微机原理与接口技术电子常用接口芯片学习教案.pptx
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1、会计学1微机微机(wi j)原理与接口技术电子常用接口原理与接口技术电子常用接口芯片芯片第一页,共207页。8.1概述概述(i sh)接口电路按功能可以分为两类:一类是使微处理器正常工作所需要的辅助(fzh)电路;另一类是输入输出接口电路,利用这些接口电路,使处理器可以接收外部设备送来的信息或将信息发送给外部设备。第2页/共207页第二页,共207页。串行接口串行接口n n串行通信是在单条串行通信是在单条1 1位宽的导线上将二进制数的各位一位一位地按位宽的导线上将二进制数的各位一位一位地按顺序分时传送。顺序分时传送。n n由于计算机是按并行方式传送数据的,当它采用由于计算机是按并行方式传送数据
2、的,当它采用(ciyng)(ciyng)串行方串行方式与外部通信时,必须进行串并行变换。式与外部通信时,必须进行串并行变换。n n在传送数据的过程中,需要一些握手联络信号,同时还要检测传送在传送数据的过程中,需要一些握手联络信号,同时还要检测传送过程中可能出现的一些错误等等,过程中可能出现的一些错误等等,n n这就需要有专门的可编程串行通信接口芯片来实现这些功能。这就需要有专门的可编程串行通信接口芯片来实现这些功能。第3页/共207页第三页,共207页。常用的通用常用的通用常用的通用常用的通用(tngyng)(tngyng)串行接口芯片有两类串行接口芯片有两类串行接口芯片有两类串行接口芯片有两
3、类 n n一种是仅用于异步通信(tng xn)的接口芯片,称为通用异步收发器UART(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter)n n另一种芯片既可以工作于异步方式,又可工作于同步方式,称为通用同步异步收发器USART(Universal SynchronousAsynchronous Receiver-Transmitter),如Intel8251A 第4页/共207页第四页,共207页。并行接口并行接口并行接口并行接口n n并行通信是把一个字符的数位用几条线同时进行传输,在相同传输率的情并行通信是把一个字符的数位用几条线同时进行传输,在相同传输
4、率的情况下它能够提供高速、高信息率的传输。况下它能够提供高速、高信息率的传输。n n多数设备与微机总线都是通过并行方式进行通信的,例如:显示器、打印多数设备与微机总线都是通过并行方式进行通信的,例如:显示器、打印机、硬盘、机、硬盘、CDROMCDROM、扫描仪等等、扫描仪等等 n n并行接口的种类并行接口的种类(zhngli)(zhngli)从最简单的一个并行数据寄存器,到专用接口从最简单的一个并行数据寄存器,到专用接口集成芯片集成芯片8255A8255A等,直至比较复杂的等,直至比较复杂的SCSISCSI或或IDEIDE并行接口。并行接口。第5页/共207页第五页,共207页。定时定时定时定
5、时(dn(dn sh)sh)、计数问题、计数问题、计数问题、计数问题 微机系统中的定时,可分为内部定时和外部定时两类:微机系统中的定时,可分为内部定时和外部定时两类:内部定时是计算机本身运行内部定时是计算机本身运行(ynxng)(ynxng)的时间基准或时序关的时间基准或时序关系系 外部定时是外部设备实现某种功能时,本身所需要的一种时外部定时是外部设备实现某种功能时,本身所需要的一种时序关系序关系 。第6页/共207页第六页,共207页。实现实现实现实现(shxin)(shxin)定时的三种方法定时的三种方法定时的三种方法定时的三种方法n n软件定时就是通过执行一段固定的循环程序来实现定时软件
6、定时就是通过执行一段固定的循环程序来实现定时 n n不可编程硬件定时是采用中小规模集成电路器件来构成不可编程硬件定时是采用中小规模集成电路器件来构成(guchng)(guchng)定时电路的定时电路的 。n n可编程定时电路一般都是用可编程计数器来实现,因为它既可可编程定时电路一般都是用可编程计数器来实现,因为它既可计数又可定时,故称之为可编程计数器定时器电路计数又可定时,故称之为可编程计数器定时器电路 第7页/共207页第七页,共207页。目前,各种微机和微机系统中都是采用可编程计数器/定时器来满足计数和定时及延时控制(kngzh)的需要。如各种PC系列机中普遍采用的是Intel公司的825
7、38254计数器定时器芯片。第8页/共207页第八页,共207页。9可编程定时器可编程定时器/计数器电路计数器电路(dinl)(dinl)的典型结的典型结构图构图第9页/共207页第九页,共207页。10 模模/数与数数与数/摸转换摸转换(zhunhun)问题问题n nD DA A和和A AD D转换技术在微机应用系统中占有重要地位。转换技术在微机应用系统中占有重要地位。n n在微机应用于工业控制、电子测量技术和智能仪器仪表中要使微机在微机应用于工业控制、电子测量技术和智能仪器仪表中要使微机能够对模拟量进行采集和处理,首先必须采用模数转换技术将模拟能够对模拟量进行采集和处理,首先必须采用模数转
8、换技术将模拟量转换成数字量量转换成数字量 n n在微机的输出控制系统中,微机的输出控制信息往往必须先由数字在微机的输出控制系统中,微机的输出控制信息往往必须先由数字量转换成模拟电量后,才能驱动执行部件量转换成模拟电量后,才能驱动执行部件(bjin)(bjin)完成相应的操作,完成相应的操作,以实现所需的控制。以实现所需的控制。第10页/共207页第十页,共207页。7.3 7.3 并行接口并行接口82558255特点:含3个独立的8位并行输入/输出端口,各端口均具有数据的控制和锁存/缓冲能力可通过编程设置各端口的工作(gngzu)方式和数据传送方向(入/出/双向)。第11页/共207页第十一页
9、,共207页。地址地址译码译码控制控制寄存器寄存器数据数据输入输入寄存器寄存器数据数据输出输出寄存器寄存器状态状态寄存器寄存器数据总线数据总线读出信号读出信号写入信号写入信号复位复位准备好准备好中断请求中断请求A0A1输输入入设设备备输输出出设设备备数据输入准备好数据输入准备好数据输入回答数据输入回答数据输入数据输入数据输出数据输出数据输出准备好数据输出准备好数据输出回答数据输出回答CS并行接口并行接口D0-7A0-15IORIOWINTRREADYRESET CPURDWRD0-7RESETREADYINTSTBIBFOBFACKD0-7D0-7 并行接口与外设连接并行接口与外设连接并行接口
10、与外设连接并行接口与外设连接(linji)(linji)示意图示意图示意图示意图第12页/共207页第十二页,共207页。8255A8255A8255A8255A的内部结构的内部结构的内部结构的内部结构第13页/共207页第十三页,共207页。8255A的读/写操作控制A1 A0RDWRCS输入操作(输入操作(CPU读)读)001010000111000数据总线数据总线 端口端口A数据总线数据总线 端口端口B 数据总线数据总线 端口端口C 00110111111100000000输出操作输出操作(CPU写写)数据总线数据总线端口端口A 数据总线数据总线端口端口B 数据总线数据总线端口端口C数据
11、总线数据总线控制端口控制端口第14页/共207页第十四页,共207页。82558255与系统与系统与系统与系统(xt(xt ng)ng)的连接示意图的连接示意图的连接示意图的连接示意图D0D7WRRDA1A0CSDBIOWIORA1A0译码器译码器8255PA口口PB口口PC口口D0D7外外 设设A2A15系系统统总总线线第15页/共207页第十五页,共207页。RESETD7D0A9A2A1A0IORIOW片选片选译码译码数据数据缓冲器缓冲器读写读写控制控制片内片内译码译码CSRESETA1A0RDWRPC7PC0PB7PB0PA7PA0控制口控制口端口端口A端口端口C端口端口B+5VGND
12、D7D0外外设设8255A总线总线8255内部结构与外部内部结构与外部(wib)接线图接线图 片内译码电路片内译码电路(dinl)A0A1=数据端口数据端口A、B、C 每个端口每个端口8位,通过编程设定其为位,通过编程设定其为 输入口或输出口和外设传送输入口或输出口和外设传送(chun sn)信息信息 00 A口;口;01 B口;口;10 C口;口;11 控制口控制口第16页/共207页第十六页,共207页。三、三、三、三、82558255工作工作工作工作(gngzu)(gngzu)方式方式方式方式基本基本(jbn)I/O(jbn)I/O方式(方式方式(方式0 0)(PAPA、PBPB、PCP
13、C)-不需握手联络线的简单输入不需握手联络线的简单输入/输出单向方式输出单向方式选通选通I/OI/O方式(方式方式(方式1 1)(PAPA、PBPB)-需握手联络线的复杂输入需握手联络线的复杂输入/输出单向方式输出单向方式双向方式(方式双向方式(方式2 2)(仅(仅PAPA)-需握手联络线的复杂输入需握手联络线的复杂输入/输出双向方式输出双向方式 某端口工作于哪一种某端口工作于哪一种某端口工作于哪一种某端口工作于哪一种(y zhn)(y zhn)方式,可通过软件编程来指定。即方式,可通过软件编程来指定。即方式,可通过软件编程来指定。即方式,可通过软件编程来指定。即向向向向82558255写入方
14、式控制字来决定其工作方式,见下页。写入方式控制字来决定其工作方式,见下页。写入方式控制字来决定其工作方式,见下页。写入方式控制字来决定其工作方式,见下页。I/O接口接口输入输入设备设备I/O接口接口输出输出设备设备I/O接口接口输入输入设备设备I/O接口接口输出输出设备设备I/O接口接口存储存储设备设备第17页/共207页第十七页,共207页。3种工作种工作(gngzu)方式方式适合场合适合场合n n方式方式0 0:基本:基本(jbn)(jbn)输入输出方式输入输出方式n n适用于与简单外设传送数据适用于与简单外设传送数据(如开关如开关/发光二极管等发光二极管等)n n 和查询方式的接口电路和
15、查询方式的接口电路(一般一般PAPA或或PBPB数据口数据口,而而PCPC做成状态口做成状态口)PA或或PB或或PCI/O接口接口(ji ku)输入输入设备设备PA或或PB或或PCI/O接口接口输出输出设备设备I/O接口接口输入输入设备设备84411PA或或PBPCI/O接口接口输出输出设备设备84411PA或或PBPC88第18页/共207页第十八页,共207页。方式方式(fngsh)1:选通输入输出方式:选通输入输出方式(fngsh)其不意适用于与单向传送数据的外设其不意适用于与单向传送数据的外设(如键盘如键盘/打印机等打印机等)适用于查询和中断方式适用于查询和中断方式(fngsh)的接口
16、电路的接口电路方式方式(fngsh)2:双向选通传送方式:双向选通传送方式(fngsh)适用于与双向传送数据的外设适用于与双向传送数据的外设(如硬盘如硬盘/软盘软盘/光盘等光盘等)适用于查询和中断方式适用于查询和中断方式(fngsh)的接口电路的接口电路 PA或或PBI/O接口接口(ji ku)输入输入(shr)设备设备 PA或或PBI/O接口接口输出输出设备设备PAI/O接口接口存储存储设备设备 PC PCPCINTINTINT第19页/共207页第十九页,共207页。方式方式(fngsh)控制字及位控字控制字及位控字n n 方式方式(fngsh)(fngsh)控制字控制字:可以利用软件编程
17、确定可以利用软件编程确定82558255的的3 3个端口工作于何种方式个端口工作于何种方式(fngsh)(fngsh)下;下;n n 位控字位控字:8255:8255的的PCPC端口可以按位操作。端口可以按位操作。n n 当其工作于方式当其工作于方式(fngsh)0(fngsh)0下且作为输出口时,对下且作为输出口时,对于那些作为输出的位需要设置初始状态(于那些作为输出的位需要设置初始状态(1/01/0)。)。第20页/共207页第二十页,共207页。方式方式方式方式(fngsh)(fngsh)(fngsh)(fngsh)控制控制控制控制(方式方式方式方式(fngsh)(fngsh)(fngs
18、h)(fngsh)字字字字)-)-)-)-确定确定确定确定3 3 3 3个端口的工作方式个端口的工作方式个端口的工作方式个端口的工作方式(fngsh)(fngsh)(fngsh)(fngsh)A组组B组组端口端口PA (基本基本(jbn)/选选通通/双向双向)端口端口PC的高的高4位位(基本基本(jbn)/联络联络/联络联络)端口端口PB (基本基本(jbn)/选通选通)端口端口PC的低的低4位位(基本基本(jbn)/联络联络)A组组B组组11第21页/共207页第二十一页,共207页。例:设例:设例:设例:设A A端口工作端口工作端口工作端口工作(gngzu)(gngzu)于方式于方式于方式
19、于方式0 0,输出,输出,输出,输出,B B端口工作端口工作端口工作端口工作(gngzu)(gngzu)于方式于方式于方式于方式0 0,输入。,输入。,输入。,输入。方式(fngsh)选择控制字:1 0 0 0 1/0 0 1 1/0 =82H 方方式式选选择择A口口方方式式0A口口输输出出C口口高高位位不不用用B口口方方式式0B口口输输入入C口口低低位位不不用用第22页/共207页第二十二页,共207页。位控字位控字位控字位控字 确定确定确定确定C C口某口某口某口某1 1位的输出值位的输出值位的输出值位的输出值(A(A、B B方式方式方式方式(fngsh)0(fngsh)0时时时时)或用于
20、设置或用于设置或用于设置或用于设置INTEINTE位位位位 (A (A、B B方式方式方式方式(fngsh)1,2(fngsh)1,2时时时时)1=置置1(置位置位)0=置置0(复位复位(f wi)0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0端口端口C置置1/0控制控制(kngzh)字字0 0 0 PC00 0 1 PC10 1 0 PC20 1 1 PC31 0 0 PC41 0 1 PC51 1 0 PC61 1 1 PC7特征标志位特征标志位第23页/共207页第二十三页,共207页。方式0:基本的输入(shr)/输出方式 (基本I/O)方式1:选通的输入(shr)/输出方式 (选
21、通I/O)方式2:双向的传输方式 (双向I/O)8255A的的3种基本种基本(jbn)工作方式工作方式介绍介绍第24页/共207页第二十四页,共207页。方式方式方式方式0-0-0-0-基本基本基本基本(jbn)(jbn)(jbn)(jbn)输入输出方式功能输入输出方式功能输入输出方式功能输入输出方式功能 任何一个端口可以作为输入口,也可以作为输出口。任何一个端口可以作为输入口,也可以作为输出口。各个端口输入或输出,可以有各个端口输入或输出,可以有1616种不同的组合种不同的组合(zh)(zh),所以,所以 可以适用于多种使用场合。可以适用于多种使用场合。方式方式0 0使用场合使用场合 一种是
22、一种是 同步传送同步传送(无条件传送无条件传送/简单传送简单传送),另一种是另一种是 查询式传送。查询式传送。两种:两种:第25页/共207页第二十五页,共207页。v工作在基本输入工作在基本输入/输出方式输出方式0 0v端口端口A A为方式为方式0 0输入,用来读取键盘扫描码输入,用来读取键盘扫描码v端口端口B B工作于方式工作于方式0 0输出,例如控制扬声器等输出,例如控制扬声器等v端口端口C C为方式为方式0 0输入,读取系统状态输入,读取系统状态(zhungti)(zhungti)和配置和配置v系统的初始化编程:系统的初始化编程:vmov al,10011001bmov al,1001
23、1001b;方式控制字;方式控制字 99H99Hvout 63h,alout 63h,al8255A8255A8255A8255A在在在在IBM PC/XTIBM PC/XTIBM PC/XTIBM PC/XT上的应用上的应用上的应用上的应用(yngyng)(yngyng)(yngyng)(yngyng)第26页/共207页第二十六页,共207页。方式方式方式方式(fngsh)0(fngsh)0输入时序输入时序输入时序输入时序datadata输入端口输入端口D0D7RD CS,A1,A0请体会这里请体会这里(zhl)8255A(zhl)8255A的的数据缓冲作用数据缓冲作用第27页/共207页
24、第二十七页,共207页。方式方式方式方式0 0输出输出输出输出(shch)(shch)时序时序时序时序WRdatadata输出端口输出端口D0D7 CS,A1,A08255A8255A对对CPUCPU通过通过(tnggu)(tnggu)它它输出给外设的数据进行锁存输出给外设的数据进行锁存第28页/共207页第二十八页,共207页。例:用8255A控制三个发光二极管依秩序循环(xnhun)显示。8255A0A1CS+5V200译译码码器器D7 D08088CPUA0A1 PA0 PA1 PA2端口地址端口地址 340H-343HA2-A15发光发光(f un)二极二极管管IORRDWRIOW第2
25、9页/共207页第二十九页,共207页。n n用8255A控制三个发光(f un)二极管显示。8255A的端口地址为:n n A 端口:340Hn n B 端口:341H n n C 端口:342Hn n 控制口:343Hn n 试编写8255初始化程序段和控制三个发光(f un)二极管显示程序段。第30页/共207页第三十页,共207页。开始开始(kish)8255A初始化初始化延时延时BX 显示显示(xinsh)代码代码地址地址CX=0?YNBX=BX+1CX=CX-1CX 3输出输出(shch)到到PA口口1、程序框图:、程序框图:第31页/共207页第三十一页,共207页。1 1)设)
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