第7章 微机接口及其应用.ppt

第七章 微机接口及其应用 [内容提要]：1．???? 接口概述 2．???? 串行接口与通信 3．???? 通用串行接口标准 4．???? 并行接口与通信 [本章重点]： 8251A的基本性能，8251A的内部结构，8251A的引脚功能。 串行接口与通信概述，串行通信接口，通信规程和通信标准 8251A的编程，8251A应用举例。 8255A的工作方式，8255A的编程及应用。 §1 接口概述 所谓接口指位于系统与外设间、用来协助完成数据传送和控制任务的逻辑电路，被称为I/O接口电路。 一、设置接口的原因 1.?????微机的外部设备多种多样 2.? 工作原理、驱动方式、信息格式、以及工作速度方面彼此差别很大 3.?????它们不能与CPU直接相连 除了上面这些原因外，外设的工作速度通常比CPU的速度低得多，而且各种外设的工作速度互不相同，这就要求接口电路对输入输出过程能起一个缓冲和联络的作用。 二、接口功能 ⑴ 寻址能力：对送来的片选信号进行识别。 ⑵ 输入/输出功能：根据读/写信号决定当前进行的是输入操作还是输出操作。 ⑶ 数据转换功能：并行数据向串行数据的转换或串行数据向并行数据的转换。 ⑷ 联络功能：就绪信号，忙信号等。 ⑸ 中断管理：发出中斯请求信号、接收中断响应信号、发送中断类型码的功能。并具有优先级管理功能。 ⑹ 复位：接收复位信号，从而使接口本身以及所连的外设进行重新启动。 ⑺ 可编程：用软件来决定其工作方式，用软件来设置有关的控制信号。 ⑻ 错误检测：一类是传输错误。另一类是覆盖错误。 注：一些接口还可根据具体情况设置其它的检测信息。 图7-1 I/O端口分类 注：⑴输入还是输出，所用到的地址总是对端口而言的，不是对接口部件而言的。 ⑵为了节省地址空间，将数据输入端口和数据输出端口对应同一个端口地址。同样，状态端口和控制端口也常用同一个端口地址。 ⑶CPU对外设的输入/输出操作就归结为对接口芯片各端口的读/写操作。 3.接口与系统的连接. 接口电路位于CPU与外设之间，从结构上看，可以把一个接口分为两个部分: ⑴用来和I/O设备相连； ⑵用来和系统总线相连，这部分接口电路结构类似，连在同一总线上。 图7-2是一个典型的I/O接口和外部电路的连接图： 图7-2 I/O接口和外部电路的连接图 联络信号：读/写信号，以便决定数据传输方向。 地址译码器，片选信号：地址译码器除了接收地址信号外，还用来区分I/0地址空间和内存地址空间的信号(M/)用于译码过程。 注：⑴一个接口通常有若干个寄存器可读/写， ⑵一般用1-2位低位地址结合读/写信号来实 现对接口内部寄存器的寻址。 4.?输入输出的寻址方式 CPU对外设的寻址方式通常有两种： (1) 存储器对应输入输出方式 每一个外设端口占有存储器的一个地址。 优点：CPU对外设的操作可使用全部的存储器操作指令，寻址方式多，使用方便灵活，且可寻址的外设数量多。 缺点：由于外设占用了存储单元的地址，使内存的容量减小，同时，程序的可读性下降。 (2) 端口寻址的输入输出方式 CPU有专门的输入输出指令（ IN， OUT），通过这些指令中的地址来区分不同的外设。 优点：容易掌握，编出的程序可读性好。 缺点：可寻址的范围较小，还必须有相应的控制线（M/）来区分是寻址内存还是外设。 §2　串行接口与通信 一、串行接口与通信概述 （一）并行通信与串行通信 并行通信：是指利用多条数据传输线将一个数据的各位同时传送。 特点：是传输速度快，适用于短距离通信。 串行通信：是指利用一条传输线将数据一位位地顺序传送。 特点：是通信线路简单，利用电话或电报线路就可实现通信，降低成本，适用于远距离通信，但传输速度慢。 （二）串行通信方式 串行通信：分为同步通信(SYNC)与异步通信（ASYNC）两种方式。 1.?异步通信及其协议 异步通信以一个字符为传输单位，通信中两个字符间的时间间隔是不固定的，然而在同一个字符中的两个相邻位代码间的时间间隔是固定的。 通信协议（通信规程）：是通信双方约定的一些规则。 传送一个字符的信息格式：规定有起始位、数据位、奇偶校验位、停止位等，其中各位的意义如下：  图7-3