设备种类繁多，我们平时说的I/O接口到底有什么玄机？
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I/O接口概念
I/O接口是一个电子电路(用于IC芯片或接口板形式出现)，由多个专用寄存器和相应的控制逻辑电路组成。它是CPU和I/O媒介和桥梁交换设备之间的信息。CPU通过接口设备实现与外部设备和存储器的连接和数据交换，前者称为I/O后者称为存储接口。通常是存储器CPU在同步控制下，接口电路相对简单；I/O设备种类繁多，相应的接口电路也不同。因此，习惯上说接口只是指I/O接口。
I/O接口的基本功能
(1)选择端口地址译码设备。
（2）向CPU提供I/O编码设备状态信息和命令。
(3)定时和相应的时间控制。
(4)缓冲传输数据，消除计算机与外设在定时或数据处理速度上的差异。
(5)提供计算机与外设之间相关信息格式的相容性变换。
(6)也可以中断CPU与外设的信息交换。
控制方式
(1)程序查询方法
这样，CPU通过I/O指令询问指定外设的当前状态。如果外设准备就绪，则输入或输出数据，否则CPU等待，循环查询。
这种方法的优点是结构简单，只需要少量的硬件电路。缺点是由于CPU速度远高于外设，所以通常处于等待状态，工作效率很低。
(2)中断处理方法
这样，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做好准备，就可以转向CPU提出服务请求，CPU如果响应该请求，则暂时停止执行当前程序，转移到执行与该请求相对应的服务程序，然后继续执行原中断程序。
中断处理的优点是显而易见的，不仅仅是CPU节省了查询外设状态和等待外设就绪的时间，增加了CPU工作效率也满足了外设的实时要求。但每一个都需要I/O除中断控制器外，设备还需要配备中断请求号和相应的中断服务程序（I/O接口芯片管理I/O设备中断请求，如设置中断屏蔽、中断请求优先级等。
此外，中断处理的缺点是每个字符都要中断，启动中断控制器，保留和恢复现场，以便继续执行原始程序，工作量很大，如果需要大量的数据交换，系统的性能就会很低。
（3）DMA（直接存储器存取）传送方式
DMA最明显的特点之一是，它不使用软件，而是使用一个特殊的控制器来控制内存和外设之间的数据通信，而不需要CPU干预，大大提高CPU工作效率。
在进行DMA数据传输前，DMA控制器会向CPU申请总线控制权，CPU如果允许，则交出控制权。因此，在数据交换中，总线控制权由总线控制DMA传输结束后，控制器掌握，DMA控制器将归还总线控制权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
工业控制网络一般为局域网，其作用范围一般为几个km内部。将分布在生产装置周围的测控设备连接到不同功能的自动化系统中。控制网络遍布工厂生产车间、装配线、温室、粮库、大坝、隧道、各种交通管理系统、建筑、军工、消防、环境检测、建筑家居等场所。
工业控制网络节点
工业控制网络的节点大多是具有计算和通信能力的测量设备。它们可能有嵌入式CPU，但功能相对单一，其计算能力可能远低于普通功能PC，没有键盘、显示等人机交互接口。有的甚至不带CPU、单片机只有简单的通信接口，如限位开关、感应开关、光电、温度、压力、流量、位置等传感器、变送器、数据采集装置等。
控制网络的任务和工作环境
工业控制网络应面临工业生产的强电磁干扰、各种机械振动和寒冷炎热的现场工作环境。控制网络可以适应这种恶劣的工作环境。此外，自动控制设备也非常不同，通常很难实现控制网络的互联和相互操作。
控制网络的实时性要求
控制网络必须满足控制的实时要求。实时控制通常需要准确、定期地刷新某些变量的数据，控制功能必须在一定时间内完成，或相关控制动作必须按照事项规定的顺序完成[1]。
现场接口分类
基于控制网络的这些特点，各种接口必须满足控制网络的要求。工业现场有以下四种接口类型[2]：
(1)平台相关通用协议:OPC/DDE
OPC它是为了标准化不同供应商设备和应用程序之间的软件接口，简化数据交换。作为结果，它可以为用户提供过程控制软件组件产品，不依赖特定的开发语言和开发环境。
(2)平台无关通信协议:ModBus、ProfiBus
Modbus该协议是一种应用于电子控制器的通用语言。通过该协议，控制器可以通过网络（如以太网）和其他设备通信。它已经成为一个用工业标准。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]
比如：
Beckhoff的CX9000通过总线耦合器可以接出去多种总线：
EtherCAT可以集成很多现场总线：
类似的扩展其他总线的实物图是：
可以看到上面扩展出来的几个总线是：
·Profibus
·Profinet
·CANopen
·Device