接口电路是连接微计算机和外设的桥梁。计算机的外部设备种类很多,它们的功能、结构有很大的差别。外部设备数据处理的速度不同,光盘驱动器的数据读取速度为40M字节/S,喷墨打印机最快只能工作在 /S,多数外设工作在与CPU异步的定时方式。外部设备输入输出的数据格式不同,相对于并行I/O,键盘、鼠标、调制解调器传送的是串行数据。外部设备处理的信号形式不同,计算机之所以能够对语音、图象、温度、压力等不同类型的物理量进行处理,首先是由传感装置将这些物理量转换成模拟的电压或电流信号,再由接口电路将他们转换成数字信号传送给计算机。因此,I/O接口就是要解决和微处理器的连接问题、和外设的连接问题以及微计算机要求的并行数字信号和外设要求信号(或数据)之间的转换问题。比如,连接微计算机和调制解调器的串行接口由三个部分组成:一是支持与CPU数据交互的读写控制逻辑、数据缓冲器、地址线、数据线和控制信号线;二是支持与调制解调器数据交互的串行数据发送缓冲器、串行数据接收缓冲器、串行发送与接收信号线以及和发送、接收相关的联络信号;三是并行数据和串行数据之间的转换电路。分析各类接口的结构,都可以归纳为:

  • 和微型计算机(微处理器)总线的连接部分;
  • 和外设的连接部分;
  • 信号转换电路;
  • 上述三部分的控制逻辑。

  由于微计算机和外设数据传送大部分工作在异步方式,而工作在同步方式的接口电路结构相对简单,可以看成工作在异步方式下的接口电路的特例。在微计算机系统上扩充同步I/O接口,与在系统上扩充静态存储器非常类似。因此,本节将以异步工作方式的I/O为主,分析接口的一般组成。