会冲坏花草，起到有效的保护作用。 作用二，稳定作用。我们一整套电路，后级的电子器件功率大小、电流大小也不一样，器件工作的时候，电流大小不是一直持续不变的。比如后级有个器件还没有工作的时候，电流消耗是100mA，突然它参与工作了，电流猛的增大到150mA 了，这个时候如果没有一个水缸的话，电路中的电压(水位)就会直接突然下降，比如我们的5V 电压突然降低到3V 了。而我们系统中有些电子元器
件，必须高于一定的电压才能正常工作，电压太低就直接不工作了，这个时候 水缸就必不可少了。电容会在这个时候把存储在里边的电流释放一下，稳定电 压，当然，随后前级的电流会及时把水缸充满的。有了这个电容，可以说我们 的电压和电流就会很稳定了，不会产生大的波动。这种电容 常用的有以下三种： 图3-这三种电容是我们常用的三种电容，其中第一种个头大，占空间大，单位容量价格最便宜，第二种和第三种个头小，占空间小，性能一般也略好于第一种，但是价格也贵不少。当然，除了价格，还有一些特殊参数，在通信要求高的场合也要考虑很多，这里暂且不说。我们板子上现在用的是第一种，只要在符合条件的情况下，第一种470uF 的电容不到一毛钱，同样的耐压和容值，第二种和第三种可能得1 块钱左右。 电容的选取，第一个参数是耐压值的考虑。我们用的是5V 系统，电容的耐压值要高于5V，一般推荐倍到2 倍即可，有些场合稍微高于也可以。我们板子上用的是10V 耐压的。第二个参数是电容容值，这个就需要根据经验来选取了，选取的时候，要看这个电容起作用的这块系统的功率消耗情况，如果系统耗电较大，波动可能比较大，那么容值就要选大一些，反之，可以小一些。 刚开始同学们设计电路也模仿别人，别人用多大自己也用多大，慢慢积累。比如咱上边讲电容作用二的时候，电流从100mA 突然增大到150mA 的时候，其实即使加上这个电容，电压也会轻微波动，比如从5V 波动到，但是只要我们板子上的器件在电压以上也可以正常工作的话，这点波动是没有问题的，但是如果不加或者加的很小，电压波动比较大，有些器件就会工作不正常了。但是如果加的太大，占空间并且价格也高，所以这个地方电容的选取多参考经验。
ADC0809引脚图和接口电路图
ADC0809引脚图与接口电路 2008-06-28 19:04 ADC0809引脚图与接口电路 作者：佚名 来源：本站原创 点击数： 859 更新时间：2007年07 月29日 A/D 转换器芯片ADC0809 简介 8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道抵制锁存用译码电路，其转换时间为100μs 左右。 图9.8 《ADC0809引脚图》 1. ADC0809的内部结构 ADC0809的内部逻辑结构图如图9-7所示。
图9.7 《ADC0809内部逻辑结构》 图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器进行转换，这是一种经济的多路数据采集方法。地址锁存与译码电路完成对A、B、C 3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择，其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出，因此可以直接与系统数据总线相连，表9-1为通道选择表。 表9-1 通道选择表 2．信号引脚 ADC0809芯片为28引脚为双列直插式封装，其引脚排列见图9.8。
对ADC0809主要信号引脚的功能说明如下： IN 7～IN ——模拟量输入通道 ALE——地址锁存允许信号。对应ALE上跳沿，A、B、C地址状态送入地址锁存器中。 START——转换启动信号。START上升沿时，复位ADC0809；START下降沿时启动芯片，开始进行A/D转换；在A/D转换期间，START应保持低电平。本信号有时简写为ST. A、B、C——地址线。通道端口选择线，A为低地址，C为高地址，引脚图中为ADDA，ADDB和ADDC。其地址状态与通道对应关系见表9-1。 CLK——时钟信号。ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号由外界提供，因此有时钟信号引脚。通常使用频率为500KHz的时钟信号 EOC——转换结束信号。EOC=0,正在进行转换；EOC=1,转换结束。使用中该状态信号即可作为查询的状态标志，又可作为中断请求信号使用。 D 7～D ——数据输出线。为三态缓冲输出形式，可以和单片机的数据线直接相连。 D 0为最低位，D 7 为最高 OE——输出允许信号。用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=0，输出数据线呈高阻；OE=1，输出转换得到的数据。 Vcc—— +5V电源。 Vref——参考电源参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基 准。其典型值为+5V(Vref (+)=+5V, Vref (-) =-5V). 9.2.2 MCS-51单片机与ADC0809的接口 ADC0809与MCS-51单片机的连接如图9.10所示。
RS485串行通信电路设计
RS485串行通信接口电路的总体设计 在电参数仪的设计中，数据采集由单片机AT89C52负责，上位PC机主要负责通信（包括与单片机之间的串行通信和数据的远程通信），以及数据处理等工作。在工作中，单片机需要定时向上位PC机传送大批量的采样数据。通常，主控PC机和由单片机构成的现场数据采集系统相距较远，近则几十米，远则上百米，并且数据传输通道环境比较恶劣，经常有大容量的电器（如电动机，电焊机等）启动或切断。为了保证下位机的数据能高速及时、安全地传送至上位PC机，单片机和PC机之间采用RS485协议的串行通信方式较为合理。 实际应用中，由于大多数普通PC机只有常用的RS232串行通信口，而不具备RS485通信接口。因此，为了实现RS485协议的串行通信，必须在PC机侧配置RS485/RS232转换器，或者购买适合PC机的RS485卡。这些附加设备的价格一般较贵，尤其是一些RS485卡具有自己独特的驱动程序，上位PC机的通信一般不能直接采用WINDOW95/98环境下有关串口的WIN32通信API函数，程序员还必须熟悉RS485卡的应用函数。为了避开采用RS485通信协议的上述问题，我们决定自制RS485/RS232转换器来实现单片机和PC机之间的通信。 单片机和PC机之间的RS485通信硬件接口电路的框图，如下图1所示。 从图1可看出，单片机的通信信号首先通过光隔，然后经过RS485接口芯片，将电平信号转换成电流环信号。经过长距离传输后，再通过另一个RS485接口芯片，将电流环信号转换成电平信号。 图1单片机与PC机之间的RS485通信硬件接口电路的框图(略) 该电平信号再经过光电隔离，最后由SR232接口芯片，将该电平信号转换成与PC机RS232端口相兼容的RS232电平。由于整个传输通道的两端均有光电隔离，故无论是PC机还是单片机都不会因数据传输线上可能遭受到的高压静电等的干扰而出现“死机”现象。 2接口电路的具体设计 2-1单片机侧RS485接口电路的设计 单片机侧RS485接口电路如图2所示。 AT89C52单片机的串行通信口P3 0（RXD）和P3 1（TXD）的电平符合TTL/CMOS标准（逻辑“0”的电平范围为0V～0.8V,逻辑“1”的电平为2 4V～VCC）,它们首先通过光电隔离器件6N137隔离，以保护单片机不受传输通道的干扰影响，其中T01和?T02是为了增加光隔输入端的驱动能力。光隔6N137的左侧电源与单片机相同，右侧必须采用另一组独立的＋5V电源，且两组电源不能供电。 图2单片机侧RS485接口电路
硬盘接口技术详解
硬盘接口技术详解 1、IDE/ATA 1.1 概述 IDE即Integrated Drive Electronics，它的本意是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器，我们常说的IDE接口，也叫ATA （Advanced Technology Attachment）接口，现在PC机使用的硬盘大多数都是IDE兼容的，只需用一根电缆将它们与主板或接口卡连起来就可以了。 IDE接口是由Western Digital与COMPAQ Computer两家公司所共同发展出来的接口。因为技术不断改进，新一代Enhanced IDE(加强型IDE，简称为EIDE)最高传输速度可高达100MB／秒(Ultra ATA／100)。 IDE接口有两大优点：易于使用与价格低廉，问世后成为最为普及的磁盘接口。但是随着CPU速度的增快以及应用软件与环境的日趋复杂，IDE的缺点也开始慢慢显现出来。Enhanced IDE就是Western Digital公司针对传统IDE接口的缺点加以改进之后所推出的新接口。Enhanced IDE使用扩充CHS(Cylinder-Head-Sector)或LBA(Logical Block Addressing)寻址的方式，突破528MB的容量限制，可以顺利地使使用容量达到数十GB等级的IDE硬盘。 在PC中，I/O设备，如硬盘驱动，不是直接与系统中央总线连接的（AT总线在AT系统，或PCI总线在之后的系统）。而I/O设备与接口芯片相连，而接口芯片与系统总线连接。 接口芯片组成了I/O设备与系统总线的桥，在系统总线协议（PCI或AT）与I/O设备协议（如IDE或SCSI）之间进行翻译。这使I /O设备可以独立于系统总线协议。 下图展示了PC工作站的基本系统结构，展示了IDE设备与系统余下部分的关系。 1.2 IDE传输模式 IDE硬盘接口的几种传输模式有明显区别。IDE接口硬盘的传输模式，经历过三个不同的技术变化，由PIO(Programmed I／O)模式，DMA(Direct Memory Access)模式，直至现今的Ultra DMA模式(简称UDMA)。 PIO(Programmed I／O)模式的最大弊端是耗用极大量的中央处理器资源，在以前还未有DMA模式光驱的时候，光驱都是以PIO 模式运行。大家可能还记得，当时用光驱播放VCD光盘，再配以软件解压，就算使用Pentium 166，其流畅度也不理想，这就是处理器被长期大量占用的缘故。以PIO模式运行的IDE接口，数据传输率达3．3MB／秒(PIO mode 0)至16．MB／秒(PIO mode 4)不等。后
液晶显示器VGA模拟输入接口电路
液晶显示器VGA模拟输入接口电路文章出处：赤铸发布时间：2009/06/15 | 4089 次阅读| 3次推荐| 1条留言 业界领先的TEMPO评估服务每天新产品时刻新体验IC分销商如何选择管理软件 VGA模拟输入接口电路的工作过程如下： 由显示器VGA接口1、2、3脚接收到的R、G、B信号，经双向二极管D12、D11、D10 限幅，R31、R30、R29三个电阻进行阻抗匹配，由C7、C10、C14耦合到主控芯片U4（CM5 126）进行A／D转换等处理（该机A／D转换电路集成在主控芯片中）。 由显示器VGA接口13脚接收到的行同步信号（HSYNC），经稳压管ZD9（5.6V）限幅，送到反相器U3（74LCX14）的5脚，经反相后，从U3的6脚输出，送到主控芯片U4（GM5126）内部的同步处理电路进行处理。 由显示器VGA接口14脚接收到的场同步信号（YSYNC），经稳压管ZD8（5.6V）限幅，送到反相器U3（74LCX14）的⒈脚，经反相后，从U3的2脚输出，送到主控芯片U4（CM5126）内部的同步处理电路进行处理。 因液晶显示器须和主机通信，显示器作为外部设各，须提供身份识别信号供主机检测识别，因此，电路中设置了DDC存储器U2（M24C02WMN6）。在DDC存储器U2中，存储了有关显示器的基本信息（如厂商、型号、显示模式配置等），U2通过5脚（DDC串行数据）、6脚（DDC串行时钟）与计算机主机进行通信，完成液晶显示器的身份识别，只有识别显示器后，两者才能同步、协调、稳定的工作。
图1 AOC LM729液晶显示器输入接口电路 从图1中可以看出，由于存储器U2的8脚供电端由电脑主机输出的VGA_5V（由计算机主机产生，通过VGA接口的9脚送到显示器）和显示器电源产生的＋5V电压共同供电，因此，即使显示器不开机，存储器也可工作（不开机时由VGA_5V供电），以方便计算机主机随机读取DDC存储器中的信息。
计算机通信接口技术试题
中国自考人——700门自考课程永久免费、完整在线学习快快加入我们吧！ 全国2007年1月高等教育自学考试 计算机通信接口技术试题 课程代码：02369 说明：接口芯片的控制字请参阅附录。 一、单项选择题(本大题共13小题，每小题1分，共13分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.若某个外围设备要求与存储器高速且大量传送数据，则最合适的输入/输出方式是 ( ) A.程序控制I/O B.中断驱动I/O C.直接存储器存取DMA D.无条件传送 2.典型的全双工串行数据传送中，进行数据传输最少需要( ) 根线根线 根线根线 中，用于可屏蔽中断申请的输入管脚是( ) A. NMI B. INTR C.INTA 端口地址使用的地址总线是A15～A0,能访问的端口地址空间是( ) MB KB KB KB 5.位于内存21CH～21FH当中的中断向量对应的中断处理程序的中断号是 ( ) 系统的设备属性有控者、讲者和听者三种。下列对GPIB系统中的各设备属性描述正确的是( ) A.程控数字电压表只具有听者属性 B.打印机只具有听者属性 C.计算机只具有控者属性 D.打印机具有听者属性和讲者属性 并行接口标准中定义的兼容工作模式( ) A.是一个双向并行通信模式 B.可以提供反向通信模式 C.是一个单向通信模式 D.是数据传送速度最快的一种工作模式 接口中，有关“忙条件时序”数据传送中的握手联络信号是( ) A.STROBE和BUSY B. STROBE和ACK C. ACK和BUSY ～Data8和STROBE
硬件电路图
1.2 各模块电路说明
1.2.1 数码管显示模块
图 1.1 数码管显示模块电路
数码管的段信号由 FPGA 直接驱动，JP9，JP10 代表两个共阴极数码管的 A、B、C、D、E、F、Dp 段；
1.2.2 A/D 转换模块
图 1.2 A/D 转换模块电路
AD9288 是采用了并行双通道独立 8 位、 高速采样 （100MHZ） 的 A/D 器件， 模拟信号分别通过 INPUT_A、 INPUT_B 输入，时钟输入采用 FPGA 控制的 10-100MHZ 时钟信号，数据采用 8 位并行输出。FPGA 控制采 样率，此实验可以很快的验证采样定律。注意在使用该模块的过程中应该将入信号应该为调节到 0 到 1V 的 电压范围内的高频交流信号。
1.2.3 D/A 转换模块
图 1.3 D/A 转换模块电路
AD9767 是美国 ADI 公司出品的高速数模转换电路， 在单芯片上集成了 2 个独立的 14 位高速 D/A 转换 器。
1.2.4 以太网模块
图 1.4 以太网模块电路
该模块为百兆以太网设计模块，FPGA 通过排线连接对以太网数据进行读写和控制。
1.2.5 VGA 接口模块
图 1.5 VGA 模块电路
该模块采用 ADV7123 实现对 VGA 时序控制，完成画面显示。
1.2.6 PS/2 接口模块
图 1.6 PS/2 模块电路
该模块设计有两个 PS/2 接口，都可以接 PS/2 设备，其时钟线和数据线通过排线与 FPGA 相连。
从硬盘接口技术的发展谈硬盘技术的发展
兰州大学信息科学与工程学院 从硬盘接口技术的发展谈硬盘技术的发展 黄来君 2011/5/6
从硬盘接口技术的发展谈硬盘技术的发展 目录 1、概述 2、发展历程 3、IDE接口和SATA接口的区别 4、SCSI接口和SAS接口的区别 5、总结 一、概述： （1）硬盘接口: 硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件，作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度，在整个系统中，硬盘接口的优劣直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。 从整体的角度上，硬盘接口分为IDE、SATA、SCSI和光纤通道四种，IDE接口硬盘多用于家用产品中，也部分应用于服务器，SCSI接口的硬盘则主要应用于服务器市场，而光纤通道只在高端服务器上，价格昂贵。SATA是种新生的硬盘接口类型，还正出于市场普及阶段，在家用市场中有着广泛的前景。在IDE和SCSI的大类别下，又可以分出多种具体的接口类型，又各自拥有不同的技术规范，具备不同的传输速度，比如ATA100和SATA；Ultra160 SCSI和Ultra320 SCSI都代表着一种具体的硬盘接口，各自的速度差异也较大。
（图一） （2）IDE IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”，它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度，数据传输的可靠性得到了增强，硬盘制造起来变得更容易，因为硬盘生产厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容。对用户而言，硬盘安装起来也更为方便。IDE这一接口技术从诞生至今就一直在不断发展，性能也不断的提高，其拥有的价格低廉、兼容性强的特点，为其造就了其它类型硬盘无法替代的地位。 （图二） （3）主板IDE接口 IDE代表着硬盘的一种类型，但在实际的应用中，人们也习惯用IDE来称呼最早出现
ADC0809接口电路
8位A/D转换器芯片ADC0809 ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，ADC0809的主要特性： ● 它是具有8路模拟量输入、8位数字量输出功能的A/D转换器。 ● 转换时间为100μs。 ● 模拟输入电压范围为0V～+5V，不需零点和满刻度校准。 ● 低功耗，约15mW。 (1)ADC0809结构框图及引脚说明 图4.24 ADC0809的结构框图和引脚 通道选择开关 通道地址锁存和译码 逐次逼近A/D转换器 8位锁存器和三态门 (2)ADC0809的工作过程 对ADC0809的控制过程是： ① 首先确定ADDA、ADDB、ADDC三位地址，决定选择哪一路模拟信号; ② 使ALE端接受一正脉冲信号，使该路模拟信号经选择开关到达比较器的输入端;
③ 使START端接受一正脉冲信号，START的上升沿将逐次逼近寄存器复位，下降沿启动A/D转换; ④ EOC输出信号变低，指示转换正在进行。 ⑤ A/D转换结束，EOC变为高电平，指示A/D转换结束。此时，数据已保存到8位三态输出锁存器中。此时CPU就可以通过使OE信号为高电平，打开ADC0809三态输出，由ADC0809输出的数字量传送到CPU。 (3)CPU读取A/D转换器数据的方法 ① 查询法 优点:接口电路设计简单。 缺点：A/D转换期间独占CPU，致使CPU运行效率降低。 ② 定时法： 优点:接口电路设计比查询法简单，不必读取EOC的状态。 缺点：A/D转换期间独占CPU，致使CPU运行效率降低;另外还必须知道A/D转换器的转换时间。 CPU读取A/D转换器数据的方法 ③ 中断法 优点：A/D转换期间CPU可以处理其它的程序，提高CPU的运行效率。图4.25 ADC0809接口电路 缺点：接口电路复杂。 (4)ADC0809接口电路
通信接口保护电路
AC220V,RS232,RS485,CAN等保护电路 220V电源保护 ， MOV选用压敏电阻20D471 ， GDT选用陶瓷气体放电管2R470 ，可选择10欧姆电阻，也可以选用自恢复保险丝JK250-180. ， Tvs可选用 1.5KE440CA(P6KE440CA) RJ45保护方案
满足100以太网YD/T1542-2006要求： 1 正常工作电压（V） 5 2 标称放电电流线对地 250A YD/T1542-2006 线对线 15A 3 最大放电电流线对地 500A YD/T1542-2006 线对线 30A 4 保护电压水平线对地 600V YD/T1542-2006 线对线 15V 5 响应时间 1ns YD/T1542-2006 6 传输速率 10/100/1000M YD/T1542-2006 7 误码率<1×10-9 T1542-2006 8 对地阻抗≥1000Ω YD/T1542-2006 9 近端串扰 >60dB YD/T1542-2006 10 数据脉冲波形变化率≥0.95 YD/T1542-2006 11 电气间隙和爬电距离≥0.4mm YD/T1542-2006 12 保护对象 8条线 13 接口类型 RJ45 一．此保护电路使用SLVU2.8-4对RJ45接口保护。 二．为更好满足防雷设计要求，可在每条线对地加上玻璃放电管SA41-301M作为一级保护。（如果有较大空间，也可使用陶瓷放电管，效果更佳） 三．SLVU2.8-4,SA41-301M电容值C<5PF,满足100M以太网传输速率要求。
CAN电路保护 说明： 1.Gas Tube1，.Gas Tube2，.Gas Tube3可选用贴片陶瓷气体电管2R470或者插件陶瓷2PF。 2.PPTC1,PPTC2可选用贴片保险丝SMD014或者SMD020。 https://www.360docs.net/doc/e17280512.html,S1,TVS2,TVS3可选用SMBJ30CA 4. 此电路可满足此保护电路承受10、1000μs，4Kv雷击测试。满足IEC6100-4-5，国标GB9043的雷击浪涌抗扰度测试标准。 5. 防雷地都需要可靠的连接至大地，可靠的接地可以大大提高防护效果，而不良的防护效果。 贴片485保护电路 说明：
常见串口接口电路设计集锦
常见串口接口电路设计集锦 六种常用串口接口电路1、并口接口(分立元件) 适用于Windows 95/98/Me 操作系统。这个电路与FMS 随软件提供的电路比多了一个200K 的电阻，这个主要是为了与JR 的摇控器连接，因为JR 的摇控器教练口好象是集电极开路设计的，需要加一只上拉电阻才能正常工作。 不过电路还是满简单的，用的元件也很少，很适合无线电水平不太高的朋友们 制作，只是不能用于Win2000/XP 上有点让人遗憾。 2、串口接口(分立元件)字串5 适用于Windows 95/98/Me 操作系统，电路也不是很复杂，当然元件比并口电路多了一些，而且串口的外壳比并口小很多，如何把这些元件都放到小 小的外壳里免不了要大家好好考虑一下了。当做体积小也是它的最大的优点， 而且不用占用电脑并口，因为现在还有一些打印机还是要用并口的。缺点同样 是不支持Win2000/XP。 3、串行PIC 接口(使用PIC12C508 单片机)字串9 适用于Windows 95/98/Me/2000/XP 操作系统。电路简单，只是用到MicroChip 公司的PIC12C508 型单片机，免不了要用到编程器向芯片里写程序了，这个东西一般朋友可能没有，不过大多卖单片机的地方都有编程器，你只 要拿张软盘把需要用的HEX 文件拷去让老板帮你写就可以了。这个接口最大 的优点就是支Win2000/XP 操作系统，还可以用PPJOY 这个软件来用摇控器虚拟游戏控制器玩电脑游戏。 4、25 针串行PIC 接口(使用PIC12C508 单片机) 适用于Windows 95/98/Me/2000/XP 操作系统。电路同9 针的接口基本一样，只不过是接25 针串口的，现在用的不是很多了。
(完整版)常见几种硬盘接口类型
常见硬盘接口类型 硬盘接口是硬盘与主机系统间的连接部件，作用是在硬盘缓存和主机内存之间传输数据。不同的硬盘接口决定着硬盘与计算机之间的连接速度，在整个系统中，硬盘接口的优劣直接影响着程序运行快慢和系统性能好坏。 从整体的角度上，硬盘接口分为IDE、SATA、SCSI和光纤通道四种。 一、四类硬盘大致情况 1、IDE硬盘 IDE和ATA是一种硬盘,分为33,66,100,133接口频率。 2、SATA SATA,就是现在的主流,串口硬盘； 又分为SATA1为150频率，SATA2具说可达到速度可达300M/S。3、SCIS 硬盘 SCIS硬盘主要用于服务器,可达万转以上.性能最强。一般分为50针、68针和80针三种。 4、光纤通道硬盘 光纤通道的主要特性有：热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大 二、具体情况 1、IDE硬盘
IDE的英文全称为“Integrated Drive Electronics”，即“电子集成驱动器”，它的本意是指把“硬盘控制器”与“盘体”集成在一起的硬盘驱动器。把盘体与控制器集成在一起的做法减少了硬盘接口的电缆数目与长度，数据传输的可靠性得到了增强，硬盘制造起来变得更容易，因为硬盘生产厂商不需要再担心自己的硬盘是否与其它厂商生产的控制器兼容。对用户而言，硬盘安装起来也更奖恪DE这一接口技术从诞生至今就一直在不断发展，性能也不断的提高，其拥有的价格低廉、兼容性强的特点，为其造就了其它类型硬盘无法替代的地位。 IDE代表着硬盘的一种类型，但在实际的应用中，人们也习惯用IDE来称呼最早出现IDE类型硬盘ATA-1，这种类型的接口随着接口技术的发展已经被淘汰了，而其后发展分支出更多类型的硬盘接口，比如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等接口都属于IDE硬盘。图片 2、SATA硬盘 使用SATA（Serial ATA）口的硬盘又叫串口硬盘，是未来PC机硬盘的趋势。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几
以太网通信接口电路设计规范
深圳市XXXX公司技术规范 以太网通信接口电路设计规范 2000-02-28发布 2000-02-28实施 深圳市 XXXX 公司发布 1
本技术规范根据IEEE 802.3标准和XX公司在以太网通信接口电路设计的技术经验编制而成。 本规范于2000年02 月28日首次发布。 本规范起草单位：硬件工程室 本规范主要起草人： 在规范的起草过程中，在此，表示感谢！ 本规范批准人： 本规范修改记录： 2
目 录 58 7.2.1：物理编解码子层（PCS ） (57) 7.2：物理层接口（PHY） (51) 7.1.1：1000BASE-X 物理层芯片的寄存器分析 (48) 7.1：适用标准 (48) 7、1000M以太网（单口）接口电路设计规范.....................................426.4.3：10/100M 接口芯片GD 82559ER 的使用范例.. (41) 6.4.2：10M 芯片AM79C961使用范例 (40) 6.4.1：DEC21140使用规范 (40) 6.4：单口MAC 层芯片的使用范例 (39) 6.3：单口 MAC 层芯片的模块和接口 (37) 6.2：以太网 MAC 层的技术标准 (37) 6.1：单口MAC 层芯片简介 (37) 6、以太网MAC层接口电路设计规范 (34) 5.4.2.2：LU3XFTR 芯片分析 (33) 5.4.2.1：BCM5208芯片分析 (33) 5.4.2：典型多口物理层器件分析。 (32) 5.4.1：多口物理层器件的介绍 (32) 5.4：多口物理层器件分析 (25) 5.3.1：100M 物理层接口芯片LXT970A 应用规范 (25) 5.3：典型物理层器件分析 (24) 5.2.6：100M物理层芯片的接口信号管脚 (22) 5.2.5.4： 自协商功能的寄存器控制 (19) 5.2.5.3： 自协商技术中的信息编码 (18) 5.2.5.2： 自协商技术的功能规范 (18) 5.2.5.1： 自商技术概述 (18) 5.2.5：100M 物理层芯片的自协商技术 (16) 5.2.4：100M 物理层芯片的寄存器分析 (15) 5.2.3：100M 物理层数据的发送和接收过程 (14) 5.2.2：100M 物理层芯片的分层模型 (14) 5.2.1：100M 物理层芯片和10M 物理层芯片的不同 (14) 5.2：100M物理层芯片特点 (12) 5.1.4.2：LXT905使用规范 (11) 5.1.4.1：MC68160使用规范 (10) 5.1.4：10M 物理层芯片设计范例 (10) 5.1.3：10M 物理层芯片的发展 (9) 5.1.2：10M 物理层芯片的接口 (9) 5.1.1：10M 物理层芯片的分层模型 (9) 5.1：10M物理层芯片特点 (9) 5、以太网物理层电路设计规范 (7) 4.2：IEEE802协议族 (7) 4.1：以太网的技术标准 (7) 4、引用标准和参考资料 (6) 3.2：缩略语和英文名词解释 (5) 3.1：以太网名词范围定义 (5) 3、定义 (5) 2、范围 (5) 1、目的 (3)
硬盘构造
硬盘的构造 追溯历史 从1956年9月，IBM的一个工程小组向世界展示了第一台磁盘存储系统IBM 350 RAMAC（Random Access Method of Accounting and Control）至今，磁盘存储系统已经历了近半个世纪的发展。经历了这45年，磁盘的变化可以说是非常巨大得，最早的那台RAMAC 容量只有5MB，然而却需要使用50个直径为24英寸的磁盘。但现在一块容量高达100GB的硬盘只需要3张磁盘片即可。电+脑*维+修-知.识_网(w_ww*dnw_xzs*co_m) 当然，IBM 350 RAMAC与现在的硬盘有很大的差距，它只能算是硬盘的开山鼻祖。现代硬盘的真正原形，可以追溯到1973年，那时IBM公司推出的Winchester（温氏）硬盘，它的特点是：“工作时，磁头悬浮在高速转动的盘片上方，而不与盘片直接接触。使用时，磁头沿高速旋转的盘片上做径向移动”，这便是现在所有硬盘的雏形。今天高端硬盘容量虽然高达上百GB，但它却仍然没有脱离“温彻斯特”的动作模式。电+脑*维+修-知.识_网(w_ww*dnw_xzs*co_m) 下面是两张IBM公司于1980年在IBM-XT上的一块10M的硬盘图，可以看出，除了外型略大，无论外观还是内部结构和现在最先进的硬盘并无大的差别。电+脑*维+修-知.识_网(w_ww*dnw_xzs*co_m) 图1：IBM 10MB硬盘的内部结构图
图2：IBM 10MB硬盘的外观图 技术的前进，总是将电脑系统朝人们喜欢的方面发展，而体积更小、速度更快、容量更大、使用更安全就是广大用户对硬盘的最大期望。出于这样的目的，硬盘工程师们为其做出了许多努力，例如研究读写更灵敏的磁头、更先进的接口类型、存储密度更高的磁盘盘片及更有效的数据保持技术等。这些技术上的突破使得硬盘不仅越来越先进，而且也更加稳定，这些也就是现在的硬盘与图1 中所示硬盘的最大区别。电+脑*维+修-知.识_网(w_ww*dnw_xzs*co_m) 深入了解硬盘之外部结构 二、深入了解硬盘 先了解一些硬盘结构理论知识。总得来说，硬盘主要包括：盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几个部份。所有的盘片都固定在一个旋转轴上，这个轴即盘片主轴。而所有盘片之间是绝对平行得，在每个盘片的存储面上都有一个磁头，磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小。所有的磁头连在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向动作，而盘片以每分钟数千转的速度在高速旋转，这样磁头就能对盘片上的指定位置进行数据的读写操作。硬盘是精密设备，尘埃是其大敌，所以必须完全密封。电+脑*维+修-知.识_网(w_ww*dnw_xzs*co_m) 西部数据（WesternDigital）公司产品型号为WD200BB，如图3、4 所示。从型号上可以判断，它是一款容量为20GB的7200RPM高速硬盘，产品序列号为WMA9L1203351，产地为马来西亚，出厂日期是2001年8月15日。在接下来的说明中，就以此块硬盘为例进行深入解剖及说明。电+脑*维+修-知.识_网(w_ww*dnw_xzs*co_m)
ATA硬盘接口技术
ATA硬盘技术 编者按：随着电脑配件日新月异地发展，硬盘除了容量增大以外，采用的新技术也越来越多。总的来看，硬盘使用的技术包括降噪技术、硬盘磁头技术、盘片技术、接口技术、数据保护技术、震动保护系统和各类检测技术等等。在这些技术中，一些技术是在原有技术的基础上优化更新推出的，也有一些新技术是完全新创的。下面我们先来看看IDE硬盘的降噪技术。 主流IDE硬盘降噪技术 硬盘的噪音也许在夜深人静时最明显，对家人的影响也是很大的。虽然噪音的大小并不是直接衡量硬盘性能优劣的标准，但纵观硬盘的发展历史，可以发现硬盘的噪音实际上是和硬盘的转速成正比的：转速每提高一个档次，噪音等级就会相应提高。在5400rpm硬盘“横行”的时候，噪音问题还不那么突出，随着7200rpm硬盘成为主流，噪音问题的解决迫在眉睫。 我们还是先来了解一下硬盘噪音是怎么产生的。通常硬盘内部有两个马达，一个是驱动硬盘旋转的主轴马达。早期的主轴马达采用的是滚珠轴承，随着硬盘转速的不断提高，带来了磨损加剧、温度升高、噪声增大等一系列问题，主轴马达的噪音曾是硬盘噪音的主要来源。但目前很多厂家开始使用液态轴承马达，它使用的是黏膜液油轴承，以油膜代替滚珠，这样做可以避免金属之间的直接摩擦，使噪声及发热量大大降低，同时油膜也可有效吸收震动，使硬盘的抗震能力得到提高，此外还能减少磨损，提高硬盘的寿命。另外一个是寻道马达。寻道马达采用的是步进电机，其工作噪音的波形接近方波，因此声音听起来节奏分明，穿透力也强过主轴马达。我们平时听到硬盘发出的“哒，哒”声，就是由它发出的。由于技术和成本上的原因，该马达还没有采用液态轴承，因此目前来看，寻道马达所发出的噪音是硬盘噪音的主要来源。面对硬盘噪音，各个硬盘厂商都使出了浑身解数，有的从采用新型硬盘主轴马达入手，有的则以改进硬盘的封装结构为切入点，有的则利用软件调节硬盘的寻道速度，从而达到降低噪音的目的。 1.希捷(Seagate) 曾几何时，希捷公司的IDE硬盘几乎成了大噪音硬盘的代名词，不过这一切都随着酷鱼四代硬盘的推出而烟消云散，声音屏蔽技术(SBT)的应用使希捷硬盘摇身一变成为了目前最为“安静”的IDE硬盘，声音屏蔽技术包括如下几项：(图) 液态轴承(Fluid Dynamic Bearing)技术： SoftSonic电机是希捷硬盘的声音屏蔽技术(SBT)的核心，也是一项获得各类电脑用户赏识的技术突破。在采用业内标准进行测试时，酷鱼四代单盘模型在旋转时所发出的噪声仅为20分贝，寻道时的噪声仅为24分贝。事实上，1996年希捷生产了世界上第一台FDB电机，而目前FDB电机已经发展到了第四代产品，可见如今FDB 电机的技术相当成熟。 盖板及隔音泡沫： SeaShield盖板即硬盘电路一面的金属挡板，该挡板与隔音泡沫都起到了进一步减少噪音外泄的可能性。
I2C总线接口电路设计..
FPGA与I2C总线器件接口电路设计 利用FPGA模拟I2C总线协议对I2C总线接口器件AT24C256 进行读写操作。利用按键输入读写命令和相应的地址、数据，对芯片进行读写操作，读写的数据用数码管显示。 一、I2C总线接口电路设计分析 1. I2C 总线协议 I2C 总线的两根通信线，一根是串行数据线SDA，另一根是串行时钟线SCL。多个符合I2C总线标准的器件都可以通过同一条I2C总线进行通信，而不需要额外的地址译码器。每个连接到总线上的器件都有一个唯一的地址作为识别的标志，都可以发送或接收数据。I2C 总线通信速率受主机控制，标准模式下可达100kbit/s。 一般具有I2C总线的器件其SDA、SCL引脚都为集电极（或漏极）开路结构。因此实际使用时，SDA 和SCL信号线必须加3~10K的上拉电阻。总线空闲时均保持高平。I2C总线接法如图1所示。 图1 I2C总线连接示意图 (1) I2C的主机和从机，发送器和接收器 产生I2C总线时钟信号和起始、停止控制信号的器件，称为主机，被主机寻址的器件称为从机。 任何将数据传送到I2C总线的器件称为发送器，任何从I2C总线接收数据的器件称为接收器。 主机和从机都可作为发送数据器件和接收数据器件。 (2) I2C 总线上数据的有效性： 时钟线SCL为高电平时，数据线SDA的任何电平变化将被看作总线的起始或停止信号； 在数据传送过程中，当时钟线SCL为高电平时，数据线SDA必须保持稳定状态，不允许有跳变；数据线SDA的状态只能在SCL低电平期间才能改变。即进行串行传送数据时，在SCL高电平期间传送位数据，低电平期间准备数据。 (3) 从机地址 I2C总线不需要额外的片选信号或地址译码。多个I2C总线接口器件可连接到一条I2C总线上，它们之间通过地址来区分。主机是主控制器件，只有一个主机的不需要地址。其它器件均为从机，均有器件地址，但必须保证同一条I2C总线上的器件地址不能重复。一般从机地址由7位地址位和1位读写位组成，地址位为高7位，读写位为最低位。读写位为0时，表示主机将向从机写入数据；读写位为1时，表示主机将要从从机读取数据。 (4) I2C 总线的通信时序