I/O接⼝概念
I/O接⼝是⼀电⼦电路(以IC芯⽚或接⼝板形式出现)，其内有若⼲专⽤寄存器和相应的控制逻辑电路构成。
它是CPU和I/O 设备之间交换信息的媒介和桥梁。CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接⼝设备来实现，前者被称为I/O接⼝，⽽后者则被称为存储器接⼝。存储器通常在CPU的同步控制下⼯作，接⼝电路⽐较简单；⽽I/O设备品种繁多，其相应的接⼝电路也各不相同，因此，习惯上说到接⼝只是指I/O接⼝。 I/O接⼝基本功能
（1）进⾏端⼝地址译码设备选择。
参红祛瘀散结胶囊（2）向CPU提供I/O设备的状态信息和进⾏命令译码。
（3）进⾏定时和相应时序控制。
（4）对传送数据提供缓冲，以消除计算机与外设在“定时”或数据处理速度上的差异。 （5）提供计算机与外设间有关信息格式的相容性变换。
（6）还可以中断⽅式实现CPU与外设之间信息的交换。
控制⽅式
（1）程序查询⽅式
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这种⽅式下，CPU通过I/O指令询问指定外设当前的状态，如果外设准备就绪，则进⾏数据的输⼊或输出，否则CPU等待，循环查询。
这种⽅式的优点是结构简单，只需要少量的硬件电路即可，缺点是由于CPU的速度远远⾼于外设，因此通常处于等待状态，⼯作效率很低。
（2）中断处理⽅式
在这种⽅式下，CPU不再被动等待，⽽是可以执⾏其他程序，⼀旦外设为数据交换准备就绪，可以向CPU提出服务请
在这种⽅式下，CPU不再被动等待，⽽是可以执⾏其他程序，⼀旦外设为数据交换准备就绪，可以向CPU提出服务请求，CPU如果响应该请求，便暂时停⽌当前程序的执⾏，转去执⾏与该请求对应的服务程序，完成后，再继续执⾏原来被中断的程序。
中断处理⽅式的优点是显⽽易见的，它不但为CPU省去了查询外设状态和等待外设就绪所花费的时间，提⾼了CPU的⼯作效率，还满⾜了外设的实时要求。但需要为每个I/O设备分配⼀个中断请求号和相应的中断服务程序，此外还需要⼀个中断控制器（I/O接⼝芯⽚）管理I/O设备提出的中断请求，例
如设置中断屏蔽、中断请求优先级等。
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多媒体讲台设计此外，中断处理⽅式的缺点是每传送⼀个字符都要进⾏中断，启动中断控制器，还要保留和恢复现场以便能继续原程序的执⾏，花费的⼯作量很⼤，这样如果需要⼤量数据交换，系统的性能会很低。
（3）DMA（直接存储器存取）传送⽅式
DMA最明显的⼀个特点是它不是⽤软件⽽是采⽤⼀个专门的控制器来控制内存与外设之间的数据交流，⽆须CPU介⼊，⼤⼤提⾼CPU的⼯作效率。
在进⾏DMA数据传送之前，DMA控制器会向CPU申请总线控制权，CPU如果允许，则将控制权交出，因此，在数据交换时，总线控制权由DMA控制器掌握，在传输结束后，DMA控制器将总线控制权交还给CPU。
（4）⽆条件传送⽅式
（5）I/O通道⽅式
（6）I/O处理机⽅式
⼯业控制⽹络
电热画⼯业控制⽹络⼀般为局域⽹，作⽤范围⼀般在⼏km之内。将分布在⽣产装置周围的测控设备连接为功能各异的⾃动化系统。控制⽹络遍布在⼯⼚的⽣产车间、装配流⽔线、温室、粮库、堤坝、隧道、各种交通管系统、建筑、军⼯、消防、环境检测、楼宇家居等处。
⼯业控制⽹络的节点
⼯业控制⽹络的节点⼤都是具有计算与通信能⼒的测量设备。它们可能具有嵌⼊式CPU，但功能⽐较单⼀，其计算能⼒也许远不及普通PC，也没有键盘、显⽰等⼈机交互接⼝。有的甚⾄不带CPU、单⽚机，只带有简单的通信接⼝，例如限位开关、感应开关等各类开关，光电、温度、压⼒、流量、物位等各种传感器、变送器，各种数据采集装置等等。
控制⽹络的任务与⼯作环境
⼯业控制⽹络要⾯临⼯业⽣产的强电磁⼲扰，⾯临各种机械振动，⾯临严寒酷暑的野外⼯作环境，要去控制⽹络能适应这种恶劣的⼯作环境。另外，⾃控设备千差万别，实现控制⽹络的互联与互操作往往⼗分困难。
控制⽹络的实时性要求
控制⽹络必须满⾜对控制的实时性要求。实时控制对某些变量的数据往往要求准确定时刷新，控制作
⽤必须在⼀定时限内完成，或者相关的控制动作⼀定要按事项规定的先后顺序完成 [1] 。
现场接⼝分类
基于控制⽹络的这些特点，其中的各种接⼝必须保证满⾜控制⽹络的要求。⽬前⼯业现场的接⼝种类有以下四类 [2] ：
（1）平台相关性通⽤协议：OPC/DDE
OPC是为了不同供应⼚商的设备和应⽤程序之间的软件接⼝标准化，使其间的数据交换更加简单化的⽬的⽽提出的。作为结果，从⽽可以向⽤户提供不依靠于特定开发语⾔和开发环境的可以⾃由组合使⽤的过程控制软件组件产品。
（2）平台⽆关性通讯协议：ModBus、ProfiBus
Modbus协议是应⽤于电⼦控制器上的⼀种通⽤语⾔。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由⽹络（例如以太⽹）和其它设备之间可以通信。它已经成为⼀通⽤⼯业标准。有了它，不同⼚商⽣产的控制设备可以连成⼯业⽹络，进⾏集中监控。Profibus，是⼀种国际化、开放式、不依赖于设备⽣产商的现场总线标准。Profibus传送速度可在9．6kbaud～12Mbaud范围内选择且当总线系统启动时，所有连接到总线上的装置应该被设成相同的速度。⼴泛适⽤于制造业⾃动化、流程⼯业⾃动化和楼宇
、交通电⼒等其他领域⾃动化。Profibus是⼀种⽤于⼯⼚⾃动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。
（3）平台⽆关专有协议：⼤部分DCS协议、⼯业以太⽹协议
（4）特殊协议：编程⼝、打印⼝等特殊⽅式取得的协议
⼯业传输通讯的协议种类较多主要有历史遗留和⼈为垄断两⽅⾯的原因。虽然⽬前还有⼤量的现场总线标准，但没有任何⼀种标准⽐⼯业以太⽹更具⽣命⼒ [2] 。
各种现场总线/协议/接⼝总结 [3]
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