【微机原理与接口技术】可编程接口芯片及其应用.ppt

第8章 可编程接口芯片及其应用 8.1 可编程接口芯片概述 8.2 可编程并行接口芯片8255A 8.3 可编程定时器/计数器8253-5 8.4 串口接口芯片 8.5 模拟接口 （1）字符格式 ①1位起始位，低电平； ②5-8个数据位，（如标准ASCII码。则为7位）； ③1个奇偶校验位（作为检错用）； ④1，1.5或2个终止位（停止位），高电平。 起始位后面紧跟的是要传送字符的最低位，每个字符的结束是1、1.5或2个高电平的终止位，起始位至终止位构成一帧。相连两个字符之间的间隔可以是任意长度的，两个相邻字符之间叫空闲位，为高电平。 （2）波特率（Baud Rate） 波特率是指单位时间内传送二进制数据的位数，以位/秒为单位。每个数据位的传送时间Td即为波特率的倒数。 2. 同步通信 在数据块开始处要用同步字符来指明， 同步传送速度高于异步传送速度， 要求有时钟来实现发送端及接收端之间的同步， 硬件电路比较复杂。 三、串行通信的传送方向 单工、半双工、全双工三种： 1.单工（Simplex） 仅能进行一个方向的传送。 2.半双工（Half-Duplex） 能交替地进行双向数据传送，但两设备之间只用一根传输线，两个方向的数据传送不能同时进行。 3.全双工（Full-Duplex） A、B之间有两条传输线，能在两个方向上同时进行数据传送。 四、信号的调制与解调 计算机通信传送的是数字信号，数字信号直接进行通信，经过传输线后必然会产生畸变。 在发送端必需采用调制器把数字信号转换为模拟信号，在接收端又必需用解调器检出发送来的模拟信号，恢复为原来的数字信号。 Modem即调制-解调器 Modulator-Demoduiator 计算机远程通信中的一种辅助设备。 ` PSK 调制法原理图 五、异步通信规程 微型计算机中主要使用三种通信控制规程： 异步控制规程(ASYNC)， 同步控制规程（BISYNC ） 高级数据链路控制规程（HDLC）。 对每一种通信控制规程，都有相应的大规模集成电路的接口芯片去实现。 8.4.2 串行接口原理 以异步收发器UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter ）为例。 一、组成 由三部分组成： “接收器”—用来把串行码转换为并行码； “发送器”—用来把并行码转换为串行码； “控制器”—用来接收CPU的控制信号，执行CPU所要求的操作，并输出状态信息和控制信息。 二、功能 UART的功能是接收异步串行输入码并将其转换为CPU所需要的并行码，并将CPU内部的并行码转换为串行码输出。 UART是用外部时钟来和接收的数据进行同步的。外部时钟的周期Tc和每个数据位的周期Td有以下关系： Tc=Td/K K=16或64（K为波特率因子） 外部时钟和接收数据的同步如图所示： 方式2的特点和应用 （1）CR内容能自动地、重复地装入到CE中，OUT端上就能连续地输出周期性分频信号。 （2）既可软件启动，又可硬件启动。 （3）改变计数初值，即可获得不同速率的OUT输出信号。 （4）负脉冲宽度均为一个CLK脉冲的周期。 （5）主要应用是作为分频器和时基信号。 四、方式3—方波方式（Square Ware Mode） 方式3的操作方式除OUT输出方波之外，和方式2相似。方波的重复周期是计数初值个CLK脉冲周期之和。 方式3的时序波形见图。 方式3的时序波形图。 方式3的特点和应用 （1）方式3的计数过程是CE内容减2。 （2）软件启动和硬件启动两种。 （3）改变计数初值，OUT端将输出不同频率。 （4）主要应用作为方波发生器和波特率发生器。 五、方式4—软件触发选通方式（Sofewave Triggered strode） 当写入方式控制字CW后，OUT端输出高电平。在写入计数初值后的一个CLK脉冲开始减1计数，直到CE为零时，使OUT输出变为低电平，当持续一个CLK脉冲周期后又恢复到高电平。在OUT端产生一个CLK脉冲周期宽度的选通负脉冲输出。 方式4的时序波形见图。 方式4的时序波形图。 六、方式5 —硬件触发选通方式（Hardware Triggered Strobe） 方式5和方式1有些相似。CE到零时OUT端产生宽度为1个CLK脉冲周期的负脉冲选通输出信号。 方式5的时序波形见图。 方式5的时序波形图。 8.3.4 8253-5的初始化 一、写入方式控制字 三个通道用的控制字端口地址是相同的，三个控制字写入后却存入通道对应的寄存器中。 二