【正文】 概述 接口的功能 接口與系統(tǒng)的連接 并行通行和并行接口芯片 并行通信 8255A可編程并行接口芯片 串行通信和串行接口芯片 串行通信的基本概念 8251A可編程串行通信接口 計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器接口電路 可編程計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器的工作原理 8253可編程計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器 概述 數(shù) /模（ D/A）轉(zhuǎn)換器 模 /數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換器 接口技術(shù)與常見接口芯片的應(yīng)用 第 8 章 8． 1． 1 接口的功能 概述 接口的功能 信息的輸入與輸出 信息的轉(zhuǎn)換功能 聯(lián)絡(luò)和中斷管理功能 可編程功能 錯(cuò)誤檢測(cè)功能 8． 1 地址譯碼和 I/O設(shè)備的選擇 接口與系統(tǒng)的連接 總線收發(fā) 器和相應(yīng) 邏輯電路 聯(lián)絡(luò) 信號(hào) 地址 譯碼器 菊花鏈 邏 輯 輸入 / 輸出 設(shè)備 數(shù)據(jù) /狀態(tài) /控制 控制 讀 /寫 使能 存儲(chǔ)器和 I/O選擇 片選 寄存器選擇 狀態(tài) 寄存器 控制 寄存器 數(shù)據(jù)輸 入寄存 器和數(shù) 據(jù)輸出 寄存器 控制線 數(shù)據(jù)線 DMA控制器 中斷請(qǐng)求 中斷回答信號(hào) 圖 81 典型 I/O接口與系統(tǒng)總線連接邏輯圖 8． 1． 2 接口 與系統(tǒng)總線相連 與 I/O設(shè)備相連 實(shí)現(xiàn)與 CPU的啟動(dòng)、選中接口等控制信號(hào)的配合，提供傳輸數(shù)據(jù)信 息的 I/O端口。 隨接口類型的不同而異，其電路結(jié)構(gòu)與設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的要求以及數(shù)據(jù)格式緊 密相關(guān)。 8． 1． 2 接口與系統(tǒng)的連接 8． 2． 1 并行通信 并行通信和并行接口芯片 ● 并行接口內(nèi)部設(shè)置有一個(gè)控制寄存器，用來(lái)寄存 CPU寫出的控制命令。另有一個(gè)狀態(tài)寄存器提供各種狀態(tài)位供 CPU查詢。 ● 所謂并行通信就是把一個(gè)字符的全部 n個(gè)數(shù)據(jù)位用 n條線同時(shí)進(jìn)行傳輸。與串行通信相比，它具有傳輸速度快、信息率高等優(yōu)點(diǎn)。 8． 2 圖 82 并行接口連接外設(shè)示意圖 8． 2． 1 CPU 控制寄存器 輸入緩沖寄存器 輸出緩沖寄存器 狀態(tài)寄存器 數(shù)據(jù)總線 讀信號(hào) 寫信號(hào) 復(fù)位 A0 中斷請(qǐng)求 地址 譯碼 片選A1 并行接口 輸入設(shè)備 輸出設(shè)備 數(shù)據(jù)輸入準(zhǔn)備好 數(shù)據(jù)輸入回答 數(shù)據(jù)輸出 數(shù)據(jù)輸入準(zhǔn)備好 數(shù)據(jù)輸入回答 并行通信 8255A可編程并行接口芯片 1. 8255A的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) (1) 外設(shè)接口部分（數(shù)據(jù)端口 A、 B、 C） 1) 端口 A。端口 A內(nèi)部包含一個(gè) 8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器和一個(gè) 8位數(shù)據(jù)輸出鎖存 /緩沖器。 2) 端口 B。端口 B內(nèi)部包含一個(gè) 8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器和一個(gè) 8位數(shù)據(jù)輸出鎖存 /緩沖器。 3) 端口 C。端口 C內(nèi)部包含一個(gè) 8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器和一個(gè) 8位數(shù)據(jù)輸出鎖存 /緩沖器。通過(guò)向芯片寫入方式選擇控制字，端口 C可以被分成兩個(gè) 4位端口。 8． 2． 2 ● ● ● (2) ● 這兩組控制電路，根據(jù)芯片內(nèi)部的控制寄存器內(nèi)容（存放著CPU輸出的方式選擇控制字）和 “ 讀 /寫控制邏輯 ” 發(fā)出的讀 /寫命令，控制兩組端口的工作方式和讀 /寫操作。 A組控制電路控制端口 A、端口 C高 4位（ PC7～ PC4）。 B組控制電路控制端口 B、端口 C低 4位（ PC3～ PC0）。 內(nèi)部邏輯 （ A組和 B組控制電路） (3) 1) 讀 /寫控制邏輯電路 地址線 A1和 A0、 CS（片選）、 RD（讀控制）、 WR（寫控制）、RESET（復(fù)位）信號(hào)的組合，用來(lái)控制 8255A進(jìn)行數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息的傳輸。 2) 數(shù)據(jù)總線緩沖器 它是一個(gè) 8位的雙向三態(tài)數(shù)據(jù)緩沖器，它是 8255A與 CPU數(shù)據(jù)總線的接口，所有數(shù)據(jù)的輸入 /輸出，以及 CPU用輸出指令向8255A發(fā)出的控制字和用輸入指令向 8255A發(fā)出的控制字和用輸入指令從 8255A讀入的外設(shè)狀態(tài)信息，都是通過(guò)這個(gè)緩沖器傳送的。 CPU接口部分 ● ● 8255A的引腳及功能 8255A 的引腳 與外設(shè)相連的引腳 與 CPU相連的引腳 PA7~PA0 PB7~PB0 PC7~PC0 數(shù)據(jù)線引腳 控制線引腳 2. 8255A的控制字 (1) 方式選擇控制字 1） 8255A有三種工作方式 方式 0—— 基本的輸入 /輸出方式方式 1—— 選通的輸入 /輸出方式方式 2—— 雙向傳輸方式 2） 端口 A可以工作于三種工作方式中任何一種，端口 B只能工作于方式 0或者方式 1，端口 C既可以分為兩個(gè) 4位端口，作一般的輸入 /輸出端口使用，更經(jīng)常的是用于配合端口 A和 B工作，為它們提供控制信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)。 3） 由內(nèi)部邏輯（ A組和 B組控制電路）可以將三個(gè)數(shù)據(jù)端口劃分為兩組，分別為 A組（端口 A和端口 C高 4位 PC7～ PC4）和 B組（端口 B和端口 C低 4位 PC3～ PC0）。 3. (2) ● 端口 C經(jīng)常用于配合端口 A和 B工作，為它們提供控制信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)，因此端口 C的各個(gè)位經(jīng)常作為控制位或狀態(tài)位來(lái)使用，為了方便用戶單獨(dú)設(shè)置某一個(gè)控制位或狀態(tài)位， 8255A提供了端口 C置位 /復(fù)位控制字。 端口 C置位 /復(fù)位控制字 (1) 方式 0—— 基本輸入 /輸出方式 8255A的工作方式 ● 兩個(gè) 8位端口 A、 B及兩個(gè) 4位端口（端口 C的高 4位、低 4位）中的任一端口，均可以作為輸入端口或輸出端口，且各端口均是獨(dú)立的。 ● 四個(gè)端口的輸入或輸出，可以有 16種不同的組合，故可以適用于多種用途。 ● 各端口輸入時(shí)無(wú)鎖存，輸出時(shí)有鎖存。 特點(diǎn) 4. (2) ● 兩個(gè) 8位數(shù)據(jù)輸入 /輸出端口（均帶鎖存功能） A和 B，在端口 C 的配合下工作。 ● 端口 C中有 3位用于端口 A的輸入 /輸出控制，另有三位用于端口 B的輸入 /輸出控制，并且均提供中斷邏輯。 ● 若只有一個(gè)數(shù)據(jù)端口工作在方式 1，那么另一個(gè)數(shù)據(jù)端口及端口 C余下的五位可工作于方式 0；若兩個(gè)數(shù)據(jù)端口都工作于方式 1，那么端口 C余下的兩位仍可由程序指定作為輸入或輸出位，也可進(jìn)行置位 /復(fù)位操作。 特點(diǎn) 方式 1 —— 選通的輸入 /輸出方式 8255A應(yīng)用舉例 【 例 82】 某接口設(shè)計(jì)采用一片 8255A實(shí)現(xiàn)。其端口 A連接并行打印機(jī) ,端口 B連接紙帶讀入機(jī) , 8255A工作于方式0，以查詢方式傳送數(shù)據(jù)。 本例使用端口 C傳送控制和狀態(tài)信息。各控制信號(hào)的意義為： DATA STROBE ── 數(shù)據(jù)選通信號(hào)。打印機(jī)要有一個(gè)寬度為 05μ s的脈沖，作為數(shù)據(jù)選通信號(hào)。由 PC4位輸出。 BUSY── 當(dāng)其有效時(shí)為高電平，此時(shí)表示打印機(jī) “ 忙 ” ，不能接收新的輸出數(shù)據(jù)。這是打印機(jī)的狀態(tài)信號(hào)。由 PC2位讀入。 DRIVE RIGHT── 此信號(hào)驅(qū)動(dòng)紙帶前進(jìn)一步，并讀一個(gè)字符。它是 8255A給外設(shè)的啟動(dòng)信號(hào)。由 PC5位輸出。 DATA READY── 紙帶讀入器的狀態(tài)信號(hào)。其為高電平表示紙帶讀入器已將數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好。由 PC3位讀入。 5. 8255A在鍵盤和數(shù)碼管顯示接口中的應(yīng)用 ● 鍵盤掃描的硬件采用矩陣式結(jié)構(gòu)。 ● 倘若鍵盤具有 m n個(gè)鍵，那么鍵盤矩陣應(yīng)有 m行 n列，其中 m行由一個(gè)輸出端口控制， n列由一個(gè)輸入端口控制。當(dāng)某一行輸出為低電平時(shí)，如果某一列上有鍵按下，則該列的輸入也為低電平，這個(gè)低電平通過(guò)列輸入端口讀入 CPU。通過(guò)識(shí)別行和列線上的電平狀態(tài)，即可以識(shí)別鍵是否閉合，即鍵是否按下。 (1) 鍵盤接口 6. (2) 1) 七字段 LED顯示器 ● LED的主要部分為七段發(fā)光二極管，如圖 820a所示。七個(gè)字段分別稱為 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g段，通常還有一個(gè)小數(shù)點(diǎn)段 DP。通過(guò)七段的亮與滅的組合，可以顯示 0～ 9和 A～ F等字符，從而實(shí)現(xiàn)十六進(jìn)制數(shù)的顯示。 2) 利用 8255A實(shí)現(xiàn) LED顯示接口 ● 8255A的端口 A用來(lái)輸出顯示字符的七段 LED代碼，故端口 A為段控端口。 255A的端口 B用來(lái)控制 LED的顯示位，即位控端口。 LED顯示接口 串行通信的基本概念 串行通信和串行接口芯片 1. 全雙工方式與半雙工方式 兩個(gè)串行接口之間分別用