系统接口设计原理（操作系统接口设计）

本篇文章给大家谈谈系统接口设计原理，以及操作系统接口设计对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。 今天给各位分享系统接口设计原理的知识，其中也会对操作系统接口设计进行解释，如果能碰巧解决你现在面临的问题，别忘了关注本站，现在开始吧！

本文目录一览：

• 1、结构化分析
• 2、想问一下什么是API接口，具体是什么意思
• 3、ARM9嵌入式系统设计基础教程的第5章 嵌入式系统输入/输出设备接口
• 4、微机原理与接口技术 寻址电路设计教程
• 5、微机原理与接口技术 和 微机原理与系统设计设计是同一门课吗
• 6、串行接口和并行接口的区别介绍

结构化分析

「 软件开发方法 」的含义：软件开发过程所遵循的办法和步骤。

软件开发活动的目的：有效地得到一个运行的系统及其支持文档（程序 + 文档）系统接口设计原理，并且满足有关的质量要求（功能需求 + 非功能需求）。

「 软件开发方法学 」的含义： 规则、方法和工具的集成 ，即支持开发也支持以后的演化过程（交付运行后，系统还会变化系统接口设计原理；或者为了改错，或为了功能的递增）。

结构化方法是一种特定的软件开发方法学/一种系统化的软件开发方法，包括：

就 软件需求分析 而言，结构化分析指的是：系统化地使用 问题域 术语，给出该 问题的模型 （即“系统必须做什么？”的一个估算）。

一个抽象层是由一组确定的术语定义的，为支持需求分析中有关要使用的那些信息的表达，结构化分析方法给出了以下五个术语/符号：

数据流图是一种描述 数据变换 的图形工具，它包含的元素可以是数据流、数据存储、加工、数据源和数据潭等。

数据字典用于定义 数据流 和 数据存储 的结构，并给出构成所给出的数据流和数据存储的各数据项的基本数据类型。

数据字典还引入了一些 逻辑操作符 来定义 数据结构 。

示例：

描述加工“做什么”，即 加工逻辑 ，也包括其它一些与加工有关的信息，如执行条件、优先级、执行频率、出错处理等。

💡 描述一个加工，一般遵循如下模版：

「结构化自然语言」适用于加工的输入数据和输出数据之间的逻辑关系比较 简单 的加工描述。

示例：

「判定表」适用于加工的输入数据和输出数据之间的逻辑关系比较 复杂 的加工描述。

判定表：

示例：

「判定树」适用于加工的输入数据和输出数据之间的逻辑关系比较 复杂 的加工描述。

示例：

💡 顶层数据流图——0层数据流图——1层数据流图——...

「设计」的定义：一种软件开发活动，定义实现需求规约所需的软件结构。

设计目标：依据需求规约，在一个抽象层上建立系统软件模型，包括软件体系结构（数据和程序结构），以及详细的处理算法，产生设计规约说明书。

即： 回答如何解决问题——给出软件解决方案 。

结构化设计分为：

在总体设计层：

第一阶段：初始设计。在对给定的数据流图进行复审和精化的基础上，将其转化为初始的模块结构图。 根据穿越系统边界的数据流初步确定系统与外部的接口 。
第二阶段：精化设计。依据模块“高内聚低耦合”的原则，精化初始的模块结构图，并 设计其中的全局数据结构和每一模块的接口 。
第三阶段：设计复审阶段，（设计人员与综合评审团队）对前两个阶段得到的高层软件结构进行复审，必要时还可能需要对软件结构做一些精化工作。

基于 模块化 原理—— 高内聚、低耦合 ；

模块化的概念和基本原则（略）。

耦合：不同模块之间相互依赖程度的度量。

内聚：一个模块之内各成分之间相互依赖程度的度量。

启发式规则：根据设计准则，从 长期的软件开发实践中，总结出来的规则 。

接口设计的分类：

系统的接口设计（包括用户界面设计及与其他系统的接口设计）是由穿过系统边界的数据流定义的。

在最终的系统中，数据流将成为用户界面中的表单、报表或与其他系统进行交互的文件或通信。

用户界面应具有的特性：可使用性、灵活性、可靠性。

「数据设计」：在设计阶段必须对要存储的数据及其格式进行设计。

文件设计的主要工作： 根据使用要求、处理方式、存储的信息量、数据的活动性以及所提供的设备条件等确定文件类型 ，选择文件媒体，决定文件组织方法，设计文件记录格式，并估算文件的容量。

以下几种情况适合选择 文件存储 ：

详细设计的任务：定义每一模块。

详细设计中主要引入了三种动作控制结构（顺序、选择、循环）的术语/符号。

结构化程序设计的概念：设计具有如下结构的程序：

优点：

PDL 不仅可以作为设计工具，而且可作为注释工具，直接插在源程序中间，以保持文档和程序的一致性，提高了文档的质量。

缺点：

优点：

对控制流程的描绘很直观，便于初学者掌握。

缺点:

优点:

优点：支持自顶向下逐步求精的结构化详细设计，并且严格限制了控制从一个处理到另一个处理的转移。

当算法中 包含多重嵌套 的条件选择时，用程序流程图、盒图、PAD图、PDL都不易清楚描述，这时可以 选择判断表来表达复杂的条件组合与应做的动作之间的对应关系 。

判定树是判定表的变种，也能清晰地表达复杂的条件组合与应做的动作之间的对应关系，形式简单，但简洁性不如判定表，数据元素的同一个值往往需要重复写多次，而且越接近树的叶断重复次数越多。

一切系统都是由信息流构成的（其中包含一些必要的数据变换），每一个信息流都有自己的起点数据源，有自己的归宿数据潭，有驱动信息流动的加工，因此所谓信息处理主要表现为 信息的流动 。

结构化方法是一种系统化的软件系统建模方法，从测试的角度看，结构化方法是一种特定的建立验证和确认所需标尺的方法学，包括 结构化分析 和 结构化设计 。

结构化方法的抽象层，包括：

紧紧围绕 自顶向下 、 过程抽象 、 数据抽象 和 模块化 等基本原理/原则，给出了： 完备的符号 、 可操作的过程 和 易于理解的表示工具 。并提供了：控制信息组织复杂性的机制，例如逐层分解，数据打包等，以支持将问题空间的一个问题映射为解空间的一个解。

想问一下什么是API接口，具体是什么意思

API接口：

API（Application Programming Interface,应用程序编程接口）是一些预先定义的函数，目的是提供应用程序与开发人员基于某软件或硬件得以访问一组例程的能力，而又无需访问源码，或理解内部工作机制的细节。

API函数包含在Windows系统目录下的动态连接库文件中。Windows API是一套用来控制Windows的各个部件的外观和行为的预先定义的Windows函数。

在linux中，用户编程接口API遵循了UNIX中最流行的应用编程界面标准---POSIX标准。POSIX标准是由IEEE和ISO/IEC共同开发的标准系统。

扩展资料：

API的程序功能：

远程过程调用（RPC）：通过作用在共享数据缓存器上的过程（或任务）实现程序间的通信。

标准查询语言（SQL）：是标准的访问数据的查询语言，通过通用数据库实现应用程序间的数据共享。

文件传输：文件传输通过发送格式化文件实现应用程序间数据共享。

信息交付：指松耦合或紧耦合应用程序间的小型格式化信息，通过程序间的直接通信实现数据共享。

当前应用于 API 的标准包括ANSI 标准SQL API。另外还有一些应用于其它类型的标准尚在制定之中。API 可以应用于所有计算机平台和操作系统。

参考资料来源：百度百科-api （应用程序编程接口）

ARM9嵌入式系统设计基础教程的第5章 嵌入式系统输入/输出设备接口

5.1 通用输入/输出接口
5.1.1 通用输入/输出接口原理与结构
5.1.2 S3C2410A输入/输出接口编程实例
5.2 A/D转换器接口
5.2.1 A/D转换系统接口设计原理的方法和原理
5.2.2 S3C2410A系统接口设计原理的A/D转换器
5.2.3 S3C2410A A/D接口编程实例
5.3 D/A转换器接口
5.3.1 D/A转换器的工作原理
5.3.2 S3C2410A与D/A转换器的接口电路
5.4 键盘与LED数码管接口
5.4.1 键盘与LED数码管接口基本原理与结构
5.4.2 用I/O口实现键盘接口
5.4.3 采用专用芯片实现键盘及LED接口
5.5 LCD显示接口
5.5.1 LCD显示接口原理与结构
5.5.2 S3C2410A的LCD控制器
5.5.3 S3C2410A LCD显示的编程实例
5.6 触摸屏接口
5.6.1 触摸屏工作原理与结构
5.6.2 采用专用芯片的触摸屏控制接口
5.6.3 S3C2410A的触摸屏接口电路
思考题与习题

微机原理与接口技术 寻址电路设计教程

088系统中，存储器是怎样组织的？整个存储空间有多大？最大逻辑长度为多大？至少可将存储器分为多少个段？段起始于什么位置？偏移地址是什么？怎样计算20位物理地址？
①分段组织②1兆字节③64K字节④至少分成16段⑤起始于最后四位二进制数都为0的位置⑥偏移地址是相当于段起始位置的偏移量⑦段地址×16+偏移地址
2、系统总线分为哪几组？各自传送的方向如何？
①分成3组：数据部线、地址总线、控制总线②数据总线和控制总线都是双向的，地址总线始终由CPU发出
3、8086微处理器分为哪几个部分？它们之间采用什么工作方式？其中状态寄存器由几类标志组成？与中断有关的是哪一位？
①分成2部分：总线接口部件、执行部件②并行工作方式③2类：状态标志、控制标志④IF位，IF置1,响应外部可屏蔽中断
4、怎样将8086设置为最小或最大模式？分别应配置哪些外围器件？作用怎样？最大模式与最小模式的配置相比多了什么器件？作用是什么？
① 引脚接高电平则设置为最小模式，如接低电平则设置为最大模式②最小模式下：1片8248A，作为时钟发生器；3片8282或74LS373，用来作为地址锁存器；2片8286/8287作为总线收发器。最大模式下：1片8284A，3片8282，2片8286，1片8288总线控制器，1片8259A及有关电路③8284A除了提供频率恒定的时钟信号外，还对准备发（READY）和（RESET）信号进行同步。8282：地址/数据总线是复用的，而 和S7也是复用的，所以在总路线周期前一部分时间中输出地址信号和 信号的引脚，在总线周期的后一部分时间中改变了含义。因为有了锁存器对地址和 进行锁存，所以在总线周期的后半部分，地址和数据同时出现在系统的地址总线和数据总线上；同样，此时 也在锁存器输出端呈现有效电平，于是确保了CPU对存储器和I/O端口的正常读/写操作。8286/8287：当系统中所连的存储器和外设较多时，需要增加数据总线的驱动能力。④多了1片8288。作用：对CPU发出的S0,S1,S2控制信号进行变换和组合，以得到对存储器和I/O端口的读/写信号和对锁存器8282及对总线收发器8286的控制信号。
5、8086/8088系统中为什么将数据与地址总线复用？
因为数据线与地址线传送时间不一样，在总线周期T1传送地址，其他时刻传送数据，传送数据和地址时间是分离的，所以8086/8088系统中能将数据线与地址线复用。
6、CPU从奇地址或偶地址读写一个字（或字节）时， 和A0是什么电平？分别用几个总线周期？
A0 操 作 总线周期
0 0 从偶地址开始读/写一个字 1个
1 0 从偶地址单元或端口读/写一个字节 1 个
0 1 从奇地址单元或端口读/写一个字节 1个
0
1 1
0 从奇地址开始读/写一个字 2个（在第一总线周期，将低8位数据送到AD15—AD8,在第二个总线周期，将高8位数据送到AD7—AD0）
7、CPU的READY和RESET信号有什么作用？
READY“准备好”信号输入：用于解决CPU与外设的速度匹配，RESET复位信号输入，复位信号来到后，CPU便结束当前操作，并对处理器标志寄存器、IP、DS、SS、ES及指令队列清零，而将CS设置为FFFFH。当复位信号变为低电平时，CPU从FFFF0H开始执行程序。
8、设计一个端口地址译码电路使CPU寻址888~88FH（用一片3-8译码器）。
图（略）(参阅教材P.468图)
9、在中断响应期间8086发出什么信号？起什么作用？
在中断响应期间8086发出中断响应信号。 信号实际上是位于连续周期中的两个负脉冲，第一个负脉冲通知外部设备的接口，它发出的中断请求已经得到允许；外设接口收到第二个负脉冲后，往数据总线上放中断类型码，从而CPU便得到了有关此中断请求的详尽信息。
10、除CPU以外的微处理器怎样在最大模式和最小模式下与CPU交换总线控制权？
HOLD引脚在最小模式下作为其他部件向CPU发出总线请求信号的输入端。当系统中CPU之外的另一个主模块要求占用总线时,通过此引脚向CPU发一个高电平的请求信号。这时，如果CPU允许让出总线,就在当前总线周期完成时,于T4状态从HLDA引脚发出一个回答信号，对刚才的HOLD请求作出响应。同时，CPU使地址/数据总线和控制状态线处于浮空状态。总线请求部件收到HLDA信号后，就获得了总线控制权,在此后一段时间，HOLD和HLDA都保持高电平。在总线占有部件用完总线之后,会把HOLD信号变为低电平,表示放弃对总线的占有。8086/8088收到低电平的HOLD信号后,也将HLDA变为低电平。这样，CPU双获得了对地址/数据总线和控制/状态线的占有权。在最大模式下，第30、31脚分别为 端和 端。这2个信号端可供CPU以外的2个处理器用来发出使用总线的请求信号和接收CPU对总线请求回答信号。 端和 都是双向的，由于请求和响应时间上是分离的，所以总线请求信号和允许信号在同一引脚上传输，但方向相反。
11、说明查询输入和输出方式的工作原理。
查询输入的工作原理：输入设备在数据准备好以后便往接口发一个选通信号。数据信息和状态信息从不的的端口经过数据总线送到CPU。按数据传送过程的3个步骤，CPU从外设输入数据时先读取状态字，检查状态字看数据是否准备就绪，即数据是否已进入接口的锁存器中，如准备就绪，则执行输入指令读取数据，此时，状态位清0，这样，便开始于一个数据传输过程。查询输出的工作原理：当CPU要往一个外设输出数据时，先读取接口中的状态字，如果状态字表明外设有空（或“不忙”），则说明可以往外设输出数据，此时CPU执行输出指令，否则CPU必须等待。
12、设状态口地址为87H，数据口地址为86H，外设准备好标志位为D3=1，请写出查询方式下CPU读数据的程序。
NEXT—IN:IN AL,87H
AND AL, 08H
JZ NEXT—IN
IN AL,86H
13、一个双向工作的接口芯片有哪几个端口？合用几个口地址？
一个双向工作的接口芯片通常有4个端口，数据输出端口，状态端口和控制端口。合用2个口地址，数据输入端口和数据输出端口合用一个口地址，状态端口和控制端口合用一个口地址。
14、接口必须具备哪些功能？CPU和接口间有哪些信息？传送方向怎样？CPU和外设数据传送方式有哪几种？
①1.寻址功能2.输入/输出功能3.联络功能4.数据输入缓冲和输出锁存功能②1.数据信息，一般由外设通过接口传递给系统的。2.状态信息，由外设通过接口往CPU传送的。3.控制信息，是CPU通过接口传送给外设的③程序方式、中断方式、DMA方式
15、什么是中断向量？中断向量表是什么？非屏蔽中断的类型为多少？8086中断系统优先级顺序怎样？
①所谓中断响量，实际上就是中断处理子程序的入口地址，每个中断类型对应一个中断响量②中断向量按照中断类型的顺序在内存0段0单元开始有规则排列的一张表③类型02H④内部中断非屏蔽中断可屏蔽中断单步中断
16、异步通信的数据格式是什么？波特率是什么？波特率因素的作用？
①略
②每秒钟传输的位数叫波特率③波特率因子的作用是检测起始位以及决定数据传输的速度
17、串行接口标准有多少个引脚？信号电平如何定义？如何进行与TTL电平的转换？
①有25条引脚②信号电平采用负逻辑定义，将-5V~-15V规定为”1”， +5V~+15V规定为”0”③要从TTL电平转换成RS-232-C电平时，中间要用到MC1488器件，反过来，用MC1489器件，则将RS-232-C电平转换成TTL电平。
18、8251状态字D0位与引脚信号TxRDY有什么不同？它们有什么使用？8251的复位操作通常是怎样约定的？叙述8251异步通信的原理。
①第0位TxRDY为1时，指出数据输出缓冲区为空，注意此状态位和TxRDY引脚不同，它不受CTST和TxEN的影响。②状态字D0位：在查询方式下作为查询位；TxRDY引脚：中断方式下的中断请求信号③往基地址口送3个00H，1个40H ④异步接收方式：当8251A工作在异步方式并准备接收一个字符时，就在RxD线上检测低电平，并且启动接收控制电路中的一个内部计数器进行计数，当计数进行到相应于半个数位传输时间时，又对RxD线进行检测，如果此时仍为低电平，则确认收到一个有效的起始位。于是，8251A开始进行常规采样并进行字符装配，就是每隔一个数位传输时间，对RxD进行一次采样。数据进入输入移位寄存器被移位，进行奇/偶校验和去掉停止位，变成了并行数据，再通过内部数据总线送到数据输入寄存器，同时发出RxRDY信号送CPU。异步发送方式：在异步发送方式下，当程序置TxEN和CTS为有效后，发送器为空时，便开始发送过程。
19、8255的三个端口在使用中有什么差别？掌握方式1与CPU交换数据的连线及编程。8255的两个控制字在编程中有顺序的前后之分吗？为什么？当数据从8255的A口往数据总线上传送时，8255的 ，A1，A0， ， 分别是什么电平？
①工作方式的不同，8255有方式0、方式1、方式2，C口只能工作在方式0，B口能工作在方式0、方式1，A口能工作在3种方式中的任一方式②连线（略），编程如下：
主程序：CLI
MOV AL,86
OUT 63,AL
MOV AL,05
OUT 63,AL
MOV AX,3000
MOV [033C],AX
MOV AX,0000
MOV [003E],AX
IN AL,21
AND AL,7F
OUT 21,AL
STI
A: JMP A
子程序：
0000：3000 IN AL, 61
OUT 60, AL
MOV AL, 20
OUT 20, AL
IRET
③没有④因为最高位是标志位，最高位1 ，方式选择控制字，最高位为0 ，C口置1、置0控制字⑤CS为0，A为0，A0为0，RD为0 ，WR为1.
20、接口芯片是怎样和CPU的系统总线相连的？
接口芯片一般都具有2个部件，一个部件是数据总线缓冲器，上面有D0~D7和CPU的系统总线中数据线相连，还有一个部件是读/写控制逻辑电路，上面有读/写信号和CPU的读/写信号相连，上面还片选信号CS和用于区别接口芯片口地址的地址信号和CPU系统总线中地址线相连。
21、8259的全嵌套和特殊全嵌套方式有何异同？优先级自动循环是什么？什么特殊屏蔽方式？如何设置成该方式？
①全嵌套方式是8259A最常用的工作方式，只有在单片情况下，在全嵌套方式中，中断请求按优先级0~7进行处理，0级中断的优先级最高。特殊全嵌套方式和全嵌套方式基本相同，只有一点不同，就是在特殊全嵌套方式下，还可满足同级中断打断同级中断，从而实现一种对同级中断请求的特殊嵌套，而在全嵌套方式中，只有当更高级的中断到时，才会进行嵌套。②优先级自动循环方式一般在系统中多个中断源优先级相等的场合。在这种方式下，优先级队列是在变化的，一个设备受到中断服务以后，它的优先级自动降为最低。③仅仅禁止同级中断嵌套，开放高级中断和低级中断④两步：1步设置OCW3,设置成特殊屏蔽方式，2步设置OCW1屏蔽某级中断。
22、8259有几种中断结束方式？应用场合如何？
1.中断自动结束方式，不需要设置中断结束命令，在单片系统中且不会出现中断嵌套时用。2.一般中断结束方式，在全嵌套方式下用。3.特殊中断结束方式，在任何场合均可使用。
23、8259的ICW3的格式如何？OCW2是控制什么的？常用的OCW2的值是多少？怎样禁止或开放IR3和IR5的中断请求（口地址93H，94H）。
主片ICW3:
A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
1 IR7 IR6 IR5 IR4 IR3 IR2 IR1 IR0
从片ICW3：
A0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
1 0 0 0 0 0 ID2 ID1 ID0
②OCW2是用来设置优先级循环方式和中断结束方式的操作命令字 ③20H ④用屏蔽字
禁止：（3和5是1 ，其余位是0）IN AL, 93H
OR AL, 28H
OUT 93H, AL
开放：（3和5是0，其余位是1） IN AL, 93H
AND AL, D7H
OUT 93H, AL
24、8259的CAS0～CAS2有什么作用？CPU怎样收到主从式连接系统中从片的中断类型码？掌握8259级连方式的原理图。
①在多片8259A级联的情况下，主片和所有从片的CAS2互相连在一起，同样,各CAS1、CAS0也分别连在一起。主片的CAS2～CAS0作为输出，从片的CAS2～CAS0作为输入，当CPU发出第一个中断响应负脉冲INTA时，作为主片的8259A除了完成例行的三个动作外，还通过CAS2～CAS0发出一个编码ID2～ID0,此编码和发出中断从片有关。②CAS2～CAS0作用+被选中的从片通过D0～D7向CPU送中断类型码。
③图略
25、8259的ICW2与中断类型码有什么关系？说明类型码为30H，36H，38H的异同。
①高五位相同，低二位不同（中断类型码的低三位和引脚的编码有关，ICW2的低三位无意义）②30H，36H高五位相同，ICW2=30H，30H为8259A IR0对应的中断类型码，
36H为8259A IR0对应的中断类型码。
38H ICW2=38H 38H为8259A IR0对应的中断类型码
26、8237有几种工作模式？画出级连模式的简单连线图。什么是读（写）传输？从 的传输需要什么通道来配合工作？对8237的编程应采用什么步骤？
①单字节传输模式，块传输模式，请求传输模式，级联传输模式
②图（略）
③写传输是指由I/O接口往内存写入数据。此时，IOR 信号和MEMW 信号有效。读传输是指将数据从存储器读出送到I/O接口，此时，MEMR信号和IOW信号有效。④在进行内存到内存的传输时，固定用通道0的地址寄存器存放源地址，而用通道1的地址寄存器和字节计数器存放目的地址和计数值。⑤1.输出控制命令，关闭8237 2.复位命令 3.写地址寄存器 4.写字节寄存器 5.写模式寄存器 6.写控制命令，启动8237工作 7.写屏蔽命令
27、8237的AEN信号有什么作用？当8237为从模块时，它与CPU用什么信号相互联系？
①AEN使地址锁存器中的高8位地址送到地址总线上，与芯片直接输出的低8位地址共同构成内存单元地址的偏移量。AEN信号也使与CPU相连的地址锁存器无效，这样就保证了地址总线上的信号是来自DMA控制器，而不是来自CPU的。②CS、A0～A3、DB0～DB7、IOR、IOW
28、掌握8253工作模式的输出波形及GATE信号的作用。
（略）
29、说明8255、8259、8237及8253在IBM PC/XT 中的应用情况。
8255A-5有3个8位并行端口，分别称为PortA、PortB、 PortC，它们的使用情况如下：PortA：读取键盘扫描码；PortB：输出系统内部的某些控制信号；PortC输入系统板上的方式设置开关DIP的状态和系统的其他状态信号。8259A的8级中断在IBM PC/XT系统中分配如下：0级：连到计数器/定时器的计数器0输出端，接收对电子钟进行计时的中断请求；1级：接到键盘接口电路，接收键盘的中断请求，每当收到1个键盘扫描码时，键盘接口电路便产生1个中断请求；2~7级：连接到扩展槽供用户使用。8237A-5的4个DMA通道的使用情况如下：通道0（CH0）:RAM刷新；通道1（CH1）：为用户保留；通道2(CH2)：软盘驱动器使用；通道3（CH3）：硬盘驱动器使用。8253-5的3个内部计数器在IBM PC/XT系统中的使用情况如下：计数器0：作为定时器，为计时电子钟提供时间标准；计数器1：为DMA通道0产生刷新请求；计数器2：产生扬声器的音调。
30、用带两级数据缓冲器的8位D/A转换器时，为什么要用三条指令才能完成16位或12位数据转换？分别画出DAC0832单缓冲和双缓冲方式的原理图，并编程产生三角波。
①工作时，CPU先调用两条输出指令把数据送到第一级数据缓冲器，然后通过第三条输出指令使数据送到第二级数据缓冲器，从而使D/A转换器一次得到12位待转换的数据
②略
31、A/D转换分哪四步完成？分别叙述计数式，双积分式和逐次逼近式A/D转换的原理。
①采样、保持、量化、编码
②计数式A/D转换：首先启动信号S由高电平变为低电平，使计数器清0，当启动信号恢复高电平时，计数器准备计数。开始，D/A转换器输入端获得的数据量不断增加，使输出电压V0不断上升。当V0上升到某个值时，会出现V0大于VI的情况，这时，运算放大器的输出变为低电平，即C为0.于是，计数器停止计数，这时候的数字输出量D7～D0就是与模拟输入电压对应的数字量。
双积分式A/D转换：对标准电压进行反向积分的时间T正比于输入模拟电压，输入模拟电压越大，反向积分所需要的时间越长。因此，只要用标准的高频时钟脉冲测定反向积分花费的时间，就可以得到输入模拟电压所对应的数字量，即实现了A/D转换。
逐次逼近式A/D转换：和计数式A/D转换一样，逐次逼近式A/D转换时，也用D/A转换器的输出电压来驱动运算放大器的反相端，不同的是用逐次逼近式进行转换时，要用一个逐次逼近寄存器存放转换好的数字量，转换结束时，将数字量送到缓冲器寄存器中。逐次逼近寄存器工作时与普通计数器不同，它不是从低位往高位逐一进行计数和进位，而是从最高位开始，通过设置试探值来进行计数。
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微机原理与接口技术 和 微机原理与系统设计设计是同一门课吗

前者偏重于微机与其他外围设备 通信 和 控制，偏向于工业控制、数据采集等。
后者偏重于微型计算机系统自身设计和控制，偏向与微机的开发、控制、更新换代等。
个人人为两者是不同的，但也有共同的地方，都要掌握微机原理。

串行接口和并行接口的区别介绍

随着时代的不断发展系统接口设计原理，很多小工具小细节都有他设计的道理系统接口设计原理，也许系统接口设计原理我门并不知道其中的用意，但这些用意一旦了解到，就会觉得是另一片神奇的领域。就如接口，现代社会很多电子产品都有接口，接口的设计规格是怎么样的，接口还有串行接口，串行接口是怎么个原理，平平常常小细节的东西有很大的学问，就像这个串行接口，通过以下介绍，希望可以了解下。

串行接口的定义介绍

串行接口简称串口，也称串行通信接口或串行通讯接口(通常指COM接口)，是采用串行通信方式的扩展接口。串行接口 (Serial Interface) 是指数据一位一位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信(可以直接利用电话线作为传输线)，从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。串行通讯的特点是：数据位的传送，按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成;成本低但传送速度慢。串行通讯的距离可以从几米到几千米;根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。

串行接口的由来和串行接口连接器

串口的出现是在1980年前后，数据传输率是115kbps～230kbps。串口出现的初期是为了实现连接计算机外设的目的，初期串口一般用来连接鼠标和外置Modem以及老式摄像头和写字板等设备。串口也可以应用于两台计算机(或设备)之间的互联及数据传输。由于串口(COM)不支持热插拔及传输速率较低，目前部分新主板和大部分便携电脑已开始取消该接口。目前串口多用于工控和测量设备以及部分通信设备中。

串行接口接口划分标准

串口通信的两种最基本的方式：同步串行通信方式和异步串行通信方式。

同步串行是指SPI(Serial Peripheral interface)的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。SPI总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息，TRM450是SPI接口。

异步串行是指UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，通用异步接收/发送。UART是一个并行输入成为串行输出的芯片，通常集成在主板上。UART包含TTL电平的串口和RS232电平的串口。 TTL电平是3.3V的，而RS232是负逻辑电平，它定义+5~+12V为低电平，而-12~-5V为高电平，MDS2710、MDS SD4、EL805等是RS232接口，EL806有TTL接口。

串行接口按电气标准及协议来分包括RS-232-C、RS-422、RS485等。RS-232-C、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，不涉及接插件、电缆或协议。

RS-232

也称标准串口，最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”。传统的RS-232-C接口标准有22根线，采用标准25芯D型插头座(DB25)，后来使用简化为9芯D型插座(DB9)，现在应用中25芯插头座已很少采用。

RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。由于其发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15米，最高速率为20kb/s。RS-232是为点对点(即只用一对收、发设备)通讯而设计的，其驱动器负载为3～7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。

RS-422

标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。典型的RS-422是四线接口。实际上还有一根信号地线，共5根线。其DB9连接器引脚定义。由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。即一个主设备(Master)，其余为从设备(Slave)，从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多的双向通信。接收器输入阻抗为4k，故发端最大负载能力是10×4k+100Ω(终接电阻)。RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式(XON/XOFF握手)或硬件方式(一对单独的双绞线)实现。

RS-422的最大传输距离为1219米，最大传输速率为10Mb/s。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mb/s。

RS-485

是从RS-422基础上发展而来的，所以RS-485许多电气规定与RS-422相仿。如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。RS-485可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信，而采用四线连接时，与RS-422一样只能实现点对多的通信，即只能有一个主(Master)设备，其余为从设备，但它比RS-422有改进，无论四线还是二线连接方式总线上可多接到32个设备。

RS-485与RS-422的不同还在于其共模输出电压是不同的，RS-485是-7V至+12V之间，而RS-422在-7V至+7V之间，RS-485接收器最小输入阻抗为12kΩ、RS-422是4kΩ;由于RS-485满足所有RS-422的规范，所以RS-485的驱动器可以在RS-422网络中应用。

RS-485与RS-422一样，其最大传输距离约为1219米，最大传输速率为10Mb/s。平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能使用规定最长的电缆长度。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长双绞线最大传输速率仅为1Mb/s。

　　

串行接口的应用

交换机的串口

交换机的串口的英文就是trunk;是用来做下一跳路由转换用的。每个VLAN只有通过与TRUNK的路由指向后才能上外网。

引脚说明：

Pin Name Dir Description

1 CD Carrier Detect

2 RXD Receive Data

3 TXD Transmit Data

4 DTR Data Terminal Ready

5 GND System Ground

6 DSR Data Set Ready

7 RTS Request to Send

8 CTS Clear to Send

9 RI Ring Indicator

目前较为常用的串口有9针串口(DB9)和25针串口(DB25)，通信距离较近时(<12m)，可以用电缆线直接连接标准RS232端口(RS422,RS485较远)，若距离较远，需附加调制解调器(MODEM)或其他相关设备。最为简单且常用的是三线制接法，即地、接收数据和发送数据三脚相连，下面涉及到最为基本的接法，且直接用RS232相连。

(1)DB9和DB25的常用信号脚说明

DB9 | DB25

pin function name pin function name

1 数据载波检测 DCD 8 数据载波检测 DCD

2 接收数据 RXD 3 接收数据 RXD

3 发送数据 TXD 2 发送数据 TXD

4 数据终端准备 DTR 20 数据终端准备 DTR

5 信号地 GND 7 信号地 GND

6数据设备准备好DSR 6 数据设备准备好 DSR

7 请求发送 RTS 4 请求发送 RTS

8 清除发送 CTS 5 清除发送 CTS

9 振铃指示 RI 22 振铃指示 RI

(2)RS232C串口通信接线方法(三线制)

首先，串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现：同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连，两个串口相连或一个串口和多个串口相连。

同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连对9针串口和25针串口，均是2与3直接相连。

两个不同串口(不论是同一台计算机的两个串口或分别是不同计算机的串口)

串口连机线

DB9-DB9

2-3,3-2,5-5

DB25-DB25

2-3,3-2,7-7

DB9-DB25

2-3,3-2,5-7

DB9-DB25串口转接线

2-3,3-2,5-7

上面是对微机标准串行口而言的，还有许多非标准设备，如接收GPS数据或电子罗盘数据，只要记住一个原则：接收数据针脚(或线)与发送数据针脚(或线)相连，彼此交叉，信号地对应相接。

串口调试中要注意的几点：

不同编码机制不能混接，如RS232C不能直接与RS422接口相连，市面上专门的各种转换器卖，必须通过转换器才能连接。

口调试时，准备一个好用的调试工具，如串口调试助手、串口精灵等，有事半功倍之效果;

强烈建议不要带电插拨串口，否则串口易损坏。

对于大型的工控和测量设备，建议使用光电耦合器来隔离设备，具体的耐压值根据实际需求来确定

电脑主板串口

进行串行传输的接口，它一次只能传输1Bit。串行端口可以用于连接外置调制解调器、绘图仪或串行打印机。它也可以控制台连接的方式连接网络设备，例如路由器和交换机，主要用来配置它们。

串行接口和并行接口有何区别

串行接口

串行接口，简称串口，也就是COM接口，是采用串行通信协议的扩展接口。串口的出现是在1980年前后，数据传输率是115kbps～230kbps，串口一般用来连接鼠标和外置Modem以及老式摄像头和写字板等设备，目前部分新主板已开始取消该接口。

并行接口

并行接口，简称并口，也就是LPT接口，是采用并行通信协议的扩展接口。并口的数据传输率比串口快8倍，标准并口的数据传输率为1Mbps，一般用来连接打印机、扫描仪等。所以并口又被称为打印口。 另外，串口和并口都能通过直接电缆连接的方式实现双机互连，在此方式下数据只能低速传输。微型计算机主机与外部设备的连接，基本上使用了两类接口;串行接口与并行接口。 并行接口是指数据的各位同时进行传送，其特点是传输速度快，但当传输距离较远、位数又多时，导致了通信线路复杂且成本提高。串行通信是指数据一位位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信，并可以利用电话线，从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。 串行通信本身又分为异步通信与同步通信两种。 串行通信线路上传送的是数字信号，表示传送数字信号能力的指标为数据速率(Data Rate)，其单位为bps(bit persecond)，即每秒钟传送的二进制位数。 串行接口标准： 目前普遍采用的一种串行接口标准是RS-232-C标准。RS-232-C接口标准采用25个引脚的连接器(D型插座)。RS-232-C规定有25根连线。

以上就是串行接口的介绍，从串行接口的历史发展由来，划分标准，有两种基本的方式，同步串行通信方式以及异步串行通信方式。还有串行接口的应用，有应用到交换机的串行接口等等，再来就是串行接口的引脚说明，串行接口的基本接法以及串行接口的调试注意事项，电脑主板接口的设置，都是用的串行接口，可见串行接口是应用很广泛的，最后是串行接口和并行接口的区别，可以其区别内容加以辨认，希望这些介绍对系统接口设计原理你有帮助。

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