微机原理第07章常用接口器件(车向泉)

微机原理及接口技术第7章常用接口器件概述：微机应用系统的接口模型2微机应用系统的接口模型一、单机接口模型接口的作用微机BUS接口外设接口模型接口硬件设备驱动程序3微机应用系统的接口模型一、单机接口模型单机系统中的接口模型驱动器串/并接口芯片A/D串行/并行D/A数字数据离散信号采样/保持器平滑滤波器滤波器模拟门放大器模拟信号电信号传感器非电量信号模拟设备模拟信号串行/并行数字设备…BUS离散信号模拟电设备放大/驱动器4微机应用系统的接口模型二、多机接口模型微机接口：用于实现一台主机与多台前端机间的连接，它实际解决的是一个多机通信的问题。常规的解决方案：①采用点－点通信方式②采用多端口存贮器方式5微机应用系统的接口模型二、多机接口模型主机微机接口前端机1前端机2前端机n-1前端机n……外设接口1外设接口2外设1外设2外设接口n外设n(a)主机…前端机前端机前端机…主机多端口存贮器…前端机前端机前端机…(b)(c)多机系统中的接口模型a)典型的主从式多机系统结构；b)点—点通信方式的微机接口示意图；c)多端口存贮器方式的微机接口6微机应用系统的接口模型三、网络接口模型①网络设备②网络电缆③网络接口卡（适配器）PIO方式共享内存方式DMA方式智能控制方式④网络操作系统（NOS）7微机应用系统的接口模型三、网络接口模型网络基本模型打印机调制解调器网络接口卡网络设备网络软件网络电缆①②③④微机原理及接口技术第7章常用接口器件典型接口芯片7.18255：可编程并行接口7.28253：可编程定时器7.38250/16550：可编程串行通信接口97.1可编程并行接口8255一、内部结构及外部引线数据总线缓冲器读/写控制逻辑A组端口A(8)A组端口C上半部(4)B组端口C下半部(4)B组端口B(8)A组控制B组控制8位内部数据总线内部逻辑外设接口DBRDWRA0A1RESETCSI/OPA7～PA0I/OPC7～PC4I/OPC3～PC0I/OPB7～PB0CPU接口图7.28255的内部结构框图输入、输出、双向输入、输出输入、输出、控制/状态信号复位后，A、B、C口均为输入D0～D7有锁存能力无锁存能力有锁存能力有锁存能力控制字控制字127.1可编程并行接口8255二、8255的工作方式1.工作方式0：基本输入输出方式A口（PA0～PA7）：输入或输出B口（PB0～PB7）：输入或输出C口（PC4～PC7）：输入或输出C口（PC0～PC3）：输入或输出无锁存能力有锁存能力可按位置位/复位控制字137.1可编程并行接口8255二、8255的工作方式2.工作方式1：选通输入输出方式A口（PA0～PA7）：输入或输出C口（PC3、PC4、PC5/PC6、PC7）：控制、状态信号B口（PB7～PB0）：输入或输出C口（PC0、PC1、PC2）：控制、状态信号C口（不用作控制/状态信号的位）：输入或输出147.1可编程并行接口8255二、8255的工作方式2.工作方式1：选通输入输出方式①方式1下A口、B口均为输出8255→外设CPU→82558255→CPU外设→82558255→外设PC6PC20控制字167.1可编程并行接口8255二、8255的工作方式2.工作方式1：选通输入输出方式②方式1下A口、B口均为输入外设→8255CPU→82558255→CPU外设→82558255→外设PC4PC2控制字18方式1下，A口、B口一个为输入，另一个为输出：控制字197.1可编程并行接口8255二、8255的工作方式3.工作方式2：双向输入输出方式（仅A口）PC3～PC7：A口方式2下的控制线PC0～PC2：输入或输出或B口方式1下的控制线B口：方式0或方式120PC6PC4PA7～PA0为三态输出，受ACKA控制控制字IOW在ACK之前发出，STB在IOR之前发出A口在STB锁存数据后，外设即可撤除A口的数据A口在ACK有效时输出数据227.1可编程并行接口8255三、8255的方式控制字及状态字1.控制字图7.98255的控制字格式（方式选择字）76543210控制C口低4位1输入0输出控制B口8位1输入0输出方式选择0方式01方式1控制C口高4位1输入0输出控制A口8位1输入0输出方式选择00方式001方式11方式2功能控制0：位操作1：方式选择A组控制B组控制图7.10C口的按位操作控制字格式D7D6D5D4D3D2D1D0无关0置/复位0复位1置位C口的位选择D3D2D1选择000PC0001PC1010PC2011PC3100PC4101PC5110PC6111PC710AB247.1可编程并行接口8255三、8255的方式控制字及状态字2.状态字当8255的A口、B口工作在方式1或A口工作在方式2时，通过读C口的状态，可以检测A口和B口的状态。25D7D6D5D4D3D2D1D0I/OI/OIBFAINTEAINTRAINTEBIBFBINTRBA组B组D7D6D5D4D3D2D1D0OBFAINTEAI/OI/OINTRAINTEBOBFBINTRBA组B组D7D6D5D4D3D2D1D0OBFAINTE1IBFAINTE2INTRAXXXA组B组图7.11A、B口均为方式1输入时的状态字图7.12A、B口均为方式1输出时的状态字图7.13A口在方式2工作时的状态字方式1输出方式1输入方式2267.1可编程并行接口8255四.8255的寻址及连接使用图7.14PC机中8255的连接8255D0～D7D0～D7RESETRDWRA1A0RESETIORIOWA1A0GY0G2B&A9A8A7G2AA6AENA5A4CBAA3A2CS系统总线信号PA0～PA7PC0～PC7PB0～PB7≥1A9A8A7A6A5A4A3A2A1A011100000xx277.1可编程并行接口8255五、8255的初始化及应用举例：方式0－打印机接口图7.16方式1下8255与打印机的连接8255PA0PA1PA7PC6PC1系统总线D0D1D7BUSYSTROBE……打印机数据STROBEBUSYACK图7.17打印机的工作时序287.1可编程并行接口8255五、8255的初始化及应用举例：方式0－打印机接口8255地址：380H～383H初始化程序：INIT55:MOVDX,0383HMOVAL,10000011B;方式选择OUTDX,ALMOVAL,00001101B;C口位操作OUTDX,ALPRINT:MOVAL,BLAKMOVCL,AL;循环次数MOVSI,OFFSETDATAGOON:MOVDX,0382H;C口地址PWAIT:INAL,DXANDAL,02H;测试PC1是否为1JNZPWAIT;等待不忙MOVAL,［SI］MOVDX,0380H;A口地址OUTDX,AL;送数据MOVDX,0382H;C口地址MOVAL,00HOUTDX,AL;PC6＝0CALLDelay_1us;延时1μsMOVAL,40HOUTDX,AL;送STROBE脉冲（PC6＝1）INCSIDECCLJNZGOONRET忙？（Busy＝1？）则等待307.1可编程并行接口8255五、8255的初始化及应用举例：方式1－打印机接口PA0PA7PC6系统总线D0D7STROBE打印机～～ACKAACKPC7OBFA单稳触发器PC3(INTR)接82598255图7.188255与打印机的另一种连接方式1－输出打印机时序317.1可编程并行接口8255五、8255的初始化及应用举例：方式1－打印机接口8255地址：380H～383H初始化程序：MOVDX，0383HMOVAL，10100000B;方式选择OUTDX，ALMOVAL，00001101B;C口位操作OUTDX，AL方式1－输出控制字格式1010000000001101A口方式1、输出B口方式0、输出C口高4位C口低4位（输出）PC6置1327.1可编程并行接口8255五、8255的初始化及应用举例：方式1－打印机接口利用8255方式1以程序控制(查询)方式实现打印机接口：33POLLPRINT:MOVAL，BLAKMOVCL，ALMOVSI，OFFSETDATAGOON:MOVDX，0382HPWAIT:INAL，DXANDAL，80H;检测JZPWAITMOVAL，[SI]MOVDX，0380HOUTDX，AL;送数据INCSIDECCLJNZGOONRET电路图347.1可编程并行接口8255五、8255的初始化及应用举例：方式1－打印机接口利用8255方式1以中断方式实现打印机接口：将图7.18中8255的PC3(INTRA)引脚接至图6.36中8259的IR0，采用与6.5.4节中相同的对8259及中断向量表进行初始化的程序，则当8255的INTRA有效时，在中断允许的情况下，CPU将执行以下中断处理程序(设要打印输出的数据存于SI指针指示的存储单元中，CL中记录将要输出的数据个数，执行一次中断，输出一个数据到打印机)：35OUTPRINT:PUSHDXPUSHAXMOVDX，0380HMOVAL，[SI]OUTDX，ALINCSIDECCLMOVDX，0FF00H;8259的地址A0＝0MOVAL，20H;设置一般EOI命令OUTDX，AL;写OCW2(Page280)POPAXPOPDXIRET电路图微机原理及接口技术第7章常用接口器件典型接口芯片7.18255：可编程并行接口7.28253：可编程定时器7.38250/16550：可编程串行通信接口377.2可编程定时器8253一、外部引线及功能功能：①计数；②产生定时信号；③外部可控数据总线缓冲器读/写逻辑控制寄存器片内总线RDWRA0A1CSD0D7～计数器0计数器1计数器2CLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2图7.20可编程定时器8253内部结构框图16bit16bit16bit387.2可编程定时器8253一、外部引线及功能写读高阻内部寄存器寻址：391.方式0：计数结束产生中断7.2可编程定时器8253二、工作方式40MODE0:InterruptonTerminalCountCLOCKWRnOUTPUT(Interrupt)WRmGATEOUTPUT(Interrupt)43210n(n=4)543210(m=5)ABA+B=m计数结束禁止计数允许计数允许计数412.方式1：可编程单稳7.2可编程定时器8253二、工作方式42MODE1:ProgrammableOne-ShotCLOCKWRnGATEOutput43210(n=4)GATEOutput43210432计数结束启动计数433.方式2：频率发生器7.2可编程定时器8253二、工作方式MODE2:RateGeneratorGATEWRnOUTPUTOUTPUT(n=3)CLOCK43210(4)(n=4)(n=3)3210(3)2103210(3)210(3)210(3)不影响当前计数禁止计数并置OUT为高允许计数444.方式3：方波发生器GATE为低电平：禁止计数，强迫OUT输出高电平；GATE为上升沿：初始化计数；GATE为高电平：允许计数（OUT输出对称方波）。7.2可编程定时器8253二、工作方式MODE3:SquareWaveGeneratorOUTPUT(n=4)CLOCKOUTPUT(n=5)42424242424245425254252542455.方式4：软件触发选通7.2可编程定时器8253二、工作方式46MODE4:SoftwareTriggeredStrobeCLOCKWRGATEOutputWROutputn=443210n=4443210禁止计数允许计数允许计数476.方式5：硬件触发选通7.2可编程定时器8253二、工作方式MODE5:HardwareTriggeredStrobeOUTPUT(n=4)CLOCKGATEGATEOUTPUT(n=4)432