第3章微机接口技术pptConvertorWord文档下载推荐.docx

第3章微机接口技术pptConvertorWord文档下载推荐.docx

《第3章微机接口技术pptConvertorWord文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第3章微机接口技术pptConvertorWord文档下载推荐.docx（15页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

1）TIMER方式；

2）中断方式；

3）DMA方式

微型计算机的基本结构

三总线结构

AB（AdressBus）、DB（DataBus）、CB（ControlBus）。

2总线的结构类型

单总线、双总线、双重总线（对于需要DMA控制器的场合是必须的）。

接口的基本功能与结构

基本功能

（1）微机与外设间传递数据的中途缓冲站。

（2）正确寻址与微机交换数据的外设。

（3）提供微机与外设间交换数据所需的控制逻辑和状态信号。

基本结构

I/O端口的编址方式

存储器映像方式

将I/O端口与存储单元同等看待，一起编址。

如MCS-51等。

隔离I/O方式

将I/O端口与存储器作不同的处理，分开编址，形成相互隔离的I/O和存储器两个地址空间，如Z-80、Intel公司的CPU等。

I/O读写控制信号：

、

M读写控制信号：

注意：

访问I/O端口必须用专用的I/O指令。

PC系列机的I/O端口编址

直接寻址：

输入指令：

INAL,Port（1字节）和IN（E）AX,Port（2字节）

输出指令：

OUTPort,AL（1字节）和OUTPort,（E）AX（2字节）

间接寻址：

INAL,Dx和IN（E）AX,Dx

OUTDx,AL和OUTPort,（E）AX

（1）PC系列微型计算机有标准I/O端口地址，并有详细分配表。

（2）用户要自己开发接口电路板时，只能使用计算机未用的地址。

在使用计算机板卡时，为方便用户使用，所有的计算机板卡都有地址设置功能，注意不能与声卡、网卡及其它采集板卡冲突。

例：

研华板卡上有DIP开关进行地址设置。

I/O同步控制方式

同步控制的概念

概念：

微机基本系统与I/O外设之间数据传送的管理方法，是微机系统的一种调度策略。

目的：

实现MPU与I/O设备之间操作的同步，以实现两者间正确有效的数据传送。

原因：

速度差异（MPU速度快，外设速度多种多样）

I/O设备的同步控制方式

程序查询式：

MPU检测状态端口，看是否准备好。

I/O设备被动。

中断驱动式：

向MPU发中断请求，MPU被动。

直接存取存储式：

不需MPU介入，M与I/O直接进行数据传送。

专用I/O处理器式：

I/O处理器完成各种操作。

3.2总线连接技术

总线概念：

在模块与模块之间或者设备与设备之间传送信息、相互通信的一组公用信号线。

特点：

公用性；

在同一时刻总线上只能允许一对模块进行信息交换。

物理连接：

电缆的选择与连接、缓冲器的驱动、接收器的选择与连接、屏蔽、抗干扰等。

电信号连接技术：

基本信息线的缓冲、匹配、总线握手、总线判决和中断技术。

总线握手技术

总线完成一个传输周期分成四个阶段：

总线请求和仲裁、寻址阶段、传输阶段、结束阶段。

主模块取得总线使用权后，如何在主模块和从模块之间实现高速而可靠的寻址与数据传送。

总线握手方法

（1）同步总线协定：

控制源只有一个时钟振荡器，时钟脉冲的前沿和后沿分别指明一个总线周期的开始和结束。

高速

（2）异步总线协定：

一问一答方式，适应高低速传输。

（3）半同步总线协定：

多一个Wait信号线，同速时Wait不用，相当于同步；

不同速时发Wait，相当于异步。

（4）周期分裂式总线协定：

总线判决技术

适用范围：

多处理器或带DMA控制器的单处理器。

总线判决方法：

（1）菊花链判决（串行或串联判决）：

三线菊花链最多。

总线请求BR、总线允许BG、总线忙BB。

（2）二维总线判断。

3.3并行接口

串行接口与并行接口概述

（1）并：

被传送数据的各位同时在总线上传输。

串：

被传送数据的各位一位一位在总线上传输。

（2）串行与并行是指I/O接口与I/O设备之间的通信方式，I/O接口与MPU之间通信全为并行方式传送。

串行接口与并行接口的异同

并行：

如打印机；

速度高，成本高，距离近

串行：

智能仪表；

速度低，成本低，距离远。

RS485可达1.2Km。

并行接口的一般结构

注：

（1）注意输出线是什么输出方式：

OC输出、三态输出等。

（2）并行接口电路有的端口是固定的，有的是可编程的。

（3）关于并行接口的其它知识，自学。

3.4串行接口

串行通信的基本概念

基本的数据传送方式

（1）单工（Simplex）方式

（2）半双工（Half-duplex）方式

（3）全双工（Full-duplex）方式

波特率和收/发时钟

波特率：

单位时间内传送二进制数据的位数。

如果传输介质上是以n个脉冲来调制一位数据，则：

比特率=n*波特率。

收发时钟：

作用：

对传送的数据进行定位和同步控制。

收发时钟频率=n*波特率，一般n取1，16，32，64。

对于异步通信，n常取16；

对于同步通信，n常取1。

3信号的调制和解调

（1）传输线的频带宽度有限（普通电话线小于3000Hz），原因：

传输电阻和分布电容。

（2）传输距离与传输速度是矛盾的。

在曲线下方发送和接收不加调

制调解器，否则要加。

串行通信的基本方式

同步和异步

同步串行通信收/发双方必须采用同一时钟。

无论是同步，还是异步通信，为保证通信的正确，发送方和接收方必须遵守双方共同的协定：

数据传送格式、起始标志、结束标志、校验方式、通信波特率。

串行通信接口标准

（一）定义及常用串行通信标准

定义：

串行接口与外设之间的信号连接标准。

常用串行通信标准：

RS-232-C、RS422A/423A。

（二）　RS-232-C标准简介

定义了按串行传输的数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）之间的接口信息，最初用于电话交换系统的通信。

一般采用25针的连接器，管脚分布如下：

（三）　　几种常用的通信连接方式

PC系列微型计算机串口9芯接插件管脚分布。

３　计算机与单片机之间的通信

1）问题

单片机与计算机串口电平信号不统一，不能直接相连，必须进行电平转换。

单片机串口：

高电平+5V，低电平0V。

计算机串口：

高电平-3~-15V，低电平+3~+15V。

2）解决方案

（1）采用的芯片

1488：

供电±

15V，输入为TTL电平，输出为RS-232电平。

1489：

供电+5V，输入为RS-232电平，输出为TTL电平。

3）计算机与多个单片机的通信连接图

多机通信实现：

各设备编号，计算机发送数据，单片机不断从总线上读取数据，当读取的编号与编码一致时，认为是计算机对自己进行控制，发送命令响应，计算机开始发送其它控制指令，而其它单片机不能往总线上发送任何信息，避免总线冲突。

（四）RS232与RS485的区别

RS232

全双工通信接口，由EIA（美国电子工业协会）制定。

计算机上的RS232接口常采用9引脚方式，常用串口有两个：

COM1与COM2。

传输距离短，小于15M。

抗干扰差，在地线上的干扰被地吸收，而信号线上的干扰则传输到了CPU2。

RS485：

半双工

传输距离远。

信号发送前分成正、负两条线路，当达到接收端后再将信号相减还原，即使有干扰，两条信号线上的干扰相减就消除了。

两种通信方式的比较如下表：

干扰

标准类别

RS-232

RS-485

信号模式

单点接入

差动式

接线方式

9线/3线

2线

传输距离

15M

1200M

传输速率

115200bps

10Mbps

传输类型

全双工

3.5DMA控制器

特点（与程序控制的data传送相比）

传送data的路径不同：

程控时必须经过CPU；

DMA无须经过CPU。

传送data的控制源不同：

程控时以CPU为核心；

DMA时以DMA控制器为核心。

DMA的响应时间短：

不用保护现场，无须有关等待时间。

总线占用方式

使CPU暂时放弃总线控制权的方式（三态总线技术）

暂停CPU时钟脉冲，使CPU处于休眠状态。

窃取CPU空闲时间的方式。

DMAC的基本功能和结构

（1）在接到I/O设备的DMA请求或软件DMA请求后能向CPU发出总线请求信号

（2）当CPU发出总线响应信号后能接管总线控制权，进入DMA方式。

（3）可发出地址信息，对存储器和I/O端口寻址，并能修改地址指针。

（4）能发读/写控制信号

（5）能决定传送的字节树，并判断DMA传送是否结束。

（6）能发出DMA结束信号，释放总线，使CPU重新获得总线控制权。

典型结构

出师表

两汉：

诸葛亮

　　先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。

然侍卫之臣不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。

诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。

　　宫中府中，俱为一体；

陟罚臧否，不宜异同。

若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭陛下平明之理；

不宜偏私，使内外异法也。

　　侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：

愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。

　　将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰“能”，是以众议举宠为督：

愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。

　　亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；

亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。

先帝在时，每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。

侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也

。

　　臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。

先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。

后值倾覆，受任于败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。

　　先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。

受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之明；

故五月渡泸，深入不毛。

今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。

此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。

至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、允之任也。

　　愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。

若无兴德之言，则责攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；

陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏。

臣不胜受恩感激。

　　今当远离，临表涕零，不知所言。