微型计算机的输入输出接口技术

【摘 要】现代科学技术的飞速发展,改变了世界,也改变了人类的生活.微型计算机自20世纪70年代出现以来,几十年间已被引入到科研、生产、生活以及其他多个方面.正是由于微型计算机的处理器是集中在一小块硅片上这一特点使其应用的范围逐渐扩大.本文通过对微型计算机的组成结构以及输入输出接口的分类、交换信号、所处位置的阐述,来进一步地了解微型计算机的输入输出接口技术.

【关 键 词】微型计算机接口技术发展输入输出

世界上第一台可以有程序控制的计算机称为电子数字积分器与计算器,它是美国宾夕法尼亚大学为了弹道设计的需要于1946年研制出来的.而从20世纪80年代以来,微型计算机的类型已经很多,体积越来越小,功能越来越强.

微型计算机与大、中、小型计算机相比,微型计算机最大的区别就在于其处理器是集中在一小块硅片上的,而大、中、小型计算机的CPU是有相当多的电路组成的.微型计算机除了有作为MPU的处理器外,还有大规模集成电路制成的主存储器和输入输出接口电路,这三者之间是采用总线结构联系起来的.因此,对连接外部设备的输入输出接口电路做以简单了解是很有必要的.

一、接口技术的简介和分类

接口技术即就是采用硬件与软件相结合的方法,研究CPU与外设之间如何实现高效、可靠的信息交换的一门技术.微型计算机输入输出接口是CPU与外部设备之间交换信息的连接电路,它们通过总线与CPU相连,简称I/O接口.

随着科技的进步和实际的需要,I/O接口也多样化,其基本类型有三类.第一类是总线接口,作用于缓冲、锁存、隔离和驱动；第二类是人机交互接口,是微型计算机与操作人员之间相互传递信息的窗口；第三类是监测与控制接口,主要用于自动化与自动化仪器.

二、输入/输出接口的交换信号

计算机I/O接口电路与外部设备交换的信号,一般可分为以下4种：（1）数字量：以二进制表示的数据（已经过编码的二进制形式的数据）,以及以ASCII码表示的数或字符.最小单位：“位”bit,8为称为一个字节（BYTE）.（2）模拟量：用模拟电压或模拟电流幅值大小表示的物理量.模拟信号不能直接进入计算机,必须经过A/D（模拟/数字）转换器,把模拟量转换成某种形式的数字量,才能进入计算机.当外部设备需要模拟量控制时,I/O接口电路D/A（数字/模拟）转换器又能把数字量转换成模拟量信号.（3）开关量：只有两种状态,即“开”或“闭”.例如电机的启与停,开关的开与关.这样,只要用一位二进制数表示,如：可用0,1表示.（4）脉冲量：在计算机控制系统中还经常用到计数脉冲、定时脉冲或控制脉冲.脉冲信号是以脉冲形式表示的一种信号.

三、输入/输出接口的位置

I/O接口是连接外设和主机的一个“桥梁”.I/O接口的外设侧、主机侧各有一个接口.主机侧的接口称为内部接口,外设侧的接口称为外部接口,内部接口通过系统总线与内存和CPU相连,而外部接口则通过各种接口电缆（如串行电缆、并行电缆、网线或SCSI电缆等）与外设相连.I/O接口与系统和外设的连接：I/O接口通过数据线、地址线和控制线与系统相连；I/O接口通过数据线、控制线与外设相连.

四、输入输出的控制方式

（1）程序控制方式.这是指在程序控制下进行信息传送.可细分为：无条件传送和条件传送两种.（2）中断控制方式.一般用来传送低俗外部设备与CPU之间的信息交换.（3）DMA控制方式.直接存储器存取控制方式是一种成块传送数据的方式.（4）输入/输出处理机控制方式.这种方式适用于大量输入/输出设备的微型系统,此时需要CPU工作在最大工作模式.

在微型计算机系统中,可采用的输入/输出控制方式一般就是以上四种.

随着系统升级和科技的发展,在微型计算机系统中,输入/输出接口技术也逐渐多样化.I/O接口的分类和受系统控制的方式各不相同,在实际应用中要根据具体问题,具体分析.使微型计算机与外部设备交换信息更加便捷和快速.在了解接口技术在微型计算机中的重要性后,也希望微型计算机随着输入/输出接口技术的快速进步而发展,在更多方面的应用中发挥其最大的作用.