【正文】 微機(jī)原理與接口技術(shù) 2 第 08章 常用接口芯片 本章主要內(nèi)容 ?概述 ?可編程并行接口芯片 8255A ?可編程定時器 /計數(shù)器 8254 ?可編程串行通信接口芯片 8251A ?模擬信號接口 3 第 08章 常用接口芯片 接口電路按功能可以分為兩類： ?一類是使微處理器正常工作所需要的輔助電路 。 ?另一類是輸入／輸出接口電路，利用這些接口電路，使處理器可以接收外部設(shè)備送來的信息或?qū)⑿畔l(fā)送給外部設(shè)備 。 4 第 08章 常用接口芯片 串行接口 ?串行通信是在單條 1位寬的導(dǎo)線上將二進(jìn)制數(shù)的各位一位一位地按順序分時傳送。 ?由于計算機(jī)是按并行方式傳送數(shù)據(jù)的，當(dāng)它采用串行方式與外部通信時，必須進(jìn)行串并行變換。 ?在傳送數(shù)據(jù)的過程中，需要一些握手聯(lián)絡(luò)信號，同時還要檢測傳送過程中可能出現(xiàn)的一些錯誤等等， ?這就需要有專門的可編程串行通信接口芯片來實現(xiàn)這些功能。 5 第 08章 常用接口芯片 常用的通用串行接口芯片有兩類 ?一種是僅用于異步通信的接口芯片，稱為通用異步收發(fā)器 UART (Universal Asynchronous ReceiverTransmitter) ?另一種芯片既可以工作于異步方式，又可工作于同步方式，稱為通用同步異步收發(fā)器 USART (Universal Synchronous— Asynchronous ReceiverTransmitter)， 如 Intel8251A 6 第 08章 常用接口芯片 并行接口 ?并行通信是把一個字符的數(shù)位用幾條線同時進(jìn)行傳輸，在相同傳輸率的情況下．它能夠提供高速、高信息率的傳輸。 ?多數(shù)設(shè)備與微機(jī)總線都是通過并行方式進(jìn)行通信的，例如：顯示器、打印機(jī)、硬盤、 CD— ROM、掃描儀等等 ?并行接口的種類從最簡單的一個并行數(shù)據(jù)寄存器，到專用接口集成芯片 8255A等，直至比較復(fù)雜的 SCSI或 IDE并行接口。 7 第 08章 常用接口芯片 定時、計數(shù)問題 微機(jī)系統(tǒng)中的定時，可分為內(nèi)部定時和外部定時兩類： ? 內(nèi)部定時是計算機(jī)本身運(yùn)行的時間基準(zhǔn)或時序關(guān)系 ? 外部定時是外部設(shè)備實現(xiàn)某種功能時，本身所需要的一種時序關(guān)系 。 8 第 08章 常用接口芯片 實現(xiàn)定時的三種方法 ?軟件定時就是通過執(zhí)行一段固定的循環(huán)程序來實現(xiàn)定時 ?不可編程硬件定時是采用中小規(guī)模集成電路器件來構(gòu)成定時電路的 。 ?可編程定時電路一般都是用可編程計數(shù)器來實現(xiàn)，因為它既可計數(shù)又可定時，故稱之為可編程計數(shù)器／定時器電路 9 第 08章 常用接口芯片 目前，各種微機(jī)和微機(jī)系統(tǒng)中都是采用可編程計數(shù)器 /定時器來滿足計數(shù)和定時及延時控制的需要。 如各種 PC系列機(jī)中普遍采用的是 Intel公司的 8253／8254計數(shù)器／定時器芯片。 10 第 08章 常用接口芯片 10 可編程定時器 /計數(shù)器電路的典型結(jié)構(gòu)圖 11 第 08章 常用接口芯片 11 模 /數(shù)與數(shù) /摸轉(zhuǎn)換問題 ? D／ A和 A／ D轉(zhuǎn)換技術(shù)在微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中占有重要地位。 ? 在微機(jī)應(yīng)用于工業(yè)控制、電子測量技術(shù)和智能儀器儀表中要使微機(jī)能夠?qū)δM量進(jìn)行采集和處理，首先必須采用模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量 ? 在微機(jī)的輸出控制系統(tǒng)中，微機(jī)的輸出控制信息往往必須先由數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬電量后，才能驅(qū)動執(zhí)行部件完成相應(yīng)的操作，以實現(xiàn)所需的控制。 12 第 08章 常用接口芯片 167。 并行接口 8255 特點(diǎn)： ?含 3個 獨(dú)立的 8位 并行輸入 /輸出端口 ，各端口均具有數(shù)據(jù)的 控制和鎖存 /緩沖 能力 ?可 通過 編程 設(shè)置各端口的工作方式和數(shù)據(jù)傳送方向 （入 /出 /雙向） 。 13 第 08章 常用接口芯片 ? 地址 譯碼 控制 寄存器 數(shù)據(jù) 輸入 寄存器 數(shù)據(jù) 輸出 寄存器 狀態(tài) 寄存器 數(shù)據(jù)總線 讀出信號 寫入信號 復(fù)位 準(zhǔn)備好 中斷請求 A0 A1 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)輸入 數(shù)據(jù)輸出 數(shù)據(jù)輸出準(zhǔn)備好 數(shù)據(jù)輸出回答 CS 并行接口 D07 A015 IOR IOW INTR READY RESET CPU RD WR D07 RESET READY INT STB IBF OBF ACK D07 D07 并行接口與外設(shè)連接示意圖 14 第 08章 常用接口芯片 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 15 第 08章 常用接口芯片 8255A的讀 /寫操作控制 A1 A0 RD WR CS 輸入操作（ CPU讀） 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 數(shù)據(jù)總線 ← 端口 A 數(shù)據(jù)總線 ← 端口 B 數(shù)據(jù)總線 ← 端口 C 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 輸出操作 (CPU寫 ) 數(shù)據(jù)總線 → 端口 A 數(shù)據(jù)總線 → 端口 B 數(shù)據(jù)總線 → 端口 C 數(shù)據(jù)總線 → 控制端口 16 第 08章 常用接口芯片 8255與系統(tǒng)的連接示意圖 D0~D7 WR RD A1 A0 CS DB IOW IOR A1 A0 譯碼器 8255 PA口 PB口 PC口 D0~D7 外 設(shè) A2～ A15 系統(tǒng)總線 17 第 08章 常用接口芯片 RESET D7 ~ D0 A9 ~ A2 A1 A0 IOR IOW 片選 譯碼 數(shù)據(jù) 緩沖器 讀寫 控制 片內(nèi) 譯碼 CS RESET A1 A0 RD WR PC7 ~ PC0 PB7 ~ PB0 PA7 ~ PA0 控制口 端口 A 端口 C 端口 B +5V GND D7 ~ D0 外 設(shè) 8255A 總線 8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部接線圖 片內(nèi)譯碼電路 A0A1= 數(shù)據(jù)端口 A、 B、 C 每個端口 8位 ， 通過編程設(shè)定其為 輸入口或輸出口和外設(shè)傳送信息 00 A口； 01 B口； 10 C口； 11 控制口 18 第 08章 常用接口芯片 三、 8255工作方式 基本 I/O方式（ 方式 0） （ PA、 PB、 PC） 不需握手聯(lián)絡(luò)線的 簡單輸入 /輸出 單向 方式 選通 I/O方式（ 方式 1） （ PA、 PB） 需握手聯(lián)絡(luò)線的 復(fù)雜輸入 /輸出 單向 方式 雙向方式（ 方式 2） （僅 PA） 需握手聯(lián)絡(luò)線的 復(fù)雜輸入 /輸出 雙向 方式 某端口工作于哪一種方式，可通過軟件編程來指定。即向 8255寫入方式控制字來決定其工作方式，見下頁。 I/O 接口 輸入 設(shè)備 I/O 接口 輸出 設(shè)備 I/O 接口 輸入 設(shè)備 I/O 接口 輸出 設(shè)備 I/O 接口 存儲 設(shè)備 19 第 08章 常用接口芯片 3種工作方式適合場合 ? 方式 0：基本輸入輸出方式 ? 適用于 與 簡單 外設(shè) 傳送 數(shù)據(jù) (如開關(guān) /發(fā)光二極管等 ) 和 查詢 方式 的接口電路 (一般 PA或 PB數(shù)據(jù)口 , 而 PC做成 狀態(tài)口 ) PA或 PB或 PC I/O接口 輸入 設(shè)備 PA或 PB或 PC I/O接口 輸出 設(shè)備 I/O接口 輸入 設(shè)備 8 4 4 1 1 PA或 PB PC I/O接口 輸出 設(shè)備 8 4 4 1 1 PA或 PB PC 8 8 20 第 08章 常用接口芯片 方式 1：選通輸入輸出方式 其不意適用于 與 單向 傳送數(shù)據(jù)的 外設(shè) (如鍵盤 /打印機(jī)等 ) 適用于 查詢 和 中斷 方式 的接口電路 方式 2：雙向選通傳送方式 適用于 與 雙向 傳送數(shù)據(jù)的 外設(shè) (如硬盤 /軟盤 /光盤等 ) 適用于 查詢 和 中斷 方式 的接口電路 PA或 PB I/O接口 輸入 設(shè)備 PA或 PB I/O接口 輸出 設(shè)備 PA I/O接口 存儲 設(shè)備 PC PC PC INT INT INT 21 第 08章 常用接口芯片 方式控制字及位控字 ? 方式控制字 : 可以利用軟件編程確定 8255的 3個端口工作于何種方式下； ? 位控字 : 8255的 PC端口 可以 按位操作 。 當(dāng)其工作于 方式 0下 且 作為 輸出口時 ，對于那些作為輸出的位需要設(shè)置初始狀態(tài)（ 1/0）。 22 第 08章 常用接口芯片 方式控制 (方式字 )確定 3個端口的工作方式 A組 B組 端口 PA (基本 /選通 /雙向 ) 端口 PC的高 4位 (基本 /聯(lián)絡(luò) /聯(lián)絡(luò) ) 端口 PB (基本 /選通 ) 端口 PC的低 4位 (基本 /聯(lián)絡(luò) ) A組 B組 1 1 23 第 08章 常用接口芯片 例：設(shè) A端口工作 于 方式 0，輸出 ， B端口工作于方式 0，輸入。 方式 選擇控制字： 1 0 0 0 1/0 0 1 1/0 = 82H 方式選擇 A口方式0 A口輸出 C口 高位 不用 B口方式0 B口輸入 C口 低位 不用 24 第 08章 常用接口芯片 位控字 —— 確定 C口某 1位的輸出值 (A、 B方式 0時 ) 或 用于設(shè)置 INTE位 (A、 B方式 1,2時 ) 1=置 1(置位 ) 0=置 0(復(fù)位 ) 0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 端口 C置 1/0控制字 0 0 0 PC0 0 0 1 PC1 0 1 0 PC2 0 1 1 PC3 1 0 0 PC4 1 0 1 PC5 1 1 0 PC6 1 1 1 PC7 特征標(biāo)志位 25 第 08章 常用接口芯片 ?方式 0： 基本 的輸入 /輸出方式 (基本 I/O) ?方式 1： 選通 的輸入 /輸出方式 (選通 I/O) ?方式 2： 雙向 的傳輸方式 (雙向 I/O) 8255A的 3種基本工作方式介紹 26 第 08章 常用接口芯片 方式 0基本輸入輸出方式功能 ① 任何一個端口可以作為輸入口，也可以作為輸出口。 ② 各個端口輸入或輸出，可以有 16種 不同的組合，所以 可以適用于多種使用場合。 方式 0使用場合 一種 是 同步 傳送 (無條件 傳送 /簡單 傳送 )， 另一種 是 查詢 式傳送。 兩種： 27 第 08章 常用接口芯片 ?工作在基本輸入 /輸出方式 0 ? 端口 A為方式 0輸入，用來讀取鍵盤掃描碼 ? 端口 B工作于方式 0輸出，例如 控制揚(yáng)聲器 等 ? 端口 C為方式 0輸入，讀取 系統(tǒng)狀態(tài) 和配置 ?系統(tǒng)的初始化編程： mov al,10011001b ；方式控制字 99H out 63h,al 8255A在 IBM PC/XT上的應(yīng)用 28 第 08章 常用接口芯片 方式 0輸入時序 data data 輸入端口 D0～ D7 RD CS,A1,A0 請體會這里 825