计算机接口技术总复习

计算机接口技术课程复习课程总体要求•1．较深入地了解微机接口的组成及工作原理；•2．掌握微机的各种接口方式；•3．掌握分析和设计典型接口（包括软硬件）的方法。第1章绪论•1.1概述：微处理器及其发展，微型机发展趋势，微机系统的组成、基本结构•1.2什么是接口•1.3接口的功能•1.4接口的基本组成•1.5接口的分类：按应用分类，按接口功能分类接口的分类•一、按应用分类•1．用户交互接口•2．辅助操作接口•3．传感接口•4．控制接口微处理器MPU随机存储器RAM只读存储器ROM用户接口UII辅助操作接口OOI传感接口SI控制接口CI电源ABDBCB传感器打印机显示终端软盘驱动器调节阀第2章输入输出技术•2.1概述•2.2输入输出的寻址方式：存储器映象寻址方式，I/O映象寻址方式•2.3输入输出控制方式：无条件传送控制方式，程序查询传送控制方式，中断传送控制方式，直接存储器存取（DMA）方式•2.4中断控制器8259A：8259A的内部结构、引脚功能、工作方式、编程•2.5DMA控制器8237A：8237A的内部结构、引脚功能、工作方式、编程第3章存储器接口•3.1概述：存储器的分类、半导体存储器•3.2典型存储芯片•3.3存储器与CPU的接口•3.4动态存储器及其接口•3.5存储器的扩充与驱动：存储器的扩充、总线的驱动、CPU时序与存储器存取速度之间的配合•3.6软盘及软盘控制器：软盘的结构、软盘的分类、软盘驱动器•3.7硬盘存储器：硬盘与硬盘驱动器、硬盘的几个基本概念、硬盘适配器•3.8光盘存储器：光盘存储器的分类、工作原理、CD-ROM光盘结构、驱动器与适配器、光驱技术第4章数据通信方式及常用接口芯片•4.1概述•4.2可编程并行接口8255A：8255的结构、方式选择、工作方式特点、•4.3可编程多功能接口8155：8155的结构及引脚、工作方式与基本操作•4.4可编程定时/计数器8254：8254的内部结构、引脚功能、工作方式、编程•4.5实时时钟与CMOSRAM：MC146818的内部结构、引脚功能、工作方式、编程•4.6串行通信基础：串行通信方式、波特率、数据传送方式、调制与解调•4.7可编程异步通信接口8250：8250的内部结构、引脚功能、编程可编程多功能接口8155图4.3.18155逻辑结构及引脚256×8静态RAM定时器IO/MAD7-AD0CEALERDWRRESETTIMERINTIMEROUTA口B口C口PA7-PA0PB7-PB0PC5-PC0表4.3.18155I/O口编址A7A6A5A4A3A2A1A0I/O口×××××000命令状态寄存器（命令/状态口）×××××001PA口×××××010PB口×××××011PC口×××××100定时器低8位×××××101定时器高8位8254的通道结构图4.4.28254通道结构控制逻辑OLHOLL内部总线CLKGATEOUTCRHCRL控制寄存器CE状态寄存器状态锁存器MC146818的内部结构•1．时基输入与时钟输出：可接入三种频率的时钟：4.197304MHz、1.048576MHz、32.768KHz。•2．中断周期/方波速率选择逻辑：用于选择中断周期的长短和方波输出频率的大小，二者的选择不是任意的，而是具有连锁性和相关性，有固定的16种组合。•3．方波输出逻辑•4．总线接口•5．时钟日历修改逻辑与BCD/二进制增加逻辑：采用二种数制，即二进制计数和BCD码计数，由编程选择。•6．寄存器组：有A、B、C、D4个8位寄存器，用于保存CPU送来的编程控制字和芯片本身的某些状态。•7．时钟、报警、日历RAM：用于保存秒、分、时等时钟日历信息及报警时间信息。•8．用户RAM：50个字节，可使用户保存其它信息。图4.5.1MC146818内部结构方波输出时钟输出用户RAM时钟报警日历RAM寄存器组时基输入总线接口时钟日历修改逻辑除法电路方波速率选择逻辑8250内部结构框图图4.7.18250内部结构框图D7-D0CS0CS1CS2A2A1A0ADSCSOUTDDISDISTRDISTRDOSTRDOSTRMRXTAL1XTAL2VCCVSSNC总线缓冲控制逻辑与时钟接收缓冲器RBR接收移位RSRSINRCLKSOUTBAUDOUTDTRRTSOUT1OUT2CTSDSRRIRLSDINTRPTMODEM控制寄存器MCR线路控制寄存器LCR线路状态寄存器LSR发送保持器THR除数寄存器DLH除数寄存器DLLMODEM状态寄存器MSR中断允许寄存器IER中断识别寄存器IIR接收同步发送同步发送移位TSR波特率发生器MODEM控制逻辑中断控制逻辑吉林大学远程教育学院计算机接口技术主讲人：赵宏伟教授总学时：32吉林大学计算机科学与技术学院第二讲总复习第5章总线及其接口•5.1概述：总线、总线标准、总线的分类•5.2IBMPC总线•5.3ISA总线•5.4PCI总线•5.5STD总线：模块化设计、STD总线规范、STD总线工业控制机的应用系统模式•5.6IEEE488总线：IEEE488总线的特点、总线结构、总线定义及功能、总线数据的传送技术•5.7RS-232C串行接口总线：RS-232C总线标准、串行接口应用举例•5.8CAN总线CAN节点的设计图2.4-1(a)独立CAN接口图2.4-1(b)集成CAN接口CAN发送/接收驱动器CAN协议控制模块CPU模块完成高层协议及应用控制CAN-HRxTxCAN-LCAN发送/接收驱动器CAN协议控制器微控制器高层协议及应用控制CAN-HRxTxCAN-L状态与控制信号微控制器独立CAN接口集成CAN接口第6章模拟通道及其接口•6.1概述•6.2D/A转换及其接口：D/A转换原理、8位D/A转换器DAC0832、8位CPU与超过8位的DAC接口、12位D/A转换器DAC1210。•6.3A/D转换及其接口：A/D转换原理、8位A/D转换器ADC0809、12位A/D转换器AD574、双积分式A/D转换器MC14433。•6.4V/F转换及其接口：V/F转换原理、V/F转换器LM331•6.5采样保持器：采样保持原理、采样保持器的主要性能指标、LF398及其应用。•6.6多路模拟开关CD4051DAC0832的内部构造图6.2.1DAC0832内部结构8位输入寄存器D7-D0ILECSWR1WR2XFER8位DAC寄存器8位D/A转换器VREFIOUT2IOUT1RFBAGNDVCCDGNDLE1LE2ADC0809内部结构图6.3.4ADC0809内部结构通道选择开关定时和控制D/A转换器CLOCKIN7IN6：：IN0ADDCADDBADDAALE通道地址锁存和译码STARTD7D6：：D08位锁存器和三态门逐次逼近寄存器SARVREF(+)EOCOEVREF(-)比较器AD574内部结构图6.3.10AD574的内部结构逻辑控制电路时钟输入量程转换10V基准D/A转换器（AD565A）D11D10……D1D0REFOUTSTS12/8CSA0R/CCE10VIN20VINBIPOFFAGNDREFINVCCVLOGICDGNDVEEA段B段C段三态输出缓冲器逐次逼近寄存器SAR转换结束复位时钟启/停数字片模拟片12位12位DAC输出比较器+-3K由CD4051、LF398等芯片组成的应用电路图6.6.2CD4051、LF398的应用电路︰︰︰︰CH+5VVS/HVOUTVIN启动读采样保持10VIND11-4CSD3-0A0STSR/CCE12/8REFINREFOUTBIPOFFS0INHABC35678PA7-0PB7-4PB0PC7PC6PC2PC1PC0接至CPU8255AAD574LF398CD4051VIN0VIN1VIN6VIN7第7章外部设备及其接口•7.1概述•7.2LED数码显示器及其接口：LED显示器结构与原理、LED显示器与显示方式、LED显示器接口。•7.3打印机及其接口：打印机概述、微型打印机。•7.4绘图仪及其接口•7.5CRT显示器及其接口：显示器的工作原理、CRT控制器、显示器的基本概念、显示器技术。•7.6键盘及其接口：PC系列机键盘、抖动与串键、独立式键盘、矩阵键盘、键盘工作方式。•7.7鼠标器及其接口•7.8BCD拨码盘及其接口•7.9扫描仪及其接口：扫描仪的工作原理、扫描仪的分类、扫描仪的性能指标、几个扫描仪的应用问题。软件译码显示器接口图7.2.3通过8255控制的3位静态LED显示器接口原理图hPA7-PA0PB7-PB0PC7-PC08255aaahh图7.2.4通过8255控制的3位动态LED显示器接口原理图hPA0-PA7PC2PC1PC08255aLQ-1600K打印机主要结构WPD7810HGPLAROM64KBRAM8KBRAM32KBROM(CC0)ROM(CC1)打印头控制走纸字车电机控制打印驱动电路字车电机驱动走纸电机控制电磁铁控制电路电磁铁走纸电机字车电机打印头字库扩展卡A字库扩展卡B接口面板电源显示器的工作原理图7.5.2CRT显示器组成框图显示适配器场扫描电路场同步视频放大驱动行扫描电路增亮高压电路聚焦行同步R（红）G（绿）B（蓝）I亮度灯丝栅极高压阳极加速极电子束荧光屏阴极图7.5.3光栅扫描原理垂直正程垂直回扫水平回扫水平正程矩阵键盘的行扫描法图7.6.3行扫描法ND3|D0D3－D0行3210列3210输出锁存器输入缓冲器＋5V列输入行输出端口1端口2第1次行扫描1110第2次行扫描1101第3次行扫描1011第8章抗干扰技术•8.1概述：干扰的含义、干扰的来源、干扰窜入的渠道、干扰抑制方法。•8.2空间干扰的抑制：屏蔽技术、接地技术。•8.3供电系统干扰的抑制•8.4过程通道干扰的抑制：去耦和滤波、隔离技术、光纤传输的原理及应用。•8.5软件抗干扰技术填空题•1．打印机按其结构分为＿击打式＿和＿非击打式＿两种。•2．AD574采用的转换原理是＿逐次逼近式＿。•3．常见的A/D转换器分为＿计数式＿和＿逐次逼近式＿，＿双积分式＿和＿并行式＿四种。其中抗干扰性最好的是＿双积分式＿，但它的主要缺点是＿速度慢＿。•4．4KB容量的存储器系统，若首地址为A4000H，则末地址为＿A5000H＿。•5．采用SDLC/HDLC方式时，标志场信息为＿01111110＿。•6．键盘按其提供编码方式分为＿编码键盘＿和＿非编码键盘＿两种。•7．LED七段显示器的显示方式分为＿静态显示＿和＿动态显示＿两种。•8．8255A的＿C＿端口可工作于位控方式,＿A＿端口可工作于双向方式。•9．DAC1210的分辨率是＿12位＿。简答题（1）1.接口按应用分为哪几类？每一类试举一例。•答：•从应用角度分类，微计算机接口一般可分为四种基本类型。•用户交互接口：键盘接口•辅助操作接口：CPU与ROM及RAM接口•传感接口：压力传感器接口•控制接口：LED显示灯接口2.什么是接口？接口的功能是什么？•答：•在微计算机系统中，CPU与外部设备之间的联系，需要有特定的硬件连接和相应的软件控制。完成这一任务的软、硬件综合称为接口。•接口应具有以下功能。（1）地址译码或设备选择（2）数据缓冲和锁存（3）信息格式与电平转换（4）数据传送的协调。简答题（2）3.设计一个查询式输入的接口电路，并根据这一电路编写相应的查询输入程序。•答：•程序查询方式的硬件接口部分应包括数据端口，状态端口，端口选择及控制逻辑等三个部分。端口选择及控制逻辑由地址译码器和逻辑部门电路组成，最终产生有效的数据端口及状态端口的片选信号（或称设备选择信号）。状态端口一般就是三态缓冲器，而数据端口可能是三态缓冲器（对输入设备而言）或数据锁存器（对输出设备而言）。数据传送通过数据总线进行（8088是8位），而状态信息往往只需要一位，它可以连接到CPU数据总线的任一位上，由程序控制识别这一位的状态，进而作出判断：是允许数据传送，还是需要继续查询状态。•程序对每个I/O设备的查询，是通过检查该设备的状态标志来实现