計算機接口技術大作業班級：姓名：學號：指導老師：設計內容：總結計算機接口技術發展，CPU可以選擇8086或者單片機，應用所學芯片（不限于）8255、8251、8253、8237、8259、0809、0832、8279及總線接口相關知識，設計一套系統或一個小裝置。要求至少用到以上三款芯片或接口技術，提倡在proteus中仿真，然后到實驗室驗證。計算機接口技術發展微機系統中，接口處于微機總線與設備之間，進行CPU與設備之間的信息交換。設置接口的目的有兩條：通過接口實現設備與總線的連接；連接起來以后，CPU通過接口對設備進行訪問，即操作或控制設備。接口技術的基本內容包括設備接口設計和應用程序設計，實現把設備連接到用戶總線（ISA）和完成對設備在應用層的訪問。接口技術的新內容包括總線接口設計和設備驅動程序設計，實現把用戶總線（ISA）連接到PCI總線和完成對設備在windows操作系統核心層的訪問。設備驅動程序的程序結構，編程語言，開發工具和程序設計，調試，安裝方法與應用程序完全不同，是現代微機接口技術的新內容。接口技術的發展是隨著微機體系結構（CPU，總線，存儲器）和被連接的對象，以及操作系統應用環境的發展而發展的。當接口的兩端及應用環境發生了變化，作為中間橋梁的接口也必須發生變化。這種變化與發展，過去是如此，今后仍然如此。早期的計算機系統，接口與設備之間無明顯的邊界，接口與設備控制器做在一起。到8位微機，在接口與設備之間有了邊界，并且出現了許多接口標準。早期計算機系統中并沒有設置獨立的接口電路，對外設的控制和管理完全由CPU直接操作。由于微機技術的發展，其應用越來越廣泛，外設品種和門類大大增加，且性能各異，操作復雜，因此，不設接口就不行了。為了解決矛盾，開始在CPU與外設之間設置了簡單的接口電路，后來逐步發展成為獨立功能的接口和設備控制器，把對外設的控制任務交給接口去完成，這樣大大減輕了主機的負擔，簡化了CPU對外設的控制和管理。同時，有了接口之后，研制CPU時就無須考慮外設的結構特性如何，反之，研制外設時也無須考慮它是哪種CPU連接。微處理器與外設按各自的規律更新，形成微機本身和外設產品的標準化和系列化，促進了微機系統的發展。隨著微機的發展，微機接口經歷了固定式簡單接口，可編程復雜接口和功能強大的智能接口幾個發展階段。目前流行一種緊湊的I/O子系統結構，就是把I/O接口與I/O設備控制器及I/O設備融合在一起，而不單獨設置接口電路，正如高速I/O設備中那樣。目前微機系統所配置的接口電路的物理結構也發生了根本的變化。以往在微機系統板上能見到的一個個單獨的外圍接口芯片，現在都集成在一塊超大規模的外圍芯片中，也就是原來的這些外圍接口芯片在物理結構上已面目全非。近年來，研究和推出了不少新型外設，先進的總線技術，新的接口標準及芯片組，正是為了解決微機系統I/O的瓶頸問題。相信今后還會出現功能更加強大，技術更先進，使用更方便的外設和接口標準。以下是幾種接口標準：

一、IDE/EIDE接口

IDE的原文是IntegratedDeviceElectronics,即集成設備電子部件。它是由Compaq開發并由WesternDigital公司生產的控制器接口。IDE采用了40線的單組電纜連接。由于把控制器集成到驅動器之中,適配卡已變得十分簡單,現在的微機系統中已不再使用適配卡，而把適配電路集成到系統主板上,并留有專門的IDE連接器插口。IDE由于具有多種優點,且成本低廉,在個人微機系統中得到了廣泛的應用。

增強型IDE(EnhancedIDE)是WesternDigital為取代IDE而開發的接口標準。在采用EIDE接口的微機系統中,EIDE接口已直接集成在主板上,因此不必再購買單獨的適配卡。與IDE相比,EIDE具有支持大容量硬盤、可連接四臺EIDE設備、有更高數據傳輸速率（13.3MB/s以上）等幾方面的特點。為了支持大容量硬盤，EIDE支持三種硬盤工作模式：NORMAL、LBA和LARGE模式。

二、UltraDMA33和UltraDMA66接口

在ATA－2標準推出之后，SFFC又推出了ATA－3標準。ATA－3標準的主要特點是提高了ATA－2的安全性和可靠性。ATA－3本身并沒有定義更高的傳輸模式。此外，ATA標準本身只支持硬盤，為此SFFC將推出ATA－4標準，該標準將集成ATA－3和ATAPI并且支持更高的傳輸模式。在ATA－4標準沒有正式推出之前，作為一個過渡性的標準,Quantum和Intel推出了UltraATA(UltraDMA)標準。

UltraATA的第一個標準是UltraDMA33(簡稱UDMA33)，也有人把它稱為ATA－3。符合該標準的主板和硬盤早在1997年便已經投放市場，目前幾乎所有的主板及硬盤都支持該標準。

UltraATA的第二個標準是UltraDMA66（或者UltraATA－66）是由Quantum和Intel在1998年2月份提出的最新標準。UltraDMA66進一步提高了數據傳輸率，突發數據傳輸率理論上可達66.6MB/s。并且采用了新型的CRC循環冗余校驗，進一步提高了數據傳輸的可靠性，改用80針的排線(保留了與現有的電腦兼容的40針排線，增加了40條地線)，以保證在高速數據傳輸中降低相鄰信號線間的干擾。

目前，有Intel810、VIAApolloPro等芯片組提供了對UltraDMA66硬盤的支持。部分主板也提供了支持UltraDMA66硬盤的接口。而新出的大部分硬盤都支持UltraDMA－66接口。

三、SCSI接口

SCSI的原文是SmallComputerSystemInterface,即小型計算機系統接口。SCSI也是系統級接口(外觀如圖2),可與各種采用SCSI接口標準的外部設備相連,如硬盤驅動器、掃描儀、光驅、打印機和磁帶驅動器等。采用SCSI標準的這些外設本身必須配有相應的外設控制器。SCSI接口早期只在小型機上使用,近年來也在PC機中廣泛采用。最新的Ultra3SCSI的Ultra160/m接口標準，進一步把數據傳輸率提高到160MB/s。昆騰也在1998年11月推出了第一個支持Ultra160/m接口標準的硬盤Atlas10K和Atlas四代。SCSI對PC來說應是一種很好的配置,它不僅是一個接口,更是一條總線。相信隨著技術的進一步發展，SCSI也會像EIDE一樣廣泛應用在微機系統和外設中。

四、USB接口

USB(UniversalSerialBus)接口(外觀如圖3)的提出是基于采用通用連接技術，實現外設的簡單快速連接，達到方便用戶、降低成本、擴展PC機連接外設的范圍的目的。目前PC中似乎每個設備都有它自己的一套連接設備。外設接口的規格不一、有限的接口數量，已無法滿足眾多外設連接的迫切需要。解決這一問題的關鍵是，提供設備的共享接口來解決個人計算機與周邊設備的通用連接。

USB技術應用是計算機外設連接技術的重大變革。現在USB接口標準屬于中低速的界面傳輸，面向家庭與小型辦公領域的中低速設備。比如鍵盤、鼠標、游戲桿、顯示器、數字音箱、數字相機以及Modem等，目的是在統一的USB接口上實現中低速外設的通用連接。PC主機上只需要一個USB端口，其他的連接可以通過USB接口和USB集線器在桌面上完成。USB系統由USB主機（HOST）、集線器（HUB）、連接電纜、USB外設組成。下一代的USB接口，數據傳輸率將提高到120Mbps～240Mbps，并支持寬帶寬數字攝像設備及新型掃描儀、打印機及存儲設備。

五、IEEE1394接口

IEEE1394是一種串行接口標準，這種接口標準允許把電腦、電腦外部設備、各種家電非常簡單地連接在一起。從IEEE1394可以連接多種不同外設的功能特點來看，也可以稱為總線，即一種連接外部設備的機外總線。IEEE1394的原型是運行在AppleMac電腦上的FireWire(火線)，由IEEE采用并且重新進行了規范。它定義了數據的傳輸協定及連接系統，可用較低的成本達到較高的性能，以增強電腦與外設如硬盤、打印機、掃描儀，與消費性電子產品如數碼相機、DVD播放機、視頻電話等的連接能力。由于要求相應的外部設備也具有IEEE1394接口功能才能連接到1394總線上，所以，直到1995年第3季度Sony推出的數碼攝像機加上了IEEE1394接口后，IEEE1394才真正引起了廣泛的注意。

六、DeviceBay

DeviceBay是由Microsoft、Intel和Compaq公司共同開發的標準，這一技術可讓所有設備協同運作，包括CD－ROM、DVD－ROM、磁帶、硬盤驅動器以及各種符合IEEE1394的設備。

由于DeviceBay技術能夠處理類型廣泛的設備，所以它可創建一種新PC：主板將僅包括CPU，所有驅動器和設備都在外部與計算機相連，并包括所有數字家電，例如電視和電話。

盡管DeviceBay的規范已于1997年制定完畢，但由于這一技術研發經費開銷過高，因此很可能會擱淺。迄今Microsoft還沒有準備在未來的操作系統中，支持DeviceBay的具體計劃。設計部分仿真圖：部分源程序：#include<REGX51.H>#include<absacc.h>#definePAXBYTE[0xff00]#definePBXBYTE[0xff01]#definePCXBYTE[0xff02]#definecaddrXBYTE[0xff03]#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharvoiddelay(uintj) //delay函數{uchari;while(j--)for(i=0;i<255;i++); }voidmain(void){ unsignedcharcom; caddr=0x90;while(1){//無窮循環 com=PA; P1=com; delay(100);}}心得體會：通過本次設計，我收獲很多。首先對自己設計的系統中所涉及的芯片有了更加深刻的了解，能夠很好地運用它們。還有對電路的構建，能夠通過電路所要求完成的功能來合理地搭建電路，利用proteus仿真軟件對構建好的電路進行仿真，反復修改，最終完成了設計內容。設計中遇到了許多問題，剛開始時由于不熟悉芯片的使用，有些知識已經遺忘，導致設計進度緩慢，后來通過查閱資料，上網搜索相關芯片的介紹，熟悉了芯片的