{酒类资料}邮电社十一五规划讲义微机原理PPT杨立第9章典型接口芯片及其

1、学习要点 接口芯片的功能与分类 定时/计数器芯片8253的编程结构与使用方法 并行接口芯片8255A的编程结构与使用方法 串行接口芯片8250的编程结构与使用方法 模拟量输入/输出接口技术,第9章 典型接口芯片及其应用,第9章,9.1 接口芯片的功能与分类 9.1.1 接口的功能 （1）寻址功能 （2）输入/输出功能 （3）数据转换功能 （4）握手联络功能 （5）中断管理功能,第9章,9.1.2 接口的分类 （1）按通用性可分为专用接口和通用接口 （2）按照初始化特性分为可编程和不可编程接口 （3）按数据传送方式可分为并行接口和串行接口,第9章,9.2 可编程定时/计数器接口芯片8253 可编程定时/计数器在计数方法上分为加法计数和减法计数。 8253是Intel公司专门为x86系列CPU配置的可编程定时/计数器接口芯片，采用软、硬技术相结合的方法实现定时和计数控制。 有3个独立的16位计数器，每个计数器可按二进制或十进制（BCD码）减法计数，由程序设置6种工作方式，计数速度2.6MHz，所有输入和输出都与TTL兼容。,第9章,9.2.1 8253内部结构和引脚 1. 8253的内部结

2、构 8253内部结构如图9-1所示，主要部件有： 数据总线缓冲器 读/写逻辑电路 控制寄存器 3个独立的计数器0、计数器1和计数器2。,第9章,图9-1 8253的内部结构,2. 8253的引脚功能 8253有24个引脚，采用双列直插DIP封装，引脚排列如图9-3所示,第9章,图9-3 8253引脚排列图,9.2.2 8253工作方式 8253芯片每个计数通道都有6种工作方式，主要差别在于OUT端的输出波形不同，计数过程的启动方式不同，计数过程中GATE门控信号对计数操作产生的影响不同。 1. 方式0（计数结束产生中断） 2. 方式1（可重复触发的单稳态触发器） 3. 方式2（分频器） 4. 方式3（方波发生器） 5. 方式4（软件触发的选通信号发生器） 6. 方式5（硬件触发选通信号发生器）,第9章,9.3 可编程并行接口芯片8255A 8255A是一种通用芯片，可为外设提供三个8位I/O端口，每个端口又可分两组编程，能工作在3种操作模式，具有直接位控制能力，允许采用同步、异步和中断方式传送I/O数据。,第9章,9.3.1 8255A内部结构及引脚特性 1. 8255A的内部结构 8

3、255A芯片的内部结构如图9-5所示，包括数据总线缓冲器、读写控制逻辑、A组和B组控制电路、端口A、B、C等4部分。,第9章,图9-5 8255A芯片的内部结构,2. 8255A引脚特性及其与外部的连接 8255A芯片有40条引脚，如图9-6所示。,第9章,图9-6 8255A引脚图,9.4 可编程串行通信接口芯片INS 8250 9.4.1 串行通信基本知识 1. 串行通信的概念 串行通信是指将数据一位一位地分时传送，只占用一条传输线，适于远距离传送数据时，但一个数据要经过若干次处理才能传送完毕，速度比较馒。 串行通信是以字节为单位进行，传输的二进制位中包含数据流和控制流，必须在通信双方约定串行通信的数据格式，需要进行逻辑关系和逻辑电平的转换，连接线路简单。,第9章,2. 串行通信的方式 （1）异步通信 通信中两个字符之间的时间间隔不固定，在一个字符内时间间隔固定。 （2）同步通信 同步通信是在约定数据通信速率下，发送方和接收方的时钟频率和相位始终保持同步，通信双方在发送和接收数据时具有完全一致的定时关系。,第9章,3. 半双工和全双工通信 串行通信通过一条信号线进行传输，发送和接收

4、信息不能同时进行，只能采用分时使用线路的方法，如果A发送信息，B只能接收；当B发送信息时，A只能接收。该工作方式称为半双工通信，如图9-15（a）所示。 如果两个通信站之间有两条通路，发送和接收信息可同时进行。如A发送信息，B接收，B同时也能用另一条通路发送信息，由A接收。该方式称为全双工通信，如图9-15（b）所示。,第9章,第9章,图9-15 通信方式示意图,9.4.2 可编程串行接口INS 8250 1. INS 8250的功能和内部结构 INS8250是专门支持异步通信的串行接口芯片，能把计算机输出的并行数据转换成异步通信所需的串行码输出，并将收到的串行输入码转换成计算机所需的并行数据。 INS8250的传输速率在509600bps范围，传输数据格式有3种选择，可实现Modem控制，具有中断控制和优先权判决能力，数据实行两级缓存，可以支持半双工或全双工工作。,第9章,主要包括以下几个部分： （1）I/O数据缓冲器。 （2）读写控制逻辑。 （3）MODEM控制逻辑。 （4）接收控制逻辑。 （5）发送控制逻辑。,第9章,2. INS 8250内部寄存器 （1）通信控制寄存器（LCR

5、） （2）通信状态寄存器（LSR） （3）发送数据寄存器（THR） （4）接收数据寄存器（RBR） （5）除数锁存器 （6）Modem控制寄存器（MCR） （7）Modem状态寄存器（MSR） （8）中断允许寄存器（IER） （9）中断标志寄存器（IIR）,第9章,9.5 模拟量输入/输出接口技术 工业控制中，被控制对象大都是随时间连续变化的模拟量，如温度、压力、流量、速度、湿度等，为了能采用计算机对模拟量进行加工处理，需要把传感器检测到的模拟量转换成便于计算机存储和加工的数字量，此过程称为模/数（A/D）转换；经计算机处理后的数字量也要转换成模拟量，此过程称为数/模（D/A）转换。 将实现A/D与D/A转换的相关器件集成在一块接口电路板上，称为模拟量输入/输出通道，主要由传感器、A/D转换器、信号处理部件、多路开关、采样/保持器、D/A转换器等部件组成。,第9章,9.5.1 典型D/A转换器芯片 典型D/A转换器有8位DAC0832、12位DAC1208、电压输出型AD558和多路输出型AD7528等。 DAC0832是8位分辨率D/A转换芯片，与微机连接简单、转换控制方便、价格低廉

6、，在微机系统中得到广泛应用。D/A转换器输出一般都要接运算放大器，信号经放大后驱动执行机构部件。 DAC0832的主要技术指标：分辨率8位，转换速度1s，非线性误差0.20%FSR；温度系数210-6/，工作方式为双缓冲、单缓冲和直通方式，逻辑输入与TTL电平兼容，功耗20mW，单电源供电。,第9章,9.5.2 典型A/D转换器芯片 A/D转换器用于将模拟量转换为数字量，对连续变化的模拟量要使用采样保持器按一定规律和周期进行采样，为使输出量充分反映输入量变化情况，采样周期要根据输入量变化的快慢来决定，一次A/D转换所需时间须小于采样周期。,第9章,1. A/D转换器工作原理和主要参数 （1）A/D转换器的分类及工作原理 按照模拟量极性A/D转换器可分为单极型和双极型；按输出数字量形式可分为并行、串行及串/并行方式；按转换原理可分为积分型、逐次逼近型和并行转换型。,第9章,2. ADC0809转换器及其应用 ADC0809有8路模拟开关，单极性，量程05V，片内有三态输出缓冲器可直接与微机总线连接。适用于对精度和采样速度要求不高的场合或一般的工业控制领域。 ADC0809采用十5V电源供电，外接工作时钟500kHz时转换时间约为128ms，工作时钟640kHz时转换时间约为100ms。,第9章,3. ADC0809与微机的连接 当A/D芯片输出端带三态锁存缓冲器时，可将ADC0809与主机直接相连，如ADC0809、AD574等；不带三态锁存缓冲器时，可通过并行接口芯片如Intel 8255与主机相连。 （1）ADC0809与CPU直接连接 （2）主机通过8255A与ADC0809连接,第9章,本章小结,定时/计数器接口芯片8253有定时和计数功能，有6种工作方式； 可编程的并行接口芯片8255A为外设提供3个8位并行接口，可工作在三种方式； 可编程串行接口芯片INS 8250为CPU提供并/串行转换功能，为外设提供串/并行转换功能； DAC0832是8位D/A转换器，转换速度较快； ADC0809是逐次逼近型8位A/D转换芯片，有较高的性能价格比。,第9章,第9章内容到此结束 谢谢各位 !,第9章,

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