微型計算機的輸入輸出接口技術

【摘要】現代科學技術的飛速發展，改變了世界，也改變了人類的生活。微型計算機自20世紀70年代出現以來，幾十年間已被引入到科研、生產、生活以及其他多個方面。正是由于微型計算機的中央處理器是集中在一小塊硅片上這一特點使其應用的范圍逐漸擴大。本文通過對微型計算機的組成結構以及輸入輸出接口的分類、交換信號、所處位置的闡述，來進一步地了解微型計算機的輸入輸出接口技術。

【關鍵詞】微型計算機接口技術發展輸入輸出

世界上第一臺可以有程序控制的計算機稱為電子數字積分器與計算器，它是美國賓夕法尼亞大學為了彈道設計的需要于1946年研制出來的。而從20世紀80年代以來，微型計算機的類型已經很多，體積越來越小，功能越來越強。

微型計算機與大、中、小型計算機相比，微型計算機最大的區別就在于其中央處理器是集中在一小塊硅片上的，而大、中、小型計算機的CPU是有相當多的電路組成的。微型計算機除了有作為MPU的中央處理器外，還有大規模集成電路制成的主存儲器和輸入輸出接口電路，這三者之間是采用總線結構聯系起來的。因此，對連接外部設備的輸入輸出接口電路做以簡單了解是很有必要的。

一、接口技術的簡介和分類

接口技術即就是采用硬件與軟件相結合的方法，研究CPU與外設之間如何實現高效、可靠的信息交換的一門技術。微型計算機輸入輸出接口是CPU與外部設備之間交換信息的連接電路，它們通過總線與CPU相連，簡稱I/O接口。

隨著科技的進步和實際的需要，I/O接口也多樣化，其基本類型有三類。第一類是總線接口，作用于緩沖、鎖存、隔離和驅動；第二類是人機交互接口，是微型計算機與操作人員之間相互傳遞信息的窗口；第三類是監測與控制接口，主要用于自動化與自動化儀器。

二、輸入/輸出接口的交換信號

計算機I/O接口電路與外部設備交換的信號，一般可分為以下4種：（1）數字量：以二進制表示的數據（已經過編碼的二進制形式的數據），以及以ASCII碼表示的數或字符。最小單位：“位”bit，8為稱為一個字節（BYTE）。（2）模擬量：用模擬電壓或模擬電流幅值大小表示的物理量。模擬信號不能直接進入計算機，必須經過A/D（模擬/數字）轉換器，把模擬量轉換成某種形式的數字量，才能進入計算機。當外部設備需要模擬量控制時，I/O接口電路 D/A（數字/模擬）轉換器又能把數字量轉換成模擬量信號。（3）開關量：只有兩種狀態，即“開”或“閉”。例如電機的啟與停，開關的開與關。這樣，只要用一位二進制數表示，如：可用0，1表示。（4）脈沖量：在計算機控制系統中還經常用到計數脈沖、定時脈沖或控制脈沖。脈沖信號是以脈沖形式表示的一種信號。

三、輸入/輸出接口的位置

I/O接口是連接外設和主機的一個“橋梁”。I/O接口的外設側、主機側各有一個接口。主機側的接口稱為內部接口，外設側的接口稱為外部接口，內部接口通過系統總線與內存和CPU相連，而外部接口則通過各種接口電纜（如串行電纜、并行電纜、網線或SCSI電纜等）與外設相連。I/O接口與系統和外設的連接：I/O接口通過數據線、地址線和控制線與系統相連；I/O接口通過數據線、控制線與外設相連。

四、輸入輸出的控制方式

（1）程序控制方式。這是指在程序控制下進行信息傳送。可細分為：無條件傳送和條件傳送兩種。（2）中斷控制方式。一般用來傳送低俗外部設備與CPU之間的信息交換。（3）DMA控制方式。直接存儲器存取控制方式是一種成塊傳送數據的方式。（4）輸入/輸出處理機控制方式。這種方式適用于大量輸入/輸出設備的微型系統，此時需要CPU工作在最大工作模式。

在微型計算機系統中，可采用的輸入/輸出控制方式一般就是以上四種。

隨著系統升級和科技的發展，在微型計算機系統中，輸入/輸出接口技術也逐漸多樣化。I/O接口的分類和受系統控制的方式各不相同，在實際應用中要根據具體問題，具體分析。使微型計算機與外部設備交換信息更加便捷和快速。在了解接口技術在微型計算機中的重要性后，也希望微型計算機隨著輸入/輸出接口技術的快速進步而發展，在更多方面的應用中發揮其最大的作用。

參考文獻

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