郵電社十一五規(guī)劃教材《微機(jī)原理》ppt課件

1、學(xué)習(xí)要點(diǎn)接口芯片的功能與分類(lèi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器芯片8253的編程構(gòu)造與運(yùn)用方法并行接口芯片8255A的編程構(gòu)造與運(yùn)用方法串行接口芯片8250的編程構(gòu)造與運(yùn)用方法模擬量輸入/輸出接口技術(shù) 第9章 典型接口芯片及其運(yùn)用第9章 9.1 接口芯片的功能與分類(lèi) 9.1.1 接口的功能 1尋址功能 2輸入/輸出功能 3數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能 4握手聯(lián)絡(luò)功能 5中斷管理功能第9章 9.1.2 接口的分類(lèi)1按通用性可分為公用接口和通用接口2按照初始化特性分為可編程和不可編程接口3按數(shù)據(jù)傳送方式可分為并行接口和串行接口第9章9.2 可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器接口芯片8253 可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)方法上分為加法計(jì)數(shù)和減法計(jì)數(shù)。 82

2、53是Intel公司專(zhuān)門(mén)為x86系列CPU配置的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器接口芯片，采用軟、硬技術(shù)相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)定時(shí)和計(jì)數(shù)控制。 有3個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器，每個(gè)計(jì)數(shù)器可按二進(jìn)制或十進(jìn)制BCD碼減法計(jì)數(shù)，由程序設(shè)置6種任務(wù)方式，計(jì)數(shù)速度2.6MHz，一切輸入和輸出都與TTL兼容。第9章9.2.1 8253內(nèi)部構(gòu)造和引腳1. 8253的內(nèi)部構(gòu)造 8253內(nèi)部構(gòu)造如圖9-1所示，主要部件有：數(shù)據(jù)總線緩沖器讀/寫(xiě)邏輯電路控制存放器3個(gè)獨(dú)立的計(jì)數(shù)器0、計(jì)數(shù)器1和計(jì)數(shù)器2。第9章圖9-1 8253的內(nèi)部構(gòu)造 2. 8253的引腳功能 8253有24個(gè)引腳，采用雙列直插DIP封裝，引腳陳列如圖9-3所示第9章圖9

3、-3 8253引腳陳列圖 9.2.2 8253任務(wù)方式 8253芯片每個(gè)計(jì)數(shù)通道都有6種任務(wù)方式，主要差別在于OUT端的輸出波形不同，計(jì)數(shù)過(guò)程的啟動(dòng)方式不同，計(jì)數(shù)過(guò)程中GATE門(mén)控信號(hào)對(duì)計(jì)數(shù)操作產(chǎn)生的影響不同。1. 方式0計(jì)數(shù)終了產(chǎn)生中斷2. 方式1可反復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器3. 方式2分頻器4. 方式3方波發(fā)生器5. 方式4軟件觸發(fā)的選通訊號(hào)發(fā)生器6. 方式5硬件觸發(fā)選通訊號(hào)發(fā)生器第9章 9.3 可編程并行接口芯片8255A 8255A是一種通用芯片，可為外設(shè)提供三個(gè)8位I/O端口，每個(gè)端口又可分兩組編程，能任務(wù)在3種操作方式，具有直接位控制才干，允許采用同步、異步和中斷方式傳送I/O數(shù)據(jù)。

4、第9章9.3.1 8255A內(nèi)部構(gòu)造及引腳特性1. 8255A的內(nèi)部構(gòu)造 8255A芯片的內(nèi)部構(gòu)造如圖9-5所示，包括數(shù)據(jù)總線緩沖器、讀寫(xiě)控制邏輯、A組和B組控制電路、端口A、B、C等4部分。第9章圖9-5 8255A芯片的內(nèi)部構(gòu)造2. 8255A引腳特性及其與外部的銜接 8255A芯片有40條引腳，如圖9-6所示。第9章 圖9-6 8255A引腳圖9.4 可編程串行通訊接口芯片INS 82509.4.1 串行通訊根本知識(shí)1. 串行通訊的概念 串行通訊是指將數(shù)據(jù)一位一位地分時(shí)傳送，只占用一條傳輸線，適于遠(yuǎn)間隔傳送數(shù)據(jù)時(shí)，但一個(gè)數(shù)據(jù)要經(jīng)過(guò)假設(shè)干次處置才干傳送終了，速度比較饅。 串行通訊是以字節(jié)為

5、單位進(jìn)展，傳輸?shù)亩M(jìn)制位中包含數(shù)據(jù)流和控制流，必需在通訊雙方商定串行通訊的數(shù)據(jù)格式，需求進(jìn)展邏輯關(guān)系和邏輯電平的轉(zhuǎn)換，銜接線路簡(jiǎn)單。第9章2. 串行通訊的方式1異步通訊 通訊中兩個(gè)字符之間的時(shí)間間隔不固定，在一個(gè)字符內(nèi)時(shí)間間隔固定。2同步通訊 同步通訊是在商定數(shù)據(jù)通訊速率下，發(fā)送方和接納方的時(shí)鐘頻率和相位一直堅(jiān)持同步，通訊雙方在發(fā)送和接納數(shù)據(jù)時(shí)具有完全一致的定時(shí)關(guān)系。第9章3. 半雙工和全雙工通訊 串行通訊經(jīng)過(guò)一條信號(hào)線進(jìn)展傳輸，發(fā)送和接納信息不能同時(shí)進(jìn)展，只能采用分時(shí)運(yùn)用線路的方法，假設(shè)A發(fā)送信息，B只能接納；當(dāng)B發(fā)送信息時(shí)，A只能接納。該任務(wù)方式稱(chēng)為半雙工通訊，如圖9-15a所示。 假設(shè)兩

6、個(gè)通訊站之間有兩條通路，發(fā)送和接納信息可同時(shí)進(jìn)展。如A發(fā)送信息，B接納，B同時(shí)也能用另一條通路發(fā)送信息，由A接納。該方式稱(chēng)為全雙工通訊，如圖9-15b所示。第9章第9章圖9-15 通訊方式表示圖 9.4.2 可編程串行接口INS 82501. INS 8250的功能和內(nèi)部構(gòu)造 INS8250是專(zhuān)門(mén)支持異步通訊的串行接口芯片，能把計(jì)算機(jī)輸出的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成異步通訊所需的串行碼輸出，并將收到的串行輸入碼轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)所需的并行數(shù)據(jù)。 INS8250的傳輸速率在509600bps范圍，傳輸數(shù)據(jù)格式有3種選擇，可實(shí)現(xiàn)Modem控制，具有中斷控制和優(yōu)先權(quán)判決才干，數(shù)據(jù)實(shí)行兩級(jí)緩存，可以支持半雙工或全雙工任

7、務(wù)。第9章主要包括以下幾個(gè)部分：1I/O數(shù)據(jù)緩沖器。2讀寫(xiě)控制邏輯。3MODEM控制邏輯。4接納控制邏輯。5發(fā)送控制邏輯。第9章2. INS 8250內(nèi)部存放器1通訊控制存放器LCR2通訊形狀存放器LSR3發(fā)送數(shù)據(jù)存放器THR4接納數(shù)據(jù)存放器RBR5除數(shù)鎖存器6Modem控制存放器MCR7Modem形狀存放器MSR8中斷允許存放器IER9中斷標(biāo)志存放器IIR第9章 9.5 模擬量輸入/輸出接口技術(shù) 工業(yè)控制中，被控制對(duì)象大都是隨時(shí)間延續(xù)變化的模擬量，如溫度、壓力、流量、速度、濕度等，為了能采用計(jì)算機(jī)對(duì)模擬量進(jìn)展加工處置，需求把傳感器檢測(cè)到的模擬量轉(zhuǎn)換成便于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和加工的數(shù)字量，此過(guò)程稱(chēng)為模

8、/數(shù)A/D轉(zhuǎn)換；經(jīng)計(jì)算機(jī)處置后的數(shù)字量也要轉(zhuǎn)換成模擬量，此過(guò)程稱(chēng)為數(shù)/模D/A轉(zhuǎn)換。 將實(shí)現(xiàn)A/D與D/A轉(zhuǎn)換的相關(guān)器件集成在一塊接口電路板上，稱(chēng)為模擬量輸入/輸出通道，主要由傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、信號(hào)處置部件、多路開(kāi)關(guān)、采樣/堅(jiān)持器、D/A轉(zhuǎn)換器等部件組成。 第9章9.5.1 典型D/A轉(zhuǎn)換器芯片 典型D/A轉(zhuǎn)換器有8位DAC0832、12位DAC1208、電壓輸出型AD558和多路輸出型AD7528等。 DAC0832是8位分辨率D/A轉(zhuǎn)換芯片，與微機(jī)銜接簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制方便、價(jià)錢(qián)低廉，在微機(jī)系統(tǒng)中得到廣泛運(yùn)用。D/A轉(zhuǎn)換器輸出普通都要接運(yùn)算放大器，信號(hào)經(jīng)放大后驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)部件。 DAC08

9、32的主要技術(shù)目的：分辨率8位，轉(zhuǎn)換速度1s，非線性誤差0.20%FSR；溫度系數(shù)210-6/，任務(wù)方式為雙緩沖、單緩沖和直通方式，邏輯輸入與TTL電平兼容，功耗20mW，單電源供電。第9章 9.5.2 典型A/D轉(zhuǎn)換器芯片 A/D轉(zhuǎn)換器用于將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，對(duì)延續(xù)變化的模擬量要運(yùn)用采樣堅(jiān)持器按一定規(guī)律和周期進(jìn)展采樣，為使輸出量充分反映輸入量變化情況，采樣周期要根據(jù)輸入量變化的快慢來(lái)決議，一次A/D轉(zhuǎn)換所需時(shí)間須小于采樣周期。第9章1. A/D轉(zhuǎn)換器任務(wù)原理和主要參數(shù)1A/D轉(zhuǎn)換器的分類(lèi)及任務(wù)原理 按照模擬量極性A/D轉(zhuǎn)換器可分為單極型和雙極型；按輸出數(shù)字量方式可分為并行、串行及串/并行方

10、式；按轉(zhuǎn)換原理可分為積分型、逐次逼近型和并行轉(zhuǎn)換型。第9章2. ADC0809轉(zhuǎn)換器及其運(yùn)用 ADC0809有8路模擬開(kāi)關(guān)，單極性，量程05V，片內(nèi)有三態(tài)輸出緩沖器可直接與微機(jī)總線銜接。適用于對(duì)精度和采樣速度要求不高的場(chǎng)所或普通的工業(yè)控制領(lǐng)域。 ADC0809采用十5V電源供電，外接任務(wù)時(shí)鐘500kHz時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間約為128ms，任務(wù)時(shí)鐘640kHz時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間約為100ms。第9章3. ADC0809與微機(jī)的銜接 當(dāng)A/D芯片輸出端帶三態(tài)鎖存緩沖器時(shí)，可將ADC0809與主機(jī)直接相連，如ADC0809、AD574等；不帶三態(tài)鎖存緩沖器時(shí)，可經(jīng)過(guò)并行接口芯片如Intel 8255與主機(jī)相連。1ADC0809與CPU直接銜接2主機(jī)經(jīng)過(guò)8255A與ADC0809銜接第9章本章小結(jié) 定時(shí)/計(jì)數(shù)器接口芯片8253有定時(shí)和計(jì)數(shù)功能，有6種任務(wù)方式；可編程