单片机解密计算机系统的输入(Input) 设备和输出设备(Output)被称为 I/O 设备或外设。常用的

I/O 设备有鼠标、打印机、投影仪、键盘和扫描仪等， 通过这些设备，计算机可以与外界进 行数据和信息的交换。

1. I/O 接口的作用

通常外设不能直接与单片机交换信息，信息交换应该通过I/O 接口来进行，其主要原因如下：

1)外设与单片机的信号类型不一致。单片机能直接处理的信号是数字信号，而外设的 信号既可能是数字的也可能是模拟的，可能是并行传输的也可能是串行传输的。

2)外设的数据传输速度差别很大，而且与单片机的传输速度不一致。 3)外设的控制信号复杂、多样，需要单片机提供。 4)外设与单片机的电气特性可能不匹配， 如：工作电压和电流不一致。

5)外设与单片机的数据位数可能不一致。如： MCS-51 的字长是 8 位的，而外设的字长 可能不是 8 位的。

基于上述原因， 单片机与外设之间需要 I/O 接口作为信息交换的桥梁。I/O 接口的主要作用

有：① 信号的变换，如信号格式的转换(如串并转换和并串转换)、模拟信号和数字信号之间的 数-模和模-数的转换等; ② 数据的缓冲， 如实现高速单片机与低速I/O 接口之间的速度匹配等。

2. I/O 接口的结构

I/O 接口的典型结构如图 5-14 所示，其内部有三类寄存器，即：

(1)数据寄存器

数据寄存器通过数据总线与单片机交换数据。该数据可以由单片机传给外设，也可以由 外设传向单片机， 前者是单片机向外设写数据， 后者是单片机从外设读数据。

(2)状态寄存器

单片机解密状态寄存器用于保存 I/O 接口或外设的工作状态信息，该信息可以通过数据总线传送给 单片机。

(3)控制寄存器

I/O 接口可以分为可编程的 I/O 接口和不可编程的 I/O 接口。可编程的 I/O 接口可以有多 种工作方式，其工作方式由单片机控制选择，而控制寄存器的作用是接收单片机通过数据总 线发送的控制信息。

I/O 接口中的寄存器也被称为端口(Port)，因此其中的数据寄存器、状态寄存器和控制寄存 器分别被称为数据端口、状态端口和控制端口，进一步可以被简称为数据口、状态口和控制口。

由图 5-14 可知，I/O 接口的数据信息、状态信息和控制信息都通过数据总线与单片机 交换，因此 I/O 接口的数据信息、状态信息和控制信息都是广义上的数据。另外， I/O 接口 中的地址译码电路的作用是：接收地址总线传送的地址，并将其译码后用于选择 I/O 接口 中的某个端口;控制总线传送单片机的控制命令，以控制 I/O 接口的工作。