微機(jī)接口技術(shù)是采用硬件與軟件相結(jié)合的方法，使微處理器與外部設(shè)備進(jìn)行最佳的匹配，實(shí)現(xiàn)CPU與外部設(shè)備之間的高效、可靠的信息交換的一門技術(shù)。

接口技術(shù)是把由處理器、存儲(chǔ)器等組成的基本系統(tǒng)與外部設(shè)備連接起來，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備通信的一門技術(shù)。處理器通過總線與接口電路連接，接口電路再與外部設(shè)備連接，因此CPU總是通過接口與外部設(shè)備發(fā)生聯(lián)系。微機(jī)的應(yīng)用是隨著外部設(shè)備的不斷更新和接口技術(shù)的發(fā)展而深入到各個(gè)領(lǐng)域的，因此接口技術(shù)是組成任何實(shí)用微機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，任何微機(jī)應(yīng)用開發(fā)工作都離不開接口的設(shè)計(jì)、選用和連接。
實(shí)際上，任何一個(gè)微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制和設(shè)計(jì)，主要就是微機(jī)接口的研制和設(shè)計(jì)，需要設(shè)計(jì)的硬件是一些接口電路，所要編寫的軟件是控制這些電路按要求工作的驅(qū)動(dòng)程序。因此，微機(jī)接口技術(shù)是一種用軟件和硬件綜合來完成某一特定任務(wù)的技術(shù)，掌握微機(jī)接口技術(shù)已成為當(dāng)代科技和工程技術(shù)人員應(yīng)用微機(jī)必不可少的基本技能。
所謂接口就是微處理器CPU與外部連接的部件，是CPU與外部設(shè)備進(jìn)行消息交換的中轉(zhuǎn)站。
如：源程序或數(shù)據(jù)要通過接口從輸入設(shè)備送入計(jì)算機(jī)，運(yùn)算結(jié)果要通過接口向輸出設(shè)備送出；控制命令通過接口發(fā)出，現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)通過接口取進(jìn)來，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)控制等。
接口可以抽象地定義為一個(gè)部件（Unit）或一臺(tái)設(shè)備（Device）與周圍環(huán)境的理想分界面。這個(gè)假設(shè)的分界面切斷該部件或設(shè)備與周圍環(huán)境的一切聯(lián)系，當(dāng)一個(gè)組件或設(shè)備與外界環(huán)境進(jìn)行任何信息交換和傳輸時(shí)，必須通過這個(gè)假想的分界面，我們稱這個(gè)分界面為接口（Interface）。
I/O接口電路 也簡(jiǎn)稱 接口電路，它是主機(jī)和外圍設(shè)備 之間交換信息的連接部件(電路)。
接口電路的作用就是將來自外部設(shè)備的數(shù)據(jù)信號(hào)傳送給CPU，CPU對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸ず笤偻ㄟ^接口傳回外部設(shè)備，所以接口的基本功能就是對(duì)數(shù)據(jù)傳送控制。
CPU在與I/O設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)存在以下問題：
1) 速度不匹配。
2) 時(shí)序不匹配。
3) 信息格式不匹配。(串行、并行；二進(jìn)制、ASCII編碼和BCD編碼)
4) 信息類型不匹配。(數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào))
所謂標(biāo)準(zhǔn)接口，就是指明確定義了幾何尺寸、信號(hào)功能、信號(hào)電平等的接口。
有了標(biāo)準(zhǔn)接口，可以使不同類型、不同生產(chǎn)廠家的數(shù)據(jù)終端和數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間方便地進(jìn)行通信。
2. 接口信息
微機(jī)接口技術(shù)
3. 數(shù)據(jù)信息
計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)位數(shù)，一般：
8位、16位、32位、64位等。
計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)基本類型：
數(shù)字量數(shù)據(jù)(常見的有鍵盤、打印機(jī)、顯示器等)
模擬量數(shù)據(jù)(如溫度、壓力、聲音等)
開關(guān)量(如電機(jī)啟?？刂?、開關(guān)斷開與閉合等)。
計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的 數(shù)據(jù)傳送方式：
并行(如打印機(jī)等)
串行(如鍵盤、異步通信口等)
狀態(tài)信息：反映當(dāng)前外設(shè)或接口 本身所處的工作狀態(tài)。
計(jì)算機(jī)在I/O過程中，外部設(shè)備的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)備好，外部設(shè)備是否已準(zhǔn)備好接受數(shù)據(jù)等，都要通過一定的數(shù)據(jù)量來表示，才能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與外設(shè)之間的正確"握手"。常見的狀態(tài)信息有：ready/empty/busy等。
控制信息：主要是指啟動(dòng)、停止外部設(shè)備的接口信息。
CPU通過發(fā)送控制信息開工至外設(shè)的工作。
4. 接口地址
CPU要和 I/O設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，在接口中就必須有一些寄存器或特定的硬件電路供CPU直接存取訪問，這就是接口電路。
為了區(qū)分不同的接口電路，也必須像 存儲(chǔ)器一樣給他們編號(hào)，這就是接口電路的地址。這樣 CPU就可以象訪問存儲(chǔ)單元一樣按地址訪問這些接口電路，從而與外設(shè)發(fā)生聯(lián)系。
一個(gè)接口電路中根據(jù)需要可能有多個(gè)存儲(chǔ)器，如數(shù)據(jù)寄存器、狀態(tài)寄存器和命令寄存器等，為了區(qū)別他們，也給予不同的地址，以便CPU能正確找到它們。為了將這些地址和存儲(chǔ)器地址相區(qū)別，稱它們?yōu)榻涌诘刂贰?br />CPU通過這些地址向接口電路中的 寄存器 發(fā)送命令，讀取狀態(tài)和傳送數(shù)據(jù)。
有時(shí)，也將上述提到的接口中可被CPU直接訪問的一些寄存器 稱為端口。一個(gè)接口常常有幾個(gè)端口，如數(shù)據(jù)端口、狀態(tài)端口、命令端口等，每個(gè)端口的地址叫端口地址。
如何實(shí)現(xiàn) 這些 接口地址、端口地址的訪問，就是I/O地址的尋址問題。
在接口電路中，一般 一個(gè)端口 對(duì)應(yīng) 一個(gè)寄存器，
也可以 多個(gè)寄存器。
此時(shí)，由 內(nèi)部控制邏輯 根據(jù) 程序指定的I/O端口地址和數(shù)據(jù)標(biāo)志位選擇不同的寄存器進(jìn)行讀/寫等操作。因此，CPU在訪問這些寄存器時(shí)，只需指明它們的端口，不需指出是什么寄存器。
我們?cè)谳斎?輸出程序中，也只看到端口，而看不到相應(yīng)的具體寄存器。也就是說，訪問端口就是訪問接口電路中的寄存器，這些端口可以是輸入端口，也可以是輸出端口，還可以是雙向端口。
端口寄存器 或 部分端口線 與 I/O設(shè)備直接相連，完成數(shù)據(jù)、狀態(tài)及控制信息的交換。這樣，I/O操作實(shí)質(zhì)上轉(zhuǎn)化為對(duì)I/O端口的操作，即CPU所訪問的是 與 I/O設(shè)備相關(guān)的端口，而不是I/O設(shè)備本身。
對(duì)I/O端口的訪問，則取決于I/O端口的編制方式，即I/O編制。常用的編址方式主要有 I/O端口與存儲(chǔ)器統(tǒng)一編制和 I/O端口與存儲(chǔ)器分開獨(dú)立編址。
5. I/O接口的功能
1) 數(shù)據(jù)緩沖功能。
2) 設(shè)備選擇功能。 (通過 接口的地址譯碼對(duì)外設(shè)進(jìn)行尋址。)
一般，通過 高位地址產(chǎn)生 外設(shè)的片選信號(hào)，
地位地址作為 芯片 內(nèi)部寄存器或鎖存器尋址，
以選定所需的設(shè)備，只有被選中的設(shè)備才能與CPU交換數(shù)據(jù)信息。
3）信號(hào)轉(zhuǎn)換功能。
由于外部設(shè)備所需的控制信號(hào)和所能提供的狀態(tài)信號(hào)與計(jì)算機(jī)能識(shí)別的信號(hào)往往是不一致的，特別是連接不同公司生產(chǎn)的芯片時(shí)，進(jìn)行信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換是不可避免的。信號(hào)的轉(zhuǎn)換包括：時(shí)序的配合、電平的轉(zhuǎn)換、信號(hào)類型的轉(zhuǎn)換（模擬量變數(shù)字量或數(shù)字量變模擬量）、數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換（并行變串行或串行變并行）等。
4）提供信息交換的握手信號(hào)。
CPU對(duì)外設(shè)的各種命令和數(shù)據(jù)都是以代碼的形式發(fā)送到接口電路，再由接口電路解讀后，形成一系列控制信號(hào)去控制外設(shè)。為了CPU與外設(shè)之間的聯(lián)絡(luò)，接口電路要提供寄存器或鎖存器“空”、“滿”、“準(zhǔn)備好”、“忙”、“不忙”等狀態(tài)信息，以便程序能夠了解是否可以發(fā)送數(shù)據(jù)到外設(shè)或從外設(shè)讀取數(shù)據(jù)。
5）驅(qū)動(dòng)功能。
由于計(jì)算機(jī)總線的信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力有限，當(dāng)要連接多臺(tái)外部設(shè)備時(shí)，總線資源可能不夠。利用接口電路可以提高總線的負(fù)載能力，使一個(gè)接口與多臺(tái)外部設(shè)備相連接，充分利用計(jì)算機(jī)的硬件資源。
6）中斷管理功能。
當(dāng)外部設(shè)備需要及時(shí)得到計(jì)算機(jī)的服務(wù)時(shí)，特別是一些隨機(jī)需要與CPU交換信息的外設(shè)，就要求接口設(shè)備具有中斷控制管理功能。此時(shí)，接口為計(jì)算機(jī)（CPU）處理有關(guān)中斷事務(wù)，如提出中斷請(qǐng)求，中斷優(yōu)先級(jí)排隊(duì)，提供中斷向量等。這樣既加快了計(jì)算機(jī)對(duì)外部的響應(yīng)速度，又使CPU與外部設(shè)備能并行工作，從而提高了CPU的效率。
7）可編程功能。
所謂可編程，即可以用程序來改變接口的工作方式。目前大多數(shù)接口芯片是可編程的，這樣在不改動(dòng)硬件電路的情況下通過修改接口驅(qū)動(dòng)程序就可以改變接口的工作方式，從而大大增強(qiáng)了接口的靈活性和適應(yīng)性，使接口向智能化方向發(fā)展。
6. 接口的分類
6.1 按接口的功能劃分
1) 人機(jī)對(duì)話接口。這類接口 主要 為 操作者與計(jì)算機(jī)之間的信息交換服務(wù)。如鍵盤接口、顯示器接口、圖形設(shè)備接口和語(yǔ)音輸入輸出接口等。
2) 過程控制接口(I/O接口)。
傳感器接口，輸入各種外界信息。
控制接口，輸出經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后的控制信好。
3) 通用外設(shè)接口(標(biāo)準(zhǔn)接口)。
這類接口是通用外設(shè) 與 計(jì)算機(jī)之間的接口。
6.2 按接口與總線的關(guān)系劃分
接口是某一部件與總線的聯(lián)系，它與總線密切相關(guān)。
1) 元件級(jí)接口。
是計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 內(nèi)部 某一 具體元件 如：存儲(chǔ)器、定時(shí)器、中斷控制器等 與 內(nèi)部總線之間的聯(lián)系。
焊接？
元件級(jí)接口 是 接口電路的基本部分，任何檔次的接口都必須涉及元件級(jí)接口，因?yàn)樗菍?shí)現(xiàn)各種接口電路的基礎(chǔ)。元件級(jí)接口電路比較簡(jiǎn)單看，特別是現(xiàn)代LSI接口芯片均與CPU兼容，只需外加譯碼器電路等即可直接與CPU相連。
2) 插板級(jí)接口。
插接？
插板級(jí)接口又稱系統(tǒng)內(nèi)接口，它是 系統(tǒng)某一部分 與 系統(tǒng)內(nèi)總線之間的一切聯(lián)系。如鍵盤接口、顯示器接口、打印機(jī)接口、磁盤驅(qū)動(dòng)器接口等。這種接口都比較復(fù)雜。
3) 系統(tǒng)間接口。
系統(tǒng)間接口又稱 通信接口，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 與 另外一系統(tǒng)或智能設(shè)備之間的 聯(lián)系，因這種聯(lián)系 不外乎就是數(shù)據(jù)的通信聯(lián)系，故稱之為通信接口。
數(shù)據(jù)通信都是 通過總線傳輸?shù)?，因此通信接?是 一種總線與另一種總線之間的接口，即計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線與通信總線之間的接口。如：RS-232C接口、IEEE-488接口、USB接口等。
7. I/O接口的實(shí)現(xiàn)方式
7.1 整體方式
將控制系統(tǒng)制作成一個(gè)獨(dú)立的裝置，在這種方式中，計(jì)算機(jī)(CPU)與看I/O接口是安裝在同一塊印刷線路板上的。
例如：用單片機(jī)開發(fā)的系統(tǒng) 或 單板機(jī)計(jì)算機(jī)。這種方式的特點(diǎn)是：體積小、重量輕、成本也比較低。由于接口裝置與CPU是做在一起的，一旦系統(tǒng)開發(fā)完成，就不能輕易改變。這種方式一般用于小型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，特別是嵌入式系統(tǒng)中。
7.2 板卡方式
利用計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展功能，將 I/O接口裝置 按照計(jì)算機(jī)擴(kuò)展槽的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，并根據(jù)實(shí)際需要制成 多種類型的板卡，有的板卡同時(shí)包含了 A/D和D/A 功能。
板卡直接插在個(gè)人計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展槽上，板卡通過總線與計(jì)算機(jī)互聯(lián)和傳輸信息。
7.3 模塊方式
在這種方式中，將各種I/O功能以模塊的形式來實(shí)現(xiàn)。I/O模塊與計(jì)算機(jī)之間 以及I/O模塊與I/O模塊之間的物理連接可以很靈活。
例如，可以采用雙絞線 連接或 同軸電纜連接，也可以采用并行總線(底板總線)連接。