单片机与嵌入式系统实践：I/O接口基本功能解析

一般来讲，I/O接口的基本功能可概括为以下几个方面。

1.数据缓冲功能

设置接口的基本目的是为主机与外设之间提供数据传送通路，但CPU、RAM和ROM与外设之间，往往速度差异较大。为此接口中设置一个或几个数据缓冲寄存器，甚至局部缓冲存储器，以提供数据缓冲和实现速度匹配。

2.设备选择功能

嵌入式系统中一般都带有多台外设，而主控制器在同一时间内只能与一个外设交换信息。这就要求在接口中设置地址译码电路，以识别CPU送来的I/O地址，只有被选中的设备才能与控制器进行数据交换或通信。

3.数据格式转换功能(www.xing528.com)

接口与总线之间一般采用并行传送，而接口与外设之间有可能采取并行传送，也有可能采取串行传送，这就要视设备的特性而定。对于处理串行数据的外设，就要求其接口具有数据的“串—并”和“并—串”格式转换能力；对于并行传送，有可能存在数据通路宽度的匹配问题。例如，设备与接口之间常以字节为单位传送，但数据总线宽度则有可能是16位、32位、64位，那么在输入时，接口需将若干字节拼装成位数更长的字；输出时，接口需将位数较长的字分解为若干8位字节。

4.电平信号转换功能

设备使用的电源与系统总线所用的电源数值可能不同，那么它们之间的信号电平也可能不同，因而接口电路就需要实现信号电平的转换，使采用不同电源的设备之间能够进行信息传送。但更复杂的信号转换，如声、光、电之间的转换，一般由外设本身实现，此处不属于接口范畴。

5.控制功能

嵌入式系统中控制器通常通过总线向接口传送命令信息，接口予以解释并产生相应的操作控制信号发送给设备。同时设备及接口本身的有关状态信息记录在接口寄存器中并通过总线传送给CPU，因而接口具有外设控制功能。