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第七章第七章 常用数字接口电路常用数字接口电路 11、、生产流水线上对产品生产流水线上对产品、、工件计数工件计数，，如何实现如何实现？？ 2、、当一个工件到达时当一个工件到达时，，延时延时0.1秒秒，，打开阀门打开阀门，， 并保持0.4秒后关闭。如何实现？ 33、、音频视频的采集音频视频的采集、、播放播放，，相机快门时间的控制相机快门时间的控制 一个频率可调的频率发生器电路，如何 实现？ 需要有握手信号的双向并行口需要有握手信号的双向并行口，，如何实如何实 现现？？ 需要进行串行通信，（并行转串行，串 行转并行及其他信号的检测和输出行转并行及其他信号的检测和输出 ），）， 任何实现任何实现？？ 8253 8255 8250 7.1 接口电路概述接口电路概述 接口电路是CPU和外部设备进行信息交换的必经通道 完成信息缓冲完成信息缓冲、、信息变换信息变换、、电平转换电平转换、、数据存取和传送以及数据存取和传送以及 联络 分为两大部分分为两大部分：：总线接口和外设接口总线接口和外设接口 总线接口：内部寄存器、存取逻辑和传输控制逻辑电路，主要 负责数据缓冲负责数据缓冲、、传输管理传输管理 外设接口：负责与外部设备通信时的联络和控制以及电平和信 息变换息变换 总线接口 接口电路 外设接口 AB 、CB 译码电路 CB(/IOR /IOW /RD /WR) 接口电路的分类接口电路的分类 功能上功能上：：输入接口和输出接口输入接口和输出接口，，以以 CPU的视角 传送方式上：并行方式和串行方式 所传信息的类型所传信息的类型：：数字量的输入输数字量的输入输 出和模拟量的输入输出出和模拟量的输入输出 接口芯片接口芯片 将一个接口电路或多个功能类似的接口电路及其外围电路集 成在一片芯片上成在一片芯片上，，这种芯片称为接口芯片这种芯片称为接口芯片 接口芯片可以分为两部分： 11。。与计算机系统总线连接与计算机系统总线连接，，数据线数据线、、地址线地址线、、控制线控制线 2。与外部设备连接，视具体外设而定 片内外设（接口电路），在CPU芯片上集成了：可编程数字/ 模拟输入输出电路模拟输入输出电路、、计数计数//定时器定时器、、多种异步通信适配器多种异步通信适配器 （RS-232C，MBUS、I2C、SPI ）、ADC、DAC、PWM、 电源监测电路电源监测电路、、Watch Dogg 、、捕获定时器捕获定时器 Timer 、。。。。。。。。。。 7.2 可编程定时计数器可编程定时计数器8253 计数器/定时器 软件定时器和计数器 将指令的执行时间作为定时的时间将指令的执行时间作为定时的时间软件定时器软件定时器 运用软件完成对外部信号脉冲计数的功能—软件计数器 缺点缺点：：占用占用CPUCPU时间多时间多，，定时不准确定时不准确，，对脉冲计数的频率对脉冲计数的频率 受CPU 的运行速度的影响， 优点优点：：节省硬件资源节省硬件资源，，降低成本降低成本；；作定时器作定时器，，简单简单，， 时间一般限定在几个指令周期内， 作计数器，抗干扰能力可以随软件功能的增强而增 强强，，10K10K以下特别明显以下特别明显 硬件计数器硬件计数器/定时器定时器 1. 硬件定时器：利用专用的硬件线路,对精确的时钟信号进行计数从 而产生准确的延时时间而产生准确的延时时间,延时到时输出信号延时到时输出信号;DRAM;DRAM的刷新的刷新15us15us, 系统日历(最小分辨值18.2Hz),扬声器的频率,可控硅的触发 2. 硬件计数器：利用专用的硬件线路，对外部信号脉冲(上升沿或 下降沿下降沿)进行计数进行计数，，只对脉冲的数目感兴趣只对脉冲的数目感兴趣。。计程器计程器、、流水线上流水线上 产品记录器，公路上的车流量监测 优点优点：：CPUCPU干预少干预少，，准确准确，，稳定稳定，，速度高速度高，，定时定时时间长时间长、、可重复