《微型計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù)》課程學(xué)習(xí)方法篇（2）

片選——CE（低電平），確定當(dāng)前對(duì)哪個(gè)芯片進(jìn)行操作

讀寫(xiě)——RD/WR（WR為低電平），決定CPU對(duì)I/O接口執(zhí)行取出（讀）操作還是存入（寫(xiě)）操作

可編程——通過(guò)計(jì)算機(jī)指令來(lái)選擇接口芯片的不同功能和不同通道

聯(lián)絡(luò)——CPU通過(guò)外設(shè)接口芯片同外設(shè)交換信息時(shí)，接口芯片與外設(shè)間有一定的“聯(lián)絡(luò)”信號(hào)：

（1） STB（低電平），選通信號(hào)

（2） RDY，就緒信號(hào)

接口電路應(yīng)包含的電路單元：

1.輸入/輸出數(shù)據(jù)鎖存器和緩沖器

2.控制命令和狀態(tài)寄存器

3.地址譯碼器

4.讀寫(xiě)控制邏輯

5.中斷控制邏輯

簡(jiǎn)單I/O接口芯片和可編程I/O接口芯片的異同處：

1.相同點(diǎn)：都可實(shí)現(xiàn)CPU與外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送，都具有暫存信息的數(shù)據(jù)緩沖器或鎖存器

2.不同點(diǎn)：

（1）簡(jiǎn)單接口芯片功能單一

（2）可編程接口芯片具有多種工作方式，可用程序來(lái)改變其基本功能

74LS373鎖存器、74LS244緩沖器、74LS245數(shù)據(jù)收發(fā)器的外特性（教科書(shū)P100 ~ P103）

可編程并行接口芯片8255A的結(jié)構(gòu)：

1.數(shù)據(jù)總線緩沖器

2.三個(gè)8位端口：PA、PB、PC

3. A組和B組的控制電路：A組控制PA和PC7 ~ PC4，B組控制PB和PC3 ~ PC0

4.讀/寫(xiě)控制邏輯

8255A的工作方式：

1.方式0——基本輸入/輸出，輸出鎖存

2.方式1——單向選通輸入/輸出，輸入輸出均鎖存

3.方式2——雙向選通輸入/輸出，輸入輸出均鎖存，僅限于A組使用

8255A聯(lián)絡(luò)信號(hào)的作用：

1. STB（低電平）：輸入選通信號(hào)

2. IBF：輸入緩沖器滿(mǎn)信號(hào)

3. OBF（低電平）：輸出緩沖器滿(mǎn)信號(hào)

4. ACK（低電平）：輸出時(shí)響應(yīng)信號(hào)

5. INTR：中斷請(qǐng)求信號(hào)

6. INTE：中斷允許信號(hào)

7. INTE1：方式2，由PC6置/復(fù)位

8. INTE2：方式2，由PC4置/復(fù)位

8255A初始化的兩種控制命令字：

1.方式選擇控制字（D7=1）

2. C口按位置/復(fù)位控制字（D7=0）

16位系統(tǒng)中并行接口的特點(diǎn)：

1. 8086最小方式的微機(jī)系統(tǒng)，8255A芯片最多可有16片，分為兩組掛到系統(tǒng)總線上

2.一組8255A的端口地址在奇地址邊界上，另一組在偶地址邊界上

3.每片8255A最多可提供3個(gè)8位端口（PA、PB、PC），每一組最多可有192條I/O線

第6章定時(shí)器/計(jì)數(shù)器電路

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器在微機(jī)系統(tǒng)中的作用：

1.外部實(shí)時(shí)時(shí)鐘，以實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制或定時(shí)

2.能對(duì)外部事件計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器

可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的典型結(jié)構(gòu)：

1.控制寄存器

2.控制邏輯

3.計(jì)數(shù)初值寄存器CR

4.計(jì)數(shù)執(zhí)行單元CE

5.計(jì)數(shù)輸出鎖存器OL

可編程間隔定時(shí)器8253-5具有三個(gè)獨(dú)立的16位減法計(jì)數(shù)器，三個(gè)計(jì)數(shù)器中每一個(gè)都有三條信號(hào)線：

（1） CLK——計(jì)數(shù)輸入，用于輸入定時(shí)基準(zhǔn)脈沖或計(jì)數(shù)脈沖

（2） OUT——輸出信號(hào)，以相應(yīng)的電平指示計(jì)數(shù)的完成，或輸出脈沖波形

（3） GATE——選通輸入，用于啟動(dòng)或禁止計(jì)數(shù)器的操作

每個(gè)計(jì)數(shù)器都有三個(gè)寄存器：

（1）控制寄存器

（2）計(jì)數(shù)初值寄存器

（3）減1計(jì)數(shù)寄存器

8253-5的初始化：

1.寫(xiě)入方式控制字

2.寫(xiě)入計(jì)數(shù)初始值

注意此2項(xiàng)對(duì)應(yīng)不同的端口地址

8253-5的工作方式

8253-5的工作方式計(jì)數(shù)器啟動(dòng)方式輸出波形（N為計(jì)數(shù)初值）

方式0，計(jì)數(shù)結(jié)束中斷方式軟件啟動(dòng)OUT在計(jì)數(shù)為0時(shí)，由L H

方式1，硬件可重觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)方式硬件啟動(dòng)N * TCLK的負(fù)脈沖

方式2，速率發(fā)生器軟/硬件啟動(dòng)N * TCLK的重復(fù)負(fù)脈沖

方式3，方波方式軟/硬件啟動(dòng)重復(fù)的方波

方式4，軟件觸發(fā)選通方式軟件啟動(dòng)一個(gè)TCLK的負(fù)脈沖

方式5，硬件觸發(fā)選通方式硬件啟動(dòng)一個(gè)TCLK的負(fù)脈沖

第7章串行接口

在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，有兩種數(shù)據(jù)通信方式：串行傳輸、并行傳輸，二者區(qū)別：

1.距離：并行通信適用于近距離，串行通信適用于遠(yuǎn)距離

2.速度：并行接口的速度快于串行接口

3.費(fèi)用：串行通信費(fèi)用低于并行通信

串行通信有兩種基本通信方法：

1.異步通信（ASYNC），CPU與外設(shè)之間有兩項(xiàng)約定：字符格式、波特率

（1）字符格式：1位起始位，低電平；5 ~ 8位數(shù)據(jù)位，低位在前，高位在后；1位奇偶校驗(yàn)位；1——2位終止位，高電平

（2）波特率，單位時(shí)間內(nèi)傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，以位/秒位單位

2.同步通信（SYNC）

串行通信的傳送方向：

1.單工

2.半雙工

3.全雙工

調(diào)制解調(diào)器（MODEM）的調(diào)制方式：

1.調(diào)幅

2.調(diào)頻（常用）

3.調(diào)相

通用異步收發(fā)器UART是用硬件實(shí)現(xiàn)串行通信的通信接口電路，由三部分組成：

1.接收器，將串行碼轉(zhuǎn)換為并行碼

2.發(fā)送器，將并行碼轉(zhuǎn)換為串行嗎

3.控制器

UART的三種出錯(cuò)標(biāo)志：

1.奇偶錯(cuò)誤PE

2.幀錯(cuò)誤TE

3.溢出錯(cuò)誤OE

RS-232C是應(yīng)用于串行二進(jìn)制交換的數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE和數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE之間的標(biāo)準(zhǔn)接口，其電氣特性：

1.數(shù)據(jù)“0”，空號(hào)，+3V ~ +15V

2.數(shù)據(jù)“1”，傳號(hào)，-3V ~ -15V

3.規(guī)定使用DB-25插頭座

DTE——數(shù)據(jù)終端設(shè)備

是產(chǎn)生二進(jìn)制信號(hào)的數(shù)據(jù)源，也是接受信息的目的，是由數(shù)據(jù)發(fā)送器或數(shù)據(jù)接收器或兼具二者組成的設(shè)備

DCE——數(shù)據(jù)通信設(shè)備

是提供DTE與通信線路之間通信的建立，維持和終止連接等功能的設(shè)備，同時(shí)執(zhí)行信號(hào)變換與編碼

可編程通信接口8251A，四個(gè)與MODEM相連的控制信號(hào)：

1. DTR（低電平），數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好（輸出）

2. DSR（低電平），數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好（輸入）

3. RTS（低電平），請(qǐng)求發(fā)送（輸出）

4. CTS（低電平），清除發(fā)送信號(hào)（輸入）

8251A的初始化：

1.方式指令字，用來(lái)定義8251A的一般工作特性，必須緊接在復(fù)位后由CPU寫(xiě)入

2.命令指令字，用來(lái)指定芯片的實(shí)際操作，只有在已經(jīng)寫(xiě)入了方式指令字后，才能由CPU寫(xiě)入命令指令字

此二者都是由CPU作為控制字寫(xiě)入的，寫(xiě)入時(shí)所用的口地址是相同的，復(fù)位后寫(xiě)入方式指令字，復(fù)位前寫(xiě)入的控制字都是命令指令字

8251A在工作中必須要CPU對(duì)它進(jìn)行干預(yù)，CPU要做三種干預(yù)：

1.初始化

2.改變它的工作狀態(tài)

3.及時(shí)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)

第8章模擬接口

傳感器——把非電量的模擬量轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號(hào)

模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量的過(guò)程：

1.采樣—保持

2.量化

3.編碼

D/A，數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)：

1.分辨率

2.精度

3.建立時(shí)間

A/D，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)：

1.分辨率

2.精度

3.轉(zhuǎn)換時(shí)間

數(shù)/模轉(zhuǎn)換器芯片DAC0832的數(shù)據(jù)輸出方式：

1.電流輸出轉(zhuǎn)換為電壓輸出

2.單極性與雙極性輸出

DAC0832采用二次緩沖輸入數(shù)據(jù)方式（輸入寄存器及DAC寄存器）：

1. 8位輸入寄存器工作于鎖存狀態(tài)，8位DAC寄存器工作于緩沖狀態(tài)

2. 8位輸入寄存器工作于緩沖狀態(tài)，8位DAC寄存器工作于鎖存狀態(tài)

模/數(shù)轉(zhuǎn)換器芯片（ADC0809）是8位A/D轉(zhuǎn)換器，采用逐次逼近式進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換：

1. START，是A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)

2. EOC，是轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)

ADC0809同CPU的連接，要會(huì)分析：

1.直接連接

2.通過(guò)并行接口芯片8255A與CPU連接（重點(diǎn)）

8255A與ADC0809的綜合應(yīng)用，要熟練掌握：

第9章人機(jī)接口

人機(jī)交互設(shè)備——是人和計(jì)算機(jī)之間建立聯(lián)系，交流信息的外部設(shè)備，包括兩類(lèi)：

1.輸入設(shè)備：鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、觸摸屏

2.輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)

人機(jī)接口——是計(jì)算機(jī)同人機(jī)交互設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)目刂齐娐?，有兩個(gè)功能：

1.信息形式的轉(zhuǎn)換

2.計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備的速度匹配，即：信息傳輸?shù)目刂?/p>

鍵盤(pán)——由一組排列成矩陣形式的按鍵開(kāi)關(guān)組成，通常分為兩類(lèi)：

1.編碼鍵盤(pán)，當(dāng)某一個(gè)鍵按下后，能夠提供與該按鍵相應(yīng)的編碼信息

2.非編碼鍵盤(pán)，不直接提供按下鍵的編碼信息，而是用較為簡(jiǎn)單的硬件和一套專(zhuān)用程序來(lái)識(shí)別按下鍵的位置，并提供與按下鍵相對(duì)應(yīng)的中間代碼，然后再把中間代碼轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的編碼

鍵盤(pán)的掃描方式：

1.行反轉(zhuǎn)法

2.行掃描法

3.行列掃描法（IBM PC/XT采用）

七段數(shù)碼管（LED）：

1.共陽(yáng)極接法，“0”==亮，“1”==不亮

2.共陰極接法，“1”==亮，“0”==不亮

十六進(jìn)制字符共陽(yáng)極接法共陰極接法

0 0C0H 3FH

1 0F9H 06H

2 0A4H 5BH

3 0B0H 4FH

4 99H 66H

5 92H 6DH

6 82H 7DH

7 0F8H 07H

8 80H 7FH

9 98H 67H

A 88H 77H

B 83H 7CH

C 0C6H 39H

D 0A1H 5EH

E 86H 79H

F 8EH 71H

上表主要用于說(shuō)明七段數(shù)碼管（LED）的兩種連接方法，只需理解，不需要重點(diǎn)記憶

CRT——陰極射線管顯示器

CRT顯示接口的主要任務(wù)：

1.接收來(lái)自計(jì)算機(jī)的欲顯示字符代碼

2.按規(guī)定產(chǎn)生各種有用的定時(shí)信息

3.取出顯示字符，按掃描次序變換成能控制備光點(diǎn)的找點(diǎn)信號(hào)

4.按時(shí)產(chǎn)生并加入行同步、場(chǎng)同步以及消隱信號(hào)，形成“全電視信號(hào)”

顯示接口的組成：

1.顯示緩沖存儲(chǔ)器

2.字符發(fā)生器

3.移位寄存器

4.定時(shí)與控制

5.光標(biāo)邏輯

6.行同步驅(qū)動(dòng)和場(chǎng)同步驅(qū)動(dòng)

并行接口的點(diǎn)陣式打印機(jī)遵從CONTRONICS并行標(biāo)準(zhǔn)，為36芯連接口：

1. STB（低電平）：數(shù)據(jù)選通信號(hào)，由主機(jī)送往打印機(jī)

2. ACK（低電平）：響應(yīng)信號(hào)，向主機(jī)發(fā)出的回答信號(hào)

3. BUSY：忙信號(hào)，由打印機(jī)送主機(jī)；造成“忙”的原因：

（1）打印數(shù)據(jù)緩沖器已滿(mǎn)

（2）正在打印

（3）打印機(jī)處于脫機(jī)狀態(tài)

（4）打印機(jī)有故障

第10章微機(jī)系統(tǒng)實(shí)用接口知識(shí)

每個(gè)總線標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容：

1.機(jī)械結(jié)構(gòu)規(guī)范

2.功能規(guī)范

3.電氣規(guī)范

總線負(fù)載能力，即：總線驅(qū)動(dòng)能力，指當(dāng)總線接上負(fù)載后必須不影響總線輸入/輸出的邏輯電平

總線仲裁——按優(yōu)先級(jí)次序，合理分配資源，決定總線歸哪個(gè)設(shè)備控制，應(yīng)用于多處理機(jī)環(huán)境

三種總線分配的優(yōu)先級(jí)技術(shù)：

1.串聯(lián)優(yōu)先級(jí)判別法

2.并聯(lián)優(yōu)先級(jí)判別法

3.循環(huán)優(yōu)先級(jí)判別法

PC總線：

1.芯片總線

2.系統(tǒng)總線

3.系統(tǒng)擴(kuò)充總線

ISA總線——在8位PC機(jī)總線基礎(chǔ)上擴(kuò)展而成的16位總線

EISA總線——32位總線，是ISA總線的擴(kuò)展

PCI總線——一種局部總線，當(dāng)今被廣泛應(yīng)用

PCI總線的特點(diǎn)：

1.突出的高性能

2.良好的兼容性

3.支持即插即用

4.多主能力

5.適度地保證了數(shù)據(jù)的完整性

6.優(yōu)良的軟件兼容性

7.定義了5V和3.3V兩種信號(hào)環(huán)境

8.相對(duì)的低成本

芯片組——采用VLSI（超大規(guī)模集成電路）技術(shù)，把主板上眾多的接口芯片和支持芯片按不同功能分別集成到一塊集成芯片之中，選擇主板的重點(diǎn)是選擇芯片組

芯片組的作用：

1.簡(jiǎn)化主板設(shè)計(jì)

2.降低系統(tǒng)成本

3.提高系統(tǒng)可靠性

IDE——硬盤(pán)與主板的連接口，集成驅(qū)動(dòng)器電子部件，采用40芯單排電纜連接

硬盤(pán)與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的方式：

1. PIO模式（編程I/O）

2. DMA模式

SCSI——小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口

U******——通用串行總線，其主要規(guī)范：

1.數(shù)據(jù)傳輸速度有兩種：12MB/S、1.5MB/S

2.最多可連接127個(gè)設(shè)備

3.連接節(jié)點(diǎn)的距離：5M

4.連接電纜有2種規(guī)格

IEEE1394（FIREWIRE）——串行接口標(biāo)準(zhǔn)，最高傳輸速率：1GB/S

AGP——加速圖形接口，其工作方式：

1. DMA方式

2. DIME方式，直接內(nèi)存執(zhí)行

即插即用——只要將擴(kuò)展卡插入微機(jī)的擴(kuò)展槽，微機(jī)系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)行擴(kuò)展卡的配置工作，無(wú)需操作人員干預(yù)。