基本输入输出接口分析
需求分析报告中的接口,1200字
需求分析报告中的接口需求分析报告中的接口是指系统需要与其他系统或用户进行交互的界面或接口。
接口是系统与外部世界进行信息交换的媒介，通过接口可以实现数据的输入、输出和处理等功能。
在需求分析报告中，接口的设计和定义非常重要，因为接口直接影响系统的功能、性能和用户体验。
下面是一个关于接口的需求分析报告的示例，具体说明了接口的功能和需求。
一、接口功能1. 输入接口：系统需要有一套用户友好的输入接口，用户可以通过该接口输入数据和指令。
输入接口应具有良好的用户交互性和易用性，能够根据用户的输入数据进行验证和处理。
2. 输出接口：系统需要能够将处理结果以符合用户需求的形式进行输出，包括文本、图形、报表等。
输出接口应能够满足不同用户的需求，具有良好的可定制性和可扩展性。
3. 数据接口：系统需要与其他系统进行数据的交换和共享，该接口需要能够实现数据的导入、导出、同步等功能。
数据接口应具有良好的兼容性和互操作性，能够与其他系统进行数据的无缝集成。
4. 操作接口：系统需要有一套统一的操作接口，用户可以通过该接口进行系统的操作和控制。
操作接口应具有良好的可操作性和可扩展性，能够满足用户不同的操作需求。
5. 通信接口：系统需要与用户进行实时的通信和交互，该接口需要能够提供网络通信和协议支持。
通信接口应具有良好的稳定性和安全性，能够保障系统与用户之间的数据传输和交流。
二、接口需求1. 用户友好性：接口应具有良好的用户交互性和易用性，界面设计应简洁明了，操作方式应自然直观，能够降低用户的学习成本和使用难度。
2. 兼容性：接口应具有良好的兼容性，能够与现有系统和设备进行无缝集成和互操作，减少系统的改动和重构。
3. 可定制性：接口应具有良好的可定制性，能够根据用户的需求进行灵活的配置和定制，满足用户对系统功能和界面的个性化需求。
4. 可扩展性：接口应具有良好的可扩展性，能够随着系统的需求变化和扩展进行相应的升级和改进，保障系统的可持续发展。
计算机组成：输入输出接口的基本组成，功能和分类
计算机组成：输⼊输出接⼝的基本组成，功能和分类输⼊/输出接⼝的基本组成、功能和类型1．接⼝的类型在实际应⽤中，按照外部设备的⼯作原理和应⽤⽅式的不同，开发出了多种多样的输⼊/输出接⼝，可以按照不同标准对其进⾏分类。
（1）按通⽤性分类，有通⽤接⼝和专⽤接⼝。
通⽤接⼝是可供多种外设使⽤的标准接⼝，专⽤接⼝则是为某类外设或应⽤专门设计的。
（2）按外设与接⼝间的数据传送⽅式，可分为串⾏接⼝和并⾏接⼝。
主机与接⼝由内部的系统总线负责数据传输，数据总是并⾏传送的。
在并⾏接⼝中，外设和接⼝间传送数据的宽度是⼀个字节（或字）的所有位，⼀次传输的信息量⼤，但数据线的根数将随着数据宽度的增加⽽增加。
在串⾏接⼝中，外设和接⼝间的数据是⼀位⼀位串⾏传送的，⼀次传输的信息量⼩，但只需⼀根数据线。
所以，并⾏接⼝适合近距离设备与主机间的传输；串⾏接⼝⽐较适合在远程终端和计算机⽹络等设备离主机较远的场合下使⽤。
（3）按主机访问外设的控制⽅式，可分为程序查询式接⼝、程序中断接⼝、DMA接⼝，以及更复杂⼀些的通道控制器等。
（4）按功能的灵活性，可分为可编程接⼝和不可编程接⼝。
可编程接⼝的功能是可变的，通过编程可使同⼀接⼝执⾏多种不同的功能；不可编程接⼝则只能⽤硬连线逻辑来实现固定的功能。
（5）按输⼊/输出的信号类型不同，可分为数字接⼝和模拟接⼝。
数字接⼝的输⼊/输出全为数字信号，以上列举的并⾏接⼝和串⾏接⼝都是数字接⼝。
⽽模/数转换器和数/模转换器中包含模拟信号，则属于模拟接⼝。
2．接⼝的基本组成（3）按数据处理的功能进⾏分类。
除了输⼊设备和输出设备外，还有外存储器设备、多媒体设备、⽹络通信设备和外围处理机设备等多种类型。
2．⼯作特点输⼊/输出接⼝电路的内部的基本组成和外部的连接⽅式可以⽤如下图所⽰的框图来表⽰。
由图可见，主机对外部设备的控制信息看成输出数据，外部设备提供给主机读取的状态和数据信息则是输⼊数据，若在接⼝中为数据信息、控制信息和状态信息分设相应的寄存器，赋以不同的端⼝地址，这些信息便按照I/O控制信息的要求分时地由主机或外设使⽤数据总线传送到各⾃的寄存器中去，再由对⽅读取并进⾏后续操作。
第6章 基本输入输出接口(jkbs)--0173页PPT
IN AX,DX
第6章：OUT指令实例（向300H端口输出一个字节）
；唯一的方法：间接寻址，字节量输出 MOV AL,BVAR ；BVAR是字节变量 MOV DX,300H OUT DX,AL
第6章：输入/输出指令（IN、OUT）特点
（1） 累加器AL、AX的专用指令 对输入指令IN ，目的操作数只能为AL, 或AX IN AL, 21H IN AX, DX IN BX, 21H 对输出指令OUT ，源操作数只能为AL, 或AX OUT 20H, AL OUT DX, AX OUT DX, CX
I/O接口是位于系统与外设间、用来协助完成数据传 送和控制任务的逻辑电路，是CPU与外界进行信息 交换的中转站。
PC机系统板的可编程接口芯片、I/O总线槽的电路 板（适配器）都是接口电路
CPU
接口 电路
I/O 设备
第6章：6.1.1 I/O接口的主要功能
⑴ 对输入输出数据进行缓冲和锁存 输出接口有锁存环节；输入接口有缓冲环节 实际的电路常见： 输出锁存缓冲环节、输入锁存缓冲环节
；方法3：直接寻址，字节量输入
IN AL,21H
MOV AH,AL
IN AL,20H
；方法4：间接寻址，字节量输入
MOV DX,21H
IN AL,DX MOV AH,AL DEC DX IN AL,DX
；方法1：直接寻址，字量输入 IN AX,20H
；方法2：间接寻址，字量输入 MOV DX,20H
OUT 20H, AL
E620
IN AL, DX
输入指令（IN：将外设数据传送给CPU内的AL/AX）
IN AL,i8 ;字节输入
IN AL,DX ;字节输入
IN AX,i8;字输入
单片机常用接口剖析
单片机常用接口剖析在当今的电子技术领域，单片机的应用可谓无处不在。
从智能家居到工业控制，从医疗设备到消费电子，单片机都发挥着至关重要的作用。
而单片机能够与外部设备进行有效的通信和交互，离不开其丰富多样的接口。
接下来，让我们深入剖析一下单片机常用的接口。
一、GPIO（通用输入输出接口）GPIO 接口是单片机中最基本也是最常用的接口之一。
它就像是单片机与外部世界的“手”，可以通过编程来设置为输入或输出模式。
在输出模式下，我们可以控制 GPIO 引脚输出高电平（通常为＋33V 或＋5V）或低电平（0V），从而驱动各种外部设备，如LED 灯、继电器、电机等。
例如，要让一个 LED 灯亮起，只需将对应的 GPIO引脚设置为高电平，电流流过 LED 使其发光。
在输入模式下，GPIO 引脚可以检测外部信号的状态，比如按键的按下与松开。
当按键按下时，引脚电平可能从高变为低，单片机通过读取这个电平变化来做出相应的反应。
二、UART（通用异步收发传输器）UART 接口常用于单片机与其他设备之间的串行通信。
它实现了数据的逐位传输，虽然速度相对较慢，但在很多场景下已经足够满足需求。
想象一下，我们要将单片机采集到的数据发送到电脑上进行分析，或者从电脑向单片机发送控制指令，这时候 UART 就派上用场了。
UART 通信需要设置波特率（数据传输的速率）、数据位、停止位和奇偶校验位等参数，以确保通信的准确性和可靠性。
在实际应用中，我们常常使用 MAX232 等芯片将单片机的 TTL 电平（0 5V）转换为 RS232 电平（－10V 到＋10V），以便与电脑等标准 RS232 接口设备进行通信。
三、SPI（串行外设接口）SPI 接口是一种高速的同步串行通信接口，常用于连接需要快速数据传输的外部设备，如闪存、传感器等。
SPI 接口通常由四根线组成：时钟线（SCK）、主机输出从机输入线（MOSI）、主机输入从机输出线（MISO）和片选线（CS）。
汇编语言第8章输入输出接口
(1) I/O接口的基本概念 (2) I/O控制方式 (3) DMA接口技术 (4) 可编程DMA控制器8237
8.1 I/O接口概述
8.1.1 I/O接口的基本功能
(1) 数据缓冲 (2) 提供联络信息 (3) 信号与信息格式的转换 (4) 设备选择 (5) 中断管理 (6) 可编程功能
IOW
图8.4 片选信号的产生
8.2 I/O控制方式
主机与外围设备之间的数据传送控制方式(即I/O控制 方式)主要有三种：
程序控制方式、中断控制方式和直接存储器存取 (DMA)方式。
8.2.1 程序控制方式
程序控制方式是指在程序控制下进行的数据传送方式。 它又分为无条件传送和程序查询传送两种。
地址空间 200～20FH 210～217H 218～2F7H 2F8～2FFH 300～31FH 320～32FH 330～377H 378～37FH
器件/接口适配器 地址空间
游戏卡
380～38FH
扩充部件
390～3AFH
未用
3B0～3BFH
异步通信卡(COM2) 3C0～3CFH
未用
3D0～3DFH
(5) DMA控制器发出存储器写信号MEMW，将数据传送 到由地址总线上的地址所指向的内存单元；
(6) DMA控制器放弃对总线的控制权；
(7) 地址寄存器加1；
(8) 字节计数寄存器减1；
(9) 如果字节计数寄存器的值不为零，则返回第一步，否 则结束。
第8章 作业
8.1 8.2 8.3 8.5 8.6 8.7 8.11
硬盘卡
3E0～3EFH
未用
3F0～3F7H
打印卡
3F8～3FFH
计算机组成原理(第七章 输入输出系统
第七章输入输出系统第一节基本的输入输出方式一、外围设备的寻址1．统一编址：将输入输出设备中控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等与内存单元一样看待，将它们和内存单元联合在一起编排地址，用访问内存的指令来访问输入输出设备接口的某个寄存器，从而实现数据的输入输出。
2．单独编址：将输入输出设备中控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器单独编排地址，用专门的控制信号进行输入输出操作。
3．CPU与外围设备进行通信有三种类型：（1）CPU向外围设备发出操作控制命令。
（2）外围设备向CPU提供状态信息。
（3）数据在CPU与外围设备之间的传递。
历年真题1．对外设统一编址是指给每个外设设置一个地址码。
（2002年）【分析】CPU与外设之间的信息传送是通过硬件接口来实现的，各种外设的硬件接口上又都包含有多个寄存器，如控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等。
统一编址是将外设接口上的各种寄存器等同于内存储器的存储单元，通过使用访问内存单元的指令来访问外设接口上的各个寄存器，这样就可以使用访存指令来访问外设，输入输出操作简单，程序设计比较简便。
由于外设接口上的寄存器种类和数量通常不止一个，所以一个外设至少对应一个以上的内存地址。
【答案】对外设统一编址是将外设接口上的寄存器等同内存单元，给每个外设设置至少一个地址码。
二、外围设备的定时1．外围设备的定时方式有异步传输方式和同步定时方式两种。
2．实现输入输出数据传输的方式主要有：程序控制方式、直接存储访问（DMA）方式、通道方式。
程序控制方式又可分为程序查询方式和中断方式两种。
历年真题1．对I/O数据传送的控制方式，可分为程序中断控制方式和独立编址传送控制方式两种。
（2001年）【分析】对1/O数据传送的控制方式，可分为程序直接控制方式、程序中断控制方式、DMA控制方式、通道控制方式等。
程序中断控制方式只是其中的一种方法，独立编址是指对1/O设备的控制寄存器、数据寄存器、状态寄存器等单独进行地址编排，使用专门的指令对其进行操作，可用在各种数据传送的控制方式中。
系统总线和具有基本输入输出功能的总线接口实验报告
系统总线和具有基本输入输出功能的总线接口实验报告一、实验目的1.理解总线与总线接口的概念，了解总线接口的基本输入输出功能。
2.学习使用系统总线进行数据传输的方法。
3.掌握总线接口的基本编程方法。
二、实验原理系统总线是一种计算机系统中实际存在的、能够传输信息的一组导线或卡槽。
实现计算机各个部件间数据传输的功能。
具有高速、可靠、灵活等特点。
总线接口是指计算机中各种扩展设备与主板、芯片等之间连接器的一种电路设计。
总线接口的基本输入输出功能包括数据读取、数据写入、地址读取、地址写入等。
总线接口的编程方法由物理地址访问和逻辑地址访问组成。
物理地址访问是将实际存放数据的地址传递给总线接口，逻辑地址访问是将对应的逻辑地址转化为物理地址然后传递给总线接口。
三、实验器材1.个人电脑2.跑虚拟机的电脑或实机3.开发板或仿真器4.计算机总线卡5.串行通信接口6.实验用数据、程序4.实验步骤1.准备工作(1)将开发板或仿真器连接到计算机，并进行相应的设置。
(2)将计算机总线卡插入计算机的PCI插槽中，并与开发板或仿真器之间进行连接。
(3)将串行通信接口连接至开发板或仿真器的相应引脚上。
2.完成数据传输(1)先进行地址写入和数据写入操作，以确定要传输的数据的位置和内容。
(2)再进行地址读取和数据读取操作，以读取相应位置上的数据。
(3)读取到的数据会被传输到串行通信接口，然后通过串口发送到外部设备。
(4)如果需要，可以重复进行以上操作以进行连续数据传输。
3.编写程序根据实验内容，编写相应的程序实现数据的读取和传输过程，并进行调试和优化。
5.实验结果通过本次实验，我了解了系统总线和总线接口的基本输入输出功能，并学会了总线接口的编程方法。
同时，我也掌握了数据传输的方法，能够熟练地进行数据的读写操作，并能够编写相应的程序进行调试和优化。
6.实验总结通过本次实验，我对系统总线和总线接口的概念有了更深刻的理解，也学会了一些实际应用的技巧。
第六章 IO接口和总线
1、缓冲器 74LS244
单路基本组成：
真值表 A
B
G#
0
A
1
B
1
0 G
1
0
高阻
0
状态
1A1 1A2
/1G 1A1 2Y4 1A2 2Y3 1A3 2Y2 1A4 2Y1 GND
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1Y1 1Y2 1Y3 1Y4 2Y1 2Y2 2Y3 2Y4
244
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
需要输入设备送入信息，输出设备送出结果，这些输 入输出设备被称为外设。
通信：计算机（CPU）与外设间的数据、状态和控制
命令的交换过程统称为通信。
2、CPU与外设直接通信存在的问题 速度不匹配（CPU快，外设慢） 信号电平不匹配 （CPU使用TTL电平，外设多为机电设备） 信号格式不匹配 （CPU总线上为并行数字量，而外设有串行模拟量等） 时序不匹配 解决方案： 用I/O接口：把外设连接到CPU总线上的一组逻辑电 路的总称。用于协调外设与主机之间的信息交换。
2、译码的常用方法
线选法
利用一根地址线，产生指定的端口地址的选择信号。
A7
PORT1
当A7=1,选中PORT1，地址可为80H 当A6=1,选中PORT2，地址可为40H 当A5=1,选中PORT3，地址可为20H
A6
PORT2
对于PORT1，地址为81H，82H，83H
等仍可选中。
A5
PORT3
无条件输出电路例子 例：假设该端口号为
0# D0
80H，要想让0、2、4、
6号灯亮，如何编写
D1
1D 2D
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数据输出 至外设
CPU数据总线
Q7～Q0 D7～D0
OE CLK
三态缓冲 器 来自外设数据
D7－D0
G
地址
输入
端口
≥1 端口译码信号
≥1
译码器
M/IO
WR
RD
无条件传送方式的输入输出原理
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2. 条件传送方式（查询方式）
• 条件传送即程序查询方式，是指CPU在传送数据前，首先 通过查询确认外设准备好了才传送数据，否则，CPU等待。 从而较好地解决了CPU与外设传送数据时不同步的问题。
查询的一般步骤：
①从Ｉ/Ｏ端口读入设备状态信息并确定外设是否准备好交 换数据；
②若外设没有准备好，则重复执行第①直到设备准备好为 止；
IO • 长格式I / O 指令可只译码A 7～A 0，短格式 I / O 指令必须译码A 15～A 0地址线；
• 如同存储器一样，8086CPU的I/O系统包含两个8位I/O体，如下图所示。8088CPU 只有一个I/O体，执行16位I/O指令时，需要两次总线操作，分别读/写高/低字节；
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BHE=0 FFFF FFFD FFFB
A0=0
FFFE FFFC FFFA
0003 0001
0002 0000
对应D15～D8
对应D7～D0
8086中的I/O体
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• 8086CPU中8位与16位I/O端口的译码。 例: 设两个输出端口地址为0FEH～0FFH，设计 其输出电路。
执行：OUT 0FEH,AL 时，AL内容送74LS374＃1 执行：OUT 0FFH,AL 时，AL内容送74LS374＃2 执行：OUT 0FEH,AX 时，AL内容送74LS74＃1,AH内
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二、I/O指令及其执行过程
1、I/O指令
IN AL，PORT IN AX，PORT IN AL，DX IN AX，DX
OUT PORT ， AL OUT PORT ， AX OUT DX ， AL OUT DX ， AX
其中PORT为直接端口地址； 8086CPU能寻址216个I/O端口。
第一节 微型计算机接口概述
地址总线 AB
接口电路的基本功能是在CPU 与外部设备之间建立信息交换 通道；
微 处 理 器
CPU
存储器
I/O接 口
输出设备
输入设备
数据总线DB 控制总线 CB
• 对于一个计算机系统，通常包括多个外部设备，因而
有多个相配套的接口电路，CPU采用与存储器管理相
类似的方法管理接口；
DI7～DI0
BHE
≥1
Q7～Q0
OE CLK
0FFH
8位或16位输出电路原理图
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第二节 8086/8088 CPU与外设间数据交 换方式
无条件传送 查询传送 中断控制方式 存储器直接存取控制方式
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第二节 8086/8088 CPU与外设间数据交 换方式 一、程序控制方式 程序控制方式是指CPU与外设间的数据交换在程 序控制下进行 无条件传送方式 条件传送方式
容送74LS74＃2。 需要注意的是，执行OUT 0FFH,AL指令时，AL内容是 由CPU数据总线的D15～D8送出。
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M/IO WR A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1
D7~D0
74LS374＃1
≥1
DI7～DI0
A0
≥1
Q7～Q0
OE
CLK
0FEH
&
D15~D8
74LS374＃2
（1）独立编址输入输出 • I/O空间与存储器空间分开编址；
• 设置专用的输入输出指令IO；
• 设置专用的控制信号M/ （2）存储器映像输入输出 • I/O操作与存储器操作指令相同； • I/O接口占用存储空间；
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三、输入输出端口地址译码
• I/O端口地址译码与存储器地址译码非常相似； • 考虑M/ ＝0为I/O操作；
CPU采样数据总 线
CLK
M/IO ALE
AD15～AD0
WR
总线周期
T1
T2
T3,Tw
T4
地址输出
数据输出
由DX或指令给出的 端口地址
AL或AX中数据输 出到系统数据总线
此时接口电路应 捕获数据总线上 数据
OUT指令执行时序示意图
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2、I/O接口编址方式
端口：外设接口中可被主机直接访问的寄存器。 端口编址：便于访存，为端口编译地址。
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（1）查询式输入
数据端口译码信号
输 数据 锁存器
入
DQ
设 备
×8 选通信
×8
号STB
＋5V
CLR D
Q
≥1 RD
CPU数据总线
状态信息READY
≥1
状态端口译码信号
RD
查询方将数据送上外设 数据总线并发出选通信号（STB）
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一、输入输出接口功能描述
(1)数据缓冲功能；(CPU与外设工作速度匹配)
(2)接受和执行CPU命令的功能；
(3)信号转换功能；(用一组逻辑电平编码信息)
(4)设备选择功能；
(5)中断管理功能；(提高系统效率与事件响应速度) (6)数据格式变换功能；(串并转换) (7)可编程功能。(增加硬件电路灵活性)
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2、I/O指令的执行过程
• IN指令执行时序； • OUT指令执行时序。
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CLK
M/IO ALE
AD15～AD0
RD
由DX或指令给出的 端口地址
总线周期
T1
T2
T3,Tw
T4
地址输出 浮空
数据输入
数据由接口电路准备好 并送上系统数据总线
IN指令执行时序示意图
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查询输入方式的基本程序
设外设状态信息接到系统数据总线的D7位。
POLL: IN AL，STATUS_PORT ；读状态端口
TEST AL，80H 1
；检查READY是否是
JE 查
POLL
；未准备好，循环再
IN AL，DATA_PORT ；从数据端口输入 数据
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（2）查询式输出
输 出
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1. 无条件传送方式
• 无条件输入 不管外设状态外，设C已PU经执准行备IN好指，令直接从端口 输入即为无条外作件部时输控间入制固。过定程的动
• 无条件输出 不管外设状态，CPU执行OUT指令直接将数据 输出到端口即为无条件输出。
• 无条件输入输出要求外设在任何时候都能与 CPU交换信息；
数据 锁存器 QD
设
×8
备 BUF
＋
Q D 5V
ACK