常见15种接口设备基本概念
第一章微机接口技术概述
不需要专门的I/O指令 I/O数据存取与存储器 数据存取一样灵活
FFFFF 内存 部分
缺点：
存储器空间
I/O 部分
I/O端口要占去部分存 储器地址空间 程序不易阅读（不易 分清访存和访问外设）
00000
地址空间(共1MB)
0
内存地址 (960KB)
EFFFFH F0000H
I/O地址 (64KB)
总线控制器
扩展总线 控制器
集成外围控制器
PC总线
实时钟/日历
现代微机的基本结构
现代微机采用pentium系列微处理器，其 基本结构发生了革命性的变化，最主要 的表现是改变了主板的总线结构。 采用了三总线结构：即CPU总线、局部 总线PCI 和系统总线ISA总线 三级总线之间通过多功能桥路芯片组相 连。根据功能和连接方法，将这种基本 结构划分为南北桥结构和中心结构。
以上三种信息从含义上说各不相同，应该分别传送。但计算 机的CPU通过接口和外设交换信息时，往往把状态信息、 控制信息看成是一种广义的数据信息，都通过数据总线来 传送。因此，在接口中这三种信息要进入不同的寄存器。
1、3、2 接口电路的组成
一个实际运行的接口由硬件和软件组成。 硬件电路
总线驱动
数据寄存器
思考：传送多个字节怎么编程？
程序查询方式的优点是硬件结构比较简单， 程序控制方便；缺点是CPU效率较低，实时 性较差，且对外部出现的异常事件无实时响 应能力。 虽然程序查询方式要比无条件传送方式可靠， 但在程序查询方式中，CPU要不断地读取状 态字来检测外设的状态，真正用于数据传送 的时间实际很短，大部分时间是在查询等待， CPU效率很低，特别是当系统中有多个外设 时，CPU必须逐个查询，而外设的工作速度 各不相同，很显然CPU不能及时满足外设所
微型计算机接口技术
微型计算机接口技术1. 引言微型计算机接口技术是指将微型计算机与外部设备连接的一种技术，它使得计算机能够与各种外设进行数据交互和控制。
在计算机技术的发展中，接口技术起着至关重要的作用，为计算机系统提供了更多的功能和扩展性。
本文将探讨微型计算机接口技术的基本概念、常见接口类型以及应用领域等相关内容。
2. 微型计算机接口技术概述在计算机系统中，接口是计算机与外部设备之间进行数据传输和通信的桥梁。
接口技术使得计算机能够与各种设备进行连接，实现数据的输入和输出，从而扩展了计算机的功能。
微型计算机接口技术是一种特定类型的接口技术，它使用不同的接口标准和协议来实现计算机与外部设备之间的数据交换。
3. 常见的微型计算机接口技术3.1 USB 接口USB（Universal Serial Bus）接口是目前应用最广泛的微型计算机接口之一。
它具有高速传输、热插拨和广泛兼容等特点，支持多种外部设备的连接，如鼠标、键盘、打印机、摄像头等。
USB接口也被广泛应用于移动存储设备，如U盘和移动硬盘。
3.2 HDMI 接口HDMI（High-Definition Multimedia Interface）接口主要用于高清视频和音频信号的传输，它提供了高质量的图像和音效输出。
HDMI接口支持多通道数字音频传输，可以连接计算机与显示器、投影仪、电视等设备，用于视频会议、演示和娱乐等场景。
3.3 Ethernet 接口Ethernet接口是用于计算机网络连接的一种接口技术，它使用RJ45接口进行物理连接。
Ethernet接口支持高速数据传输，常用于局域网（LAN）和广域网（WAN）的连接。
它是实现互联网连接的关键技术之一，支持计算机之间的数据共享和通信。
4. 微型计算机接口技术的应用领域4.1 工业自动化微型计算机接口技术在工业自动化领域中起着重要作用。
通过与传感器和执行器的连接，微型计算机可以实现对生产过程的控制和监控，提高生产效率和质量。
第六讲 简单IO接口设计
6.1 I/O接口基本概念——控制方式
设备间数据传送方式和控制方式
不同的设备，CPU采用不同的控制方式实现数据的传送。
8088的管脚图
复习
8088 CPU系统的两种组态
复习
课本150/208页图勘误： SA8-SA15->SD8-SD15 实验课上的实验 箱引出了前述5 组常用信号线
复习
8088最小系统的MEM读、写时序
T1 总线时钟 IO/M A19～ A16 /S6～ S3 A15～ A8 AD7～ AD0 ALE RD A7～ A0 T2 T3 T4
T1 总线时钟
T2
T3
T4
① ②
A19～ A16 A7～ A0
⑨
IO/M A19～ A16 /S6～ S3 A15～ A8
① ②
A19～ A16 A7～ A0 A7～ A0 D7～ D0
⑨
⑨
D7～ D0
AD7～ AD0 ALE WR
③ ④ ① ⑤
⑥
③ ④
⑥
⑦
⑨
⑦ ⑧
DT/R DEN
①
DT/R DEN
PC系统中设备繁多，需要通 过接口来区分不同设备； 各设备的工作速度远低于 CPU的速度，需要接口进行 速度匹配； 各设备表示信息的格式与计 算机不同，由接口电路完成 格式转换；
AB
CPU 系统
DB CB
存储器 I/O接口 接口
存储器
I/O设备
多媒体处理部件和外部设备接口
多媒体处理部件和外部设备接口1. 引言多媒体处理部件和外部设备接口是现代计算机系统中的重要组成部分。
随着多媒体应用的普及和发展，计算机系统需要具备处理多媒体数据的能力，并支持与外部设备的高效连接。
本文将介绍多媒体处理部件和外部设备接口的基本概念和工作原理。
2. 多媒体处理部件多媒体处理部件是指计算机系统中负责处理多媒体数据的硬件部件。
它通常由多个子系统组成，包括图形处理单元（GPU）、音频处理单元（APU）和视频解码器等。
2.1 图形处理单元（GPU）图形处理单元（Graphics Processing Unit，GPU）是一种专门用于处理图形计算的部件。
它通过并行处理大量的图形数据来提高图形渲染和图像处理的速度。
现代GPU通常拥有多个流处理器，每个流处理器都具有多个处理单元，可以同时执行多个图形计算任务。
2.2 音频处理单元（APU）音频处理单元（Audio Processing Unit，APU）是一种专门用于处理音频数据的部件。
它可以实时处理音频信号，包括音频编码、解码、混音、音效处理等功能。
现代APU通常集成在主板或者显卡上，提供高质量的音频输出和输入。
2.3 视频解码器视频解码器是一种专门用于解码视频数据的部件。
它通过对视频数据进行解码，将压缩的视频数据转换为可视的视频图像。
视频解码器通常支持多种视频编码格式，如MPEG-2、H.264、H.265等。
3. 外部设备接口外部设备接口是指计算机系统与外部设备之间进行数据传输和通信的接口。
它可以分为物理接口和逻辑接口两种类型。
3.1 物理接口物理接口是指计算机系统与外部设备之间传输数据的物理连接方式。
常见的物理接口包括USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）、HDMI（High DefinitionMultimedia Interface，高清晰度多媒体接口）、DisplayPort等。
这些接口提供高带宽和高传输速度，能够满足多媒体数据传输的需求。
单片机中的输入输出接口技术讲解
单片机中的输入输出接口技术讲解单片机（Microcontroller Unit，简称MCU）作为一种集成了微处理器核心、内存、输入输出接口和外部设备接口的集成电路，广泛应用于各种嵌入式系统中。
其中，输入输出接口技术是单片机的核心组成部分之一，它能够实现单片机与外部设备的高效通信和数据交换。
本文将就单片机中的输入输出接口技术进行详细讲解。
一、基本概念输入输出接口（Input/Output Interface，简称I/O Interface）是单片机与外设之间传输数据、信号的桥梁。
它负责转换单片机内部的电信号与外部设备的电信号之间的逻辑和电平转换。
在单片机应用中，常见的外部设备包括按键、LED灯、LCD显示屏、步进电机等。
二、数字输入输出接口1. 数字输入接口数字输入接口主要通过端口的工作方式与外设通信，常见的数字输入接口有通用并行接口（General Purpose Parallel Interface，简称GPIO）和外部中断（External Interrupt）。
GPIO是单片机中最常见的通用输入输出接口，它具有多种工作模式，可以通过软件控制单片机与外设之间的数据传输。
GPIO的主要功能是将单片机的高低电平与外部设备的高低电平进行转换。
通过控制GPIO的输入输出状态，可以实现与外设之间的数据交换和通信。
外部中断是一种特殊的输入接口，它能够实现对外部事件的高效响应。
当外部事件触发时，单片机会立即跳转到相应的中断服务程序进行处理。
外部中断常用于读取按键输入、检测传感器状态等场合。
2. 数字输出接口数字输出接口是单片机将数据传输出给外部设备的接口。
常见的数字输出接口有通用并行接口（GPIO）、定时器（Timer）和比较器（Comparator）。
GPIO作为通用输入输出接口，在数字输出方面同样起到重要作用。
通过控制GPIO的输出状态，单片机可以向外设发送数据、控制外设的开关状态等。
定时器是一种重要的数字输出接口。
第15讲IO接口电路基本概念
端口B和C: 都包含一个8位数据输入缓 冲器和一个8位的数据输出锁存器/缓冲器， 输出数据能锁存，输入数据不锁存。
端口C:可分成两个4位端口，分别定义 为输入或输出端口，还可定义为控制、状 态端口，配合端口A和端口B工作。
NEXTIN：IN TEST JZ
IN
AL，STATUS-PORT；从状态口输入状态信息
AL，01H
；测试标志位是否为1
NEXTIN
；未就绪，继续查询
AL，DATA-PORT ；从数据端口输入数据
查询输出
查询式输出的端口信息
NEXTOUT：
IN AL, STATUS_PORT TEST AL, 80H JNZ NEXTOUT MOV AL, BUF
DMA与程序控制数据传送路径的比较
外设
CPU
总
存储器
线
程序控制的数据输入/输出
DMA
DMA与程序控制数据传送路径比较
I/O概述
微机系统的信息交换有并行通信 和串行通信两种方式。
并行通信是以微机的字长为传输单位； 适合于外部设备与微机之间进行近距离、 大量和快速的信息交换。
实现并行通信的接口称之为并 行接口。
方式设置标志
1=有效
图 8255A工作方式控制字格式
(2) 端口C的置位/复位控制字
控制字的格式如图所示。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
不使用 设置为000
位的置位/复位 1=置位，0=复位
位 选择 D3 D2 D1 通道C位
0 0 0 PC0 0 0 1 PC1 0 1 0 PC2 0 1 1 PC3 1 0 0 PC4 1 0 1 PC5 1 1 0 PC6 1 1 1 PC7
232485详解
232485详解一、计算机常见通讯接口随着计算机系统的应用和微机网络的发展，通信功能越来越显的重要。
这里所说的通信是只计算机与外界的信息交换。
因此，通信既包括计算机与外部设备之间，也包括计算机和计算机之间的信息交换。
由于串行通信是在一根传输线上一位一位的传送信息，所用的传输线少，并且可以借助现成的电话网进行信息传送，因此，特别适合于远距离传输。
对于那些与计算机相距不远的人－机交换设备和串行存储的外部设备如终端、打印机、逻辑分析仪、磁盘等，采用串行方式交换数据也很普遍。
在实时控制和管理方面，采用多台微机处理机组成分级分布控制系统中，各CPU之间的通信一般都是串行方式。
所以串行接口是微机应用系统常用的接口。
许多外设和计算机按串行方式进行通信，这里所说的串行方式，是指外设与接口电路之间的信息传送方式，实际上，CPU与接口之间仍按并行方式工作。
1串行通信的概念图1-1所谓“串行通信”是指外设和计算机间使用一根数据信号线(另外需要地线,可能还需要控制线),数据在一根数据信号线上一位一位地进行传输，每一位数据都占据一个固定的时间长度。
如图1-1所示。
这种通信方式使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本，当然，其传输速度比并行传输慢。
由于CPU 与接口之间按并行方式传输，接口与外设之间按串行方式传输，因此，在串行接口中，必须要有“接收移位寄存器”（串→并）和“发送移位寄存器”（并→串）。
典型的串行接口的结构如1-2所示。
图1-2在数据输入过程中，数据1位1位地从外设进入接口的“接收移位寄存器”，当“接收移位寄存器”中已接收完1个字符的各位后，数据就从“接收移位寄存器”进入“数据输入寄存器”。
CPU从“数据输入寄存器”中读取接收到的字符。
（并行读取，即D7~D0同时被读至累加器中）。
“接收移位寄存器”的移位速度由“接收时钟”确定。
在数据输出过程中，CPU把要输出的字符（并行地）送入“数据输出寄存器”，“数据输出寄存器”的内容传输到“发送移位寄存器”，然后由“发送移位寄存器”移位，把数据1位1位地送到外设。
第7章 输入输出系统与接口
计算机通过输入设备获取来自外部的信息。 计算机通过输出设备把处理结果显示出来。
第2页
2013年8月1日星期四
第7章
输入输出系统及接口
7.1 接口电路概述 7.1.1 接口基本概念
输入设备：输入信息 输出设备：送出结果 输入设备
各设备的组成 结构、电气性 能和工作原理 各不相同
键盘、鼠标、扫描仪、磁带机、磁盘机、光盘机、 解调器、A/D转换器 输出设备 显示器、打印机、绘图仪、磁带机、磁盘机、光盘 机、调制器、D/A转换器
第8页 2013年8月1日星期四
第7章
输入输出系统及接口
7.1.3 接口信号
与计算机交换的信息 数据信息、状态信息和控制信息 。 1．数据信息
数字量 、模拟量 、开关量 2．状态信息
外设发送给计算机，反映外设工作状态 有BUSY和READY
3．控制信息 计算机发送给外设，控制外设的工作
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2．输出指令
第7章
输入输出系统及接口
7.3 输入输出的数据传送方式
计算机与I/O接口间的数据传送即数据交换。 数据传送的控制方式 程序直接控制传送方式、中断方式、DMA方式和 I/O处理机方式
7.3.1 程序直接控制传送方式
定义：是指在程序控制下进行的数据传送，通常是 在用户程序中安排一段由I/O指令和其它指令组成的 程序段，直接控制I/O接口的输入/输出操作。
目标寄存器为AX时，读取16位数据 直接寻址 端口地址n只能为8位地址信号，最多可以访问 28=256个不同的端口。对应指令有： IN AL, n ;AL←(n) IN AX, n ;AX←(n)
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微型计算机接口技术第一章接口的基本概念
③Windows中访问I/O设备的方法：
可以象DOS下的程序一样直接访问I/O设备，这是为了兼容DOS应用程序 而提供的，但是缺乏好的安全性，而且有些设备是不能直接访问的（如 硬盘）； 另外一种方法是利用VxD访问I/O设备。VxD是32位的程序，用来支持 Windows操作系统中的VMM（Virtual Machine Manager，虚拟设备管理） 管理计算机硬件及I/O设备，它具有很高的特权级。对于每一个应用程序 来说，VxD是一个虚拟的设备。特定设备的VxD可以接收很多个应用程 序的请求。利用VxD同外部设备通信，提高了多任务下资源的利用率； 同时也避免了设备访问冲突。
§3 总线技术
总线：就是计算机与计算机之间、模块与模块之间传递信息的信 号线的集合。 一、总线的结构 ①面向处理器的总线结构：
是将需要交换信息的模块通过总线建立点对点的连接。如下图所示：
②面向总线的总线结构：
以总线为中心，而将计算机中的所有设备（包括CPU）均看作是总线上 挂接的外设。如下图所示：
四、总线的传输方式
①同步式传输：传输周期是固定的，在传输周期内严格地按规定的时间发出 信号和进行相应的动作。有如齐步走。在微机中的典型实例是CPU与内存之 间的数据传输。
CPU为了对某一外设的端口进行读写操作，就需要在众多的I/O端口 中按选定该端口地址。如何通过CPU发出的地址编码来识别确认这 个端口，就是所谓的地址译码。
CPU
60#
50#
60#
70#
80#
第一章
六、I/O口地址的译码方法
接口基本知识
§1 微机接口中的基本概念
在接口芯片中，负责将CPU发出的地址信号转换成为唯一的片选信 号的电路，称之为译码电路。常见的译码电路有以下几种： ①固定式端口地址译码 ：
PC各种接口技术基本知识
接口技术的基本知识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。
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• 显示画面清晰，反映速度快 • DVI-A只能传输模拟信号 • DVI-D只能传输数字信号 • DVI-I可以传输数字信号和模拟信号
DVI-A
DVI-D
DVI-I
接口-- SDI接口
• SDI是数字分量串行接口 • 是广电行业常用的接口 • 同时支持图像信号和音频信号 • 标准清晰度SD-SDI、高清标准HD-SDI和3GSDI，对应速率分别是270Mb/s、1.485Gb/s和 2.97Gb/s
控制接口（2）： 串口、并口 数据传输接口（2）：网口、USB
第一章 信号接口
AV端子
•也称AV接口或者复合视频接口，通常都是成对 的白色的音频接口和黄色的视频接口，它通常 采用RCA（俗称莲花头）进行连接，使用时只
需 要将带莲花头的标准AV线缆与相应接口连接起 来即可。
接口-- HDMI接口
• HDMI(High Definition Multimedia Interface) 是高清晰度多媒体接口
• 是一种音视频同时传输的信号接口 • 和DVI数字信号兼容
接口-- 5BNC接口
• 是一种亮度/色度（Y/C）混合的视频信号 • 是最普通的链接信号
接口-- S-Video
• S-Video具体英文全称叫Separate Video • S-Video就是将Video信号分开传送， 也就是在AV接口的基础上将色度信号C和亮度 信号Y进行分离，再分别以不同的通道进行传输 • S-Video是应用最普遍的视频接口
常见15种接口设备基本概念培训
浩博泰德（北京）信息技术有限公司
15中常见接口分类
接口设备
信号接口
控制接口
数据传输接口
接口设备归类
信号接口（11）：AV端子、S-video、色差接口、 BNC、VGA、DVI、SDI、HDMI、 DP、RF射频、RGBHV
• 是一种同轴线缆接口 • 用于连接专业视频设备和高端家庭影院 • 5个接口分别传输红、绿、蓝、水平同步和
垂直同步，性能稳定 • 与VGA兼容，可以进行互转
接口-- Display接口
DisplayPort将在传输视频信号的同时加入对高清音频信号传输的支持， 同时支持更高的分辨率和刷新率。DisplayPort既支持外置显示连接， 也支持内置显示连接。
接口-- 色差接口
• 分量接口的颜色是红、绿、蓝。 • 也叫3RCA。标识：Y-Pb/Cb-PrCr • 把视频信号的亮度信息和色彩信息分开来传输 • 效果比复合视频信号（亮度信号与色彩信号复
合传输）和S端子有更高的图像质量
接口-- VGA接口
• VGA（Video Graphics Array）接口，也叫 D-Sub接口。
• VGA接口是一种D型接口，上面共有15针孔， 分成三排，每排五个
• 仍然是一种VI接口
• 一种高速传输数字信号的技术，有DVI-A、DVI-D和DVI-I 两种不同的接口形式