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1、微机接口基础知识什么是接口：是CP U与外部连接的部件,是CPU与外部设备进行信息互换的中转站。接口的功能：据缓冲、设备选择、信号转换、提供信息互换的握手信号、中断管理、可编程 功能。数据传送方式：无条件传送方式（合用于外部设备的各种动作时间是固定的,并且条件是已知的情况,或者计 算机与外部设备是完全同步的情况。在无条件传送方式传送数据时，已知外部设备已准备好, 因此计算机不用查询外部设备的状态信息，输入、输出时直接使用IN或OUT指令完毕数据 的传送，使用无条件传送数据时，必须拟定外部设备已准备好，否则数据传送失败）条件传送方式（查询输出的过程是：在输出数据之前，先读取状态信息、，若读取的状
2、态信息的 D0 = 0,则表达外设空闲,可以将数据输出。输出数据后,通过状态标志寄存器将状态置1,阻 止在本次数据未读走时,下次数据输出覆盖本次输出数据;若DO=1则表达上次输出的数据未 被外设读走，则等待；查询输入工作原理为：当外设输入数据时，通过“选通”将状态信息r eady置1 ,在进行数据输入之前一方面读取状态信息，若ready =1表达外设已将数据输 入,可读取输入的数据,读取数据后通过“数据口选中”将状态信息r e a d y清零;若r e ady =0表达外设无数据输入,则等待。条件传送方式的优点：其是计算机与外设之间最常用的数据传送方式,其优点是高速CPU可以与任意低速的外设进
3、行速度匹配。但传送速度慢，CPU的运用率低，不能用于高速 外设的数据传送；在接口应用程序中是使用最广泛的一种程序解决方法,它可以保证任意高 速的计算机系统与任意低速的外设之间的同步协调工作，由于查询传送方式数据传送的依据 是接口状态信息，因此规定接口程序设计人员必须对外设接口的状态信息和接口的控制方法 有充足的了解。中断传送方式（当外部设备准备好数据或准备好接受数据时，由外部设备向CPU发出中断请 求,CPU就暂停原程序执行（实现中断），转入执行输入、输出操作（中断服务），输入、输出完 毕后返回原程序继续执行（中断返回），这样CPU就不用等待外设，从而提高CPU运用率。）= 96 0个字符。数
4、据传送方式：串行通信中，按照在同一时刻数据流的方向可分为全双工和半双工传送方式。1）全双工：当数据的发送和接受分别由两根不同的传输线传送时，通信双方都能在同一 时刻进行发送和接受操作，这就叫全双工传送方式 终端设备发送字符给串 行接口串行接口接受后发送回波给终端设备2）半双工：使用一根传输线既进行数据输入又进行数据输出时，通信双方不能同时收发 数据，这就叫终端设备发送字符同时显示，并在发送数据的同时，接受串行接口返回的信息。人机交互接口键盘接口的基本功能:去抖动、防串键、辨认被按下或释放键，以及产生与被按键或释放键相 应的键码。按键辨认的方法（如何辨认）：1）行扫描法：计算机通过程序先向键盘的
5、所有行逐行输 出低电平（逐行扫描），若无按键按下闭合,则所有列的输出均为高电平，若有一个按键按下闭 合，就会将所在的列输出低电平。计算机通过程序读入列线的状态，就也许判断有无键按下 及哪个键按下,键所在的行、列位置的编码就是该键的编码。一方面使用PAO=O,然后读取PB端口，若PB=0FFH则表达行0没有按键按下，再使PA1=O,在读取PB判断行1有 无按键按下，依次扫描所有的行线。当PB读取的数据不为OFFH时，则表达该扫描行有按键 按下，则在拟定相应的按键序号。2 ） 行列互换法:计算机通过程序先向所有的行输出全低电平，然后读入所有列的状态, 若读入的列状态为全高电平，说明没有键按下，若读
6、入的列中有一个为低电平，其余为高电 平，表面有键按下;将读到的列状态从列输出，然后读入所有行的状态，可判断出是那一行有 按键按下；通过两次扫描就可以知道是哪行的按键按下，通过行列状态数据可得到该键的编 码。 在辨认闭合按键时,要将行线接一个并口，工作于输出方式,将列线也接一个并口, 工作于输入方式,程序使CPU通过输出端口向各行线上所有送低电平,然后读入列线的值。假如某按键按下,则必然会使某一列线值为Oo.然后,程序再对两个并行端口进行方式设立, 使行线工作在输入方式，列线工作在输出方式,并将刚才读到的列线值从列线所接的并输 出，再读取行线上的输入值，在闭合键所在行线上的值比定为0,这样，当一
7、个按键被按下 时，必然可以读取一对唯一的行值和列值。3. PC键盘接口: 当在键盘上输入一个键时，键盘上的解决器一方面向计算机主机产生 硬件中断请求IRQ 1,然后将该键的扫描码以串行的方式传送给计算机主机；而计算机主 机在IRQ 1硬件中断的作用下，调用I NT 09H硬件中断把键盘送来的扫描码读入,并转换为 ASCII码，存入键盘缓冲区。在PC机中,各种特殊键的解决都通过I NT 0 9H中断程序来实现,这些与PC的键盘接口 硬件无关。接盘接口电路它由串并转换芯片74LS322和一些触发器、门电路构成,数据通过8 255A的P A读入计算机。第六章D/A转换器的特性性及连续L 选择D/A转
8、换器芯片时一般考虑如下指标：1）分辨率:指D/A转换器所能分辨的最小电压增量,或一个二进制增量所代表的模拟量 大小。 分辨率=Vref / 27立数 或 分辨率=（V（+）ref - V （-） r e f） / 2人位数，若Vref=5v, 8位的D / A转换器分辨率为5 /2 5 6=20mV.2）转换时间：指数字量输入到模拟量输出达成稳定所需的时间。3）精度:指D/A转换器实际输出与理论值之间的误差，一般采用数字量的最低有效位 作为衡量单位,如D / A分辨率为2 Omv,则精度为+-1 0 mv。4）线性度：当数字量变化时，D/A转换器输出的模拟量按比例变化的限度,抱负的D / A转
9、 换器是线性的，但实际有一定的误差，模拟输出偏离抱负输出的最大值称为线性误差。DAC （数字模拟变换集成电路）是系统或设备中的一个功能器件，当将它接入系统时，不 同的应用场合对其输入输出有不同的规定，要考虑一下几点：输入缓冲能力：DAC的输入缓冲能力是非常重要的，具有缓冲能力（数据寄存器）的DAC 芯片可直接与cpu或系统总线相连，否则必须添加锁存器。 输入码制：DAC输入有二进制和BCD码两种,对于单极性DAC可接受二进制和BCD码；双 极性DAC接受偏移二进制或补码。输出类型:DAC输出有电流型和电压型两种，用户可根据需要选择，也可进行电流-电压转 换。输出极性:DAC有单极性和双极性两种
10、,假如输出规定有正负变化，则必须使用双极性DAC 芯片。选用DAC芯片应根据需要选择转换速度、精度和分辨率等满足设计需要的芯片。编程题：1.函数信号发生器： 运用DAC可以产生任意波形、幅度和频率的信号，如 三角波、方波 和函数波等，设计信号发生器使，一般可根据所需频率和幅度生产一个周期的数据，然后循 环输出该周期数据即可。如DAC083 2电路产生的函数信号程序。 设CS=2 0 0H20FH,产生Y=2Mos (200t) *sin ( 10 0t).解： 由于Vref=5V,所以相应的函数应为256 / 5 * 2 cos (200 t ) * sin (100t),而该 函数输出周期为
11、18,输出程序为：#inc 1 ude #i n c 1 udeMainOuns i g n e d c h ar VO= 12 8 , V 0 UT;U n s ig n e d i nt I;Next:i =0;while (iJx-1， 1Jx six six xlx six x1不/V不K不不不不不K A不不 A不不不不不不 A不不不不 A A r A A -T* A不不 A不不不入不不不 A不不 A A不不不不不下不不不不不 A -T* Avt*1*A*X* %L* %L* *A* *A* *、/不 TV K K 不不 7 不不 7 TV 不 K 不 K 不不不不不不不不不不不不C语
12、言实现DAC0832的正玄波的输出。由于D AC0 8 3 2是一个单极性输出D AC芯片，因此在正玄波输出中应将0V平移到1 2 8数 值上。# i nclud e i ncludeM a in()Unsign e d c h ar V0=128, V OUT;inti；next:i = 0;while (i 不7S不不不不不7不7一工一7不不不7不不不不不不不/不不7不不7 7不不不不82 5 3的CLK=1 MHz, cs= 3 2 0 323H,规定用8 2 5 3连续产生10秒的定期信号，设计其延时线路和编写相应的控制程序。N=10/1CT6 =107;超过了一个通道的6 5 535
13、计数值，用两个8253通道级联。N = N1 * N 2,为减小二进制计数误差，N1应尽也许小。设Nl = 500 N2= 2 0 230,选择方式2 ,控制程序为：# in c lud e Ma i n ()(Uns i gned in t Nl = 5 0 0, N2=20230;Out p or t b (0x323, 0x7 4 );Outpor t tb(0x 321, N 1 -256* (N 1 /256);Outporttb(0 x 321, Nl/25 6 );Out p ort t b (0 x 32 3,0xB4)；Outporttb( 0 x 322, N 2 %256
14、);Outport b ( 0 x 3 2 2, N2/256)闯6.8 2 55A控制字：A组方式 PA PC7PC4 B 组 P B PC3 -PC0D7=l时8 255A将输入的命令解释为控制字。PAA组方式：0 0 =0方式,01二1方式，lx=2方式。PA A 1/0:0 =输出，1 二输入。PC7PC4: 0=输出，输入。PBB组方式:0 = 0方式，1=1上式。PB 口 B 口 I/O： 0 =输出，1 =输入。PC3-PC0： 0 =输出，1 二输入。6. 182 5 5A只有PA才可以工作在2方式。并行接口芯片具有一下功能：1)两个或两个以上的具有锁存器或缓冲器的数据端口。2
15、 ）每个数据端口都具有与cpu用应答方式互换信号所必须的控制和状态信息，也有与外设互换信息所必须的控制和状态信息。3）通常每个数据端口有能力用中断方式与c pu互换信息所必须的电路。4）片选和控制电路。5）可用程序选择数据端口，选择端口的数据传送方向，选择与cpu互换信息的方法等。不不不不不7 7 7V不7V不z不7不不不7不7不不不不不不不6.2. 825 5 A 0 方式：例题：用0方式构造打印机的接口电路:用S=2 00H203H）打印数据首地址打印字符数打印数据首地址打印字符数MOV S I , OFFSET D ATA;MOV CX, OFFH；MOV DX,20 3 H;8255A
16、控制字端口置 PC7 = 1,即 STB=O；8255Ape 端口读入PC端口数据，查询PC3 = 0?（是否BUSMOV AL, 1000 0 0 01B;控制字：PA方式0、输出，PC7PC4输出，PC3PC0输入OUT DX, AL；MOV AL,0 0 0 0 1 1 11B;OUT DX, AL；NEX T : MOV DX, 2 0 2H;I N AL, DX ;Y)AND AL, 00 0 01000B;JNZ NEXT;MOV DX, 200II;MOV AL, SI；OUT DX, AL;MOV DX,2 0 3H;打印机忙，则等待82 5 5A PA 端 口取打印字符送到打
17、印端口8 2 5 5A控制字端口MOV AL, 0 0 00 1 11 0 B;产生STB信号（S TB下降沿）OUT DX, AL；适当延时产生STB上升沿内存地址字符数-1J MP $ + 2 ;MOV A L, 0 000 1 111B;OUT D X, AL;INC S I ;DEC CX;JNZ NX T ;DATA DB.；DMA概述：外部设备与计算机内存直接互换数据的方式是DMA,而不通过c pu,采 用DMA时，传送速度取决于计算机存储器的存取速度和外设的传送速度。在传送期间，IBM PC系列的计算机用epu停机方式，即进行DMA传送时，c pu 一直处在等待状态。实现DMA操
18、作有3种方法：7. 1周期挪用：把epu不访问存储器的哪些总线周期挪用来进行DMA操作。7.2周期拓展：使用专门的时钟驱动电路，当需要进行DMA操作时，将epu的总线周 期展宽，对存储器等操作使用正常的周期，其展宽部分用来进行DMA操作。7. 3 CPU停机：这种情况下，DMA需要进行DMA传送时，向epu发出DMA请求信号， 时epu让出总线的控制权，处在等待状态;DMA结束后，epu再恢复对总线的控制权， 继续进行被中断的操作。8. 8 2 37工作模式:1）单字节传送模式：一次只能传送一个字节数据，数据传送后字节计数器-1,地址相应修 改,HRQ变为无效,释放系统总线，若传送至字节计数器
19、为0,则产生TC信号，终结DMA传2）块传送方式：8 23 7由DREQ启动后就连续地传送数据,直至字节计数器减到0产生TC信号，或由I/O设备输入有效的信号，在这种方式下，DREQ只需维持到DACK有效即可， 不需要连续到数据传送结束。 3)请求传送方式:8 2 37可以连续进行数据传送，当出现:字节计数器到0 ,产生TC、外 部送来有效的EOP，、I/O设备的DREQ变为无效时结束数据传送。若因DREQ无效而停止 的传送,可在I / 0设备的DREQ恢复有效后继续传送。4)级联方式:8237可以多级级联,拓展DMA通道，一般由二级8 2 3 7的HRQ和HLDA连接到 一级 8237 的
20、DREQ 和 DACK 上DMA操作的环节：1)申请I/O-DREQ; 2) 82 3 7向cpu申请总线的使用权，HRQ ； 3)应答，HLDA有 效,823 7按初始化内容控制数据传送，由现行地址寄存器内容选中M单元DACR,选中 I/O没发送一个字节地址+ 1/T,字节总数- 1 ； 4)结束 总数-0, EOP，=0；第四章串行通信接口1.异步通信：一位起始位七位数据位一位校验位一位停止位没有传输字符时，通信线路处在逻辑1 (MARK)状态,传输字符时，先向通信线路发送一位 起始位，起始位用逻辑0 (SPACE)表达，起始位后是字符编码(一个字符编码也许有5、6、 7、8位)字符编码后
21、是校验位(奇偶校验和不校验)，最后是停止位(用逻辑1表达一帧数 据传输完后的连续时间，一般选1位,L5位，和2位)。异步通信的参数：一个字符传输的时间为一个传输帧。传输率:传输率是1秒钟传输数据的位数,用于设立串行通信数据的传输速率,常见的有110 bit/s、30 0、60 0、120 0、2400、1 92 0 0 ,在 9 6 0 0 传输速率时,一秒 钟大约传输960个字符。数据位：规定串行传输中数据的编码长度,传输数据位数应当由传输的数据有效位来拟定, 如采用7位数据位时，其传输的字符范围0127的ASCH码。在波特率相同的情况下， 数据位越多，传输速度越慢。校验位：规定串行数据传输过程中的错误检查方式，重要有奇偶校验和不校验。停止位：用于设立传输帧与传输帧之间的间隔大小，停止位重要有1、L 5、2位。如传输E的传输参数设立：(96 0 0, 7, 0, 1 )可传输9600/( 7 +1+1+校验位(1)