接口應用實例

微機原理與接口技術(shù)

－通訊接口卡設計2/5/20232通訊接口卡設計2/5/20233通訊接口卡設計2/5/20234通訊接口卡設計2/5/20235通訊接口卡設計2/5/20236通訊接口卡設計2/5/20237通訊接口卡設計接口卡與計算機連接圖通訊接口卡2/5/20238通訊接口卡設計設計要求PC機管理分站配置以及狀態(tài)，向接口卡發(fā)送分站站表；接收接口卡傳送的數(shù)據(jù)并進行處理。接口卡接收并存儲PC機發(fā)送的站表數(shù)據(jù)；按照站表自動呼叫分站；接收分站數(shù)據(jù)，存入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；如果分站沒有應答或應答錯誤，則認為與該分站通訊故障，將故障狀態(tài)記錄入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)；向PC機傳送分站數(shù)據(jù)。2/5/20239通訊接口卡設計設計要求分站數(shù)據(jù)采集向接口卡傳輸所采集數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸方式

PC機－接口卡：ISA總線接口卡－分站：485方式，數(shù)據(jù)傳輸速率600bit/s，半雙工異步通訊

CPU80312/5/202310通訊接口卡設計接口卡主要接口設備

8031

程序存儲器：27256

數(shù)據(jù)存儲器：62256

地址鎖存器：74LS373

并行接口：8255

接口卡編址電路

防止程序“跑飛”：看門狗電路

定時計數(shù)器：8253

通訊驅(qū)動電路…2/5/202311通訊接口卡設計接口卡組成原理框圖803174LS24474LS24474LS245PC總線數(shù)據(jù)線地址、控制線75176485總線37327256EPR0M62256RAM74L46888255PA口8253讀、寫控制2/5/202312通訊接口卡設計結(jié)構(gòu)框圖2/5/202313通訊接口卡設計硬件設計部分2/5/202314通訊接口卡設計8031采用內(nèi)部震蕩方式，選用11.05MHz的晶體振蕩器選用27256作為外部程序存儲器，將8031引腳接地，迫使系統(tǒng)從外部程序存儲器取指外部中斷用于同主機通訊

T0溢出中斷用于定時

T1作為波特率發(fā)生器（600bit/s)2/5/202315通訊接口卡設計程序存儲器2725632K×8位的可改寫的只讀存儲器，有位地址線，存儲器的地址空間為地址線A14~A8依次接8031的P2.6~P2.0，A7~A0通過地址鎖存器依次接8031的P0.7~P0.0。數(shù)據(jù)線D7~D0直接與8031的P0.7~P0.0連接。片選信號線接地，在系統(tǒng)正常工作期間一直保持有效。讀允許線與8031單片機的外部程序存儲器讀選通信號線連接，用來控制程序讀出。150000H-7FFFH2/5/202316通訊接口卡設計數(shù)據(jù)存儲器62256

32K×8位的RAM，用于存儲從主機接收的站表以及從分站讀取的數(shù)據(jù)。有15位地址線，存儲器的地址空間為0000H-7FFFH。地址線的連接同EPROM27256。數(shù)據(jù)線連接同EPROM27256。片選信號由8031的P2.7給出讀允許線與8031單片機的信號線連接寫允許線與8031單片機的信號線連接2/5/202317通訊接口卡設計8255控制邏輯8255根據(jù)PC機的命令控制其工作方式

與接口卡的接口通過8255通道A和C實現(xiàn)接口卡與PC機間的連接，通道A作為一個8位的雙向總線使用，輸入輸出都是鎖存的，PA7~PA0與8031的P0.7~P0.0相聯(lián)，利用C通道的4位作為控制和狀態(tài)聯(lián)絡線2/5/202318通訊接口卡設計8255PC7PC6PC4PC5RDWRPAOBFACKSTBIBF2/5/202319通訊接口卡設計8255（輸出緩沖器滿）：是8255輸出的聯(lián)絡信號，表示PC機已把數(shù)據(jù)輸出到8255的A口。此引腳接至8031,向8031申請中斷，接口卡接收PC機數(shù)據(jù)。 （響應信號）：接口卡發(fā)送給PC機的對輸出緩沖器滿的響應信號，此引腳接至8031的端口，表示A口的數(shù)據(jù)已經(jīng)被接收。 （選通輸入）：該引腳接8031的端口，是接口卡送給PC機的把輸入數(shù)據(jù)鎖存進輸入緩沖器的控制信號。

IBF（輸入緩沖器滿）：PC機發(fā)送給接口卡的對選通輸入的響應信號，用于指示輸入數(shù)據(jù)還沒有被PC機取走，該引腳接P1.5端口，用于接口卡的查詢。2/5/202320通訊接口卡設計8255與主機接口CPU本身的驅(qū)動能力有限，采用總線驅(qū)動器以減少CPU的負載。74LS245用于數(shù)據(jù)總線雙向驅(qū)動74LS244用于地址總線和三態(tài)控制線單向驅(qū)動。2/5/202321通訊接口卡設計編址電路2/5/202322通訊接口卡設計接口卡與分站通訊電路2/5/202323通訊接口卡設計軟件設計部分2/5/202324通訊接口卡設計數(shù)據(jù)存儲器存儲數(shù)據(jù)地址分配狀態(tài)表緩沖區(qū)存放分站的配置狀態(tài)，分站激活為37H，分站掛起為0；分站1：1001H；分站2：1002H；分站3：1003H；…故障表緩沖區(qū)存放分站的故障狀態(tài)，分站激活為37H，分站掛起為0；分站1：2001H；分站2：2002H；分站3：2003H；…分站數(shù)據(jù)緩沖區(qū)分站1：3040H；分站2：3080H；分站3：30C0H；… 2FFFH單元存放與主機通訊時主機發(fā)送來的站號，接口卡根據(jù)該站號向主機發(fā)送數(shù)據(jù)。2FFEH單元存放系統(tǒng)連接的分站數(shù)。2/5/202325通訊接口卡設計接口卡工作流程初始化8031設置串口工作模式（模式3）及控制字SCON，T1作為波特率發(fā)生器（模式2），T0用于定時（模式1），初始化控制字寄存器TMOD初始化緩沖區(qū)設分站均處于激活狀態(tài)、通訊正常，狀態(tài)表緩沖區(qū)及故障表緩沖區(qū)置常數(shù)37H；數(shù)據(jù)緩沖區(qū)3040H～3800H清零，8031內(nèi)RAM的0區(qū)R6寄存器存放分站個數(shù)2FFFH單元：存放與主機通訊時主機發(fā)送來的站號，接口卡根據(jù)該站號向主機發(fā)送數(shù)據(jù)。2FFEH單元：存放系統(tǒng)連接的分站數(shù)。2/5/202326通訊接口卡設計接口卡工作流程同分站通訊通過8031串行口TXD發(fā)出一個地址字節(jié)，置分站TB8為1，引發(fā)所有分站串口中斷，各分站在其中斷服務程序中判斷該地址是否與自身一致，若一致則與接口卡進行數(shù)據(jù)通訊，否則結(jié)束服務，接口卡以接收到的應答信號判斷呼叫分站是否存在通訊故障接口卡收到正確的應答信號開始接收數(shù)據(jù)，此期間不允許PC機向接口卡申請中斷，此時是禁止的，通訊接口卡與任何一個分站交換完數(shù)據(jù)后開放，并延遲10ms2/5/202327通訊接口卡設計接口卡工作流程

T0中斷服務程序：與分站交換數(shù)據(jù)時，防止通訊故障時，接口卡無休止等待

8253中斷服務程序：接口卡為防止呼叫分站而產(chǎn)生的程序死機而設置的喚醒功能與主機通訊子程序PC機發(fā)出聯(lián)絡信號后，8255的PC7口（）輸出一低電平信號，向8031申請中斷，在中斷服務程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)交換2/5/202328通訊接口卡設計通訊協(xié)議接口卡與PC機監(jiān)控主機初始化8255，置控制字C1H（11000001B），端口A工作于雙向方式

PC機發(fā)送聯(lián)絡信號F8H，接口卡收到后，置標志位42HPC機向接口卡發(fā)送分站站表，首先發(fā)送F8H，然后發(fā)送站表數(shù)據(jù)接口卡向PC機發(fā)送分站數(shù)據(jù)，首先發(fā)送聯(lián)絡信號8FH，然后發(fā)送該分站是否處于掛起狀態(tài)或故障狀態(tài)及分站的個數(shù)，最后依次發(fā)送分站數(shù)據(jù)。2/5/202329通訊接口卡設計通訊協(xié)議接口卡與分站起始標志：固定格式為1111111