常用接口芯片
常用接口芯片及应用
常用接口芯片及应用1. 介绍接口芯片是计算机系统中用于连接各个设备和外部接口的重要组件。
它们可以实现设备之间的数据传输和通信，并且支持各种不同的接口标准和协议。
在现代电子产品中，常用接口芯片被广泛应用于各个领域，如计算机、通信、汽车、工业控制等。
本文将介绍一些常用的接口芯片以及它们的应用。
2. USB接口芯片USB（Universal Serial Bus）是一种常用的计算机接口标准，用于连接外部设备和计算机主机。
USB接口芯片通常包括USB控制器和USB PHY（Physical Layer）两部分。
USB控制器负责处理USB协议的逻辑层，而USB PHY负责处理USB物理层的电信号转换。
USB接口芯片的应用非常广泛，如打印机、扫描仪、摄像头、音频设备等。
3. Ethernet接口芯片Ethernet（以太网）是一种用于局域网（LAN）的常用接口标准。
Ethernet接口芯片通常包括MAC（Media Access Control）子层和物理层接口部分。
它们可以支持不同的以太网速度和传输介质，如10/100/1000 Mbps和光纤、双绞线等。
Ethernet接口芯片的应用非常广泛，如网络交换机、路由器、网络存储设备等。
4. HDMI接口芯片HDMI（High-Definition Multimedia Interface）是一种用于高清视频和音频传输的接口标准。
HDMI接口芯片通常包括HDMI控制器和HDMI PHY两部分。
HDMI控制器负责处理HDMI协议的逻辑层，而HDMI PHY负责处理HDMI物理层的电信号转换。
HDMI接口芯片广泛应用于高清电视、投影仪、显示器等设备。
5. SPI接口芯片SPI（Serial Peripheral Interface）是一种用于外围设备和微控制器之间的串行通信接口。
SPI接口芯片通常包括SPI控制器和SPI PHY两部分。
SPI控制器负责处理SPI协议的逻辑层，而SPI PHY负责处理SPI物理层的电信号转换。
常用可编程并行接口芯片及应用
运动控制
利用并行接口芯片，可以 实现机器人的精确运动控 制，提高机器人的稳定性 和灵活性。
人机交互
通过并行接口芯片，可以 实现机器人的人机交互功 能，提高机器人的智能化 水平和用户体验。
03 并行接口芯片的编程技术
硬件编程语言
VHDL
用于描述数字电路和系统的行为 和结构，被广泛应用于FPGA和 ASIC设计。
常用可编程并行接口芯片及应用
目 录
• 常用可编程并行接口芯片简介 • 并行接口芯片的应用 • 并行接口芯片的编程技术 • 并行接口芯片的应用实例 • 并行接口芯片的未来展望
01 常用可编程并行接口芯片 简介
芯片种类与特点
8255芯片
CPLD芯片
FPGA芯片
DSP芯片
一种常用的并行接口芯片， 具有三个8位并行输入/输出 端口和一个控制字寄存器。 特点是操作简单、灵活，可 实现多种输入/输出模式。
芯片应用领域
工业控制
通信与网络
用于实现自动化生产线、 机器人、传感器等设备
的接口和控制功能。
用于调制解调器、交换 机、路由器等通信设备
的接口和数据处理。
多媒体处理
用于音频、视频采集、 编解码和传输等应用， 如音视频编辑、流媒体
服务器等。
仪器仪表与测量
用于数据采集、信号处 理和控制系统，如示波
器、频谱分析仪等。
ARM架构
一种流行的嵌入式系统处理器架构，广泛应用于各种嵌入式 设备中。
RTOS（实时操作系统）
用于管理嵌入式系统的硬件和软件资源，提供实时任务调度 和事件处理功能。
04 并行接口芯片的应用实例
智能家居控制系统
智能家居控制系统是并行接口芯片的重要应用领域之一。通过将并行接 口芯片与各种传感器、执行器等设备连接，可以实现家居环境的智能监 控和控制。
第6章 常用的输入输出接口芯片
使数据总线D0~D7浮空。从而CPU将总线交给DMAC
使用。
西安理工大学教学讲稿
第6章 常用的输入输出接口芯片
图6.10 利用8288构成系统总线
西安理工大学教学讲稿
第6章 常用的输入输出接口芯片
6.3 总线裁决器8289
8289是为了构成中、大规模的8086/88多处理器系 统设计的，由于总线及资源的多处理器共享，为了防 止竞争必须进行裁决。 6.3.1 8289引线及简单功能说明 总线裁决器8289引线如图6.11所示。8289的20条引
第6章 常用的输入输出接口芯片
图6.7 共阳LED数码管的示意图
西安理工大学教学讲稿
第6章 常用的输入输出接口芯片
2. 接口电路
这种七段LED数码管与微机系统总线有多种接口 方式。而生产厂家为数码管生产了多种译码器，可直 接作为LED数码管接口，本书不做说明。在此，利用 前面提到的锁存器74LS273作为输出接口，将开路集电 极门7406作为驱动器连接LED数码管。用三态门作为 按钮K的输出接口，其连接图如图6.8所示。
2.内部结构
8255的内部结构框图如图6.15所示。 从图6.15中可以看到,左边的信号与系统总线相接， 而右边是与外设相连接的3个口。3个口均为8位。 为了控制方便,将8255的3个口分成A,B两组。其中
A组包括A口的8条线PA0~PA7和C口的高4位PC4~PC7。
B组包括B口的8条线PB0~PB7和C口的低4位PC0~PC3 。 A组和B组分别由软件编程来加以控制。
西安理工大学教学讲稿
第6章 常用的输入输出接口芯片
图6.15 8255的内部结构框图
西安理工大学教学讲稿
第6章 常用的输入输出接口芯片
常用芯片引脚图
附录三常用芯片引脚图一、 单片机类1、MCS-51芯片介绍：MCS-51系列单片机是美国Intel 公司开发的8位单片机，又可以分为多个子系列。
MCS-51系列单片机共有40条引脚，包括32条I/O 接口引脚、4条控制引脚、2条电源引脚、2条时钟引脚。
引脚说明： P0.0～P0.7：P0口8位口线，第一功能作为通用I/O 接口，第二功能作为存储器扩展时的地址/数据复用口。
P1.0～P1.7：P1口8位口线，通用I/O 接口无第二功能。
P2.0～P2.7：P2口8位口线，第一功能作为通用I/O 接口，第二功能作为存储器扩展时传送高8位地址。
P3.0～P3.7：P3口8位口线，第一功能作为通用I/O 接口，第二功能作为为单片机的控制信号。
ALE/ PROG ：地址锁存允许/编程脉冲输入信号线（输出信号）PSEN ：片外程序存储器开发信号引脚（输出信号）EA/Vpp ：片外程序存储器使用信号引脚/编程电源输入引脚RST/VPD ：复位/备用电源引脚2、MCS-96芯片介绍：MCS-96系列单片机是美国Intel 公司继MCS-51系列单片机之后推出的16位单片机系列。
它含有比较丰富的软、硬件资源，适用于要求较高的实时控制场合。
它分为48引脚和68引脚两种，以48引脚居多。
引脚说明：RXD/P2.1 TXD/P2.0：串行数据传出分发送和接受引脚，同时也作为P2口的两条口线HS1.0～HS1.3：高速输入器的输入端HS0.0～HS0.5：高速输出器的输出端（有两个和HS1共用）Vcc ：主电源引脚（＋5V ）Vss ：数字电路地引脚（0V ）Vpd ：内部RAM 备用电源引脚（＋5V ）V REF ：A/D 转换器基准电源引脚（＋5V ）12345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST RXD/P3.0TXD/P3.1INT0/P3.2INT1/P3.3T0/P3.4T1/P3.5WR/P3.6RD/P3.7XTAL2XTAL1V SS V CC P0.0/AD 0P0.1/AD 1P0.2/AD 2P0.3/AD 3P0.4/AD 4P0.5/AD 5P0.6/AD 6P0.7/AD 7EA/V PP ALE/PROG PSENP2.7/A 15P2.6/A 14P2.5/A 13P2.4/A 12P2.3/A 11P2.2/A 10P2.1/A 9P2.0/A 8803180518751AGND：A/D转换器参考地引脚XTAL1、XTAL2：内部振荡器反相器输入、输出端，常外接晶振。
常用IO接口芯片
（5）并行接口可直接设置成用硬布线方式连接旳接口，也 可用可编程接口芯片构成可编程接口。
并行接口电路8255A
具有多种功能旳可编程并行接口电路芯片
最基本旳接口电路：三态缓冲器和锁存器 与CPU间、与外设间旳接口电路：状态寄存器
用PC6设置INTE1（输出） 用PC4设置INTE2（输入）
输入和输出中断经过
或门输出INTRA信号
PC3
INTRA
方式2双向时序
WR OBF INTR ACK
STB
IBF RD PA0～PA7 D0～D7
data-in data-out
data-out data-in
8255A旳应用
作为通用旳并行接口电路芯片， 825A具有广泛旳应用
方式2旳数据输入过程与方式1旳输入方式一样
方式2旳数据输出过程与方式1旳输出方式有一点 不同：数据输出时8255A不是在OBF*有效时向 外设输出数据，而是在外设提供响应信号ACK* 时才送出数据
方式2双向引脚
PA7~PA0
INTE1
PC6
PC7
INTE2 PC4 PC5
ACKA OBFA STBA IBFA
PC0
STBB IBFB
INTRB
输入缓冲器满信号 表达A口已经接受数据
中断允许触发器 PC2=1时 B口允许中断
中断祈求信号 祈求CPU接受数据
方式1输入联络信号
STB*——选通信号，低电平有效
由外设提供旳输入信号，当其有效时，将输入设备送 来旳数据锁存至8255A旳输入锁存器
IBF——输入缓冲器满信号，高电平有效
ic芯片型号
ic芯片型号IC芯片有很多种型号，以下列举一些常见的IC芯片型号和简要介绍：1. ATmega328P：这是一款8位微控制器芯片，常用于Arduino开发板中。
它具有高性能、低功耗和多种外设接口，适合用于嵌入式系统和物联网应用。
2. STM32F103：这是一款32位ARM Cortex-M3处理器芯片，也被广泛应用于嵌入式系统中。
它具有高性能、丰富的外设接口和强大的处理能力，适用于各种控制和通信应用。
3. ESP8266：这是一款Wi-Fi芯片，可用于物联网和无线通信应用。
它集成了Wi-Fi模块和微控制器，支持TCP/IP协议栈，适用于连接互联网和远程控制设备。
4. MAX232：这是一款RS-232电平转换芯片，常用于串口通信电平转换。
它可以将TTL/CMOS电平转换成RS-232电平，实现与PC等设备的通信。
5. LM555：这是一款定时器芯片，具有多种时序控制功能。
它可以产生各种脉冲和定时信号，广泛应用于定时器、发生器和脉冲宽度调制等电路设计中。
6. TDA2030：这是一款功放芯片，具有较高的输出功率和良好的音质特性。
它适用于音频放大器和音响系统，可实现高保真音频放大。
7. CD4046：这是一款锁相环芯片，可实现频率同步、信号恢复和频率合成等功能。
它适用于通信和控制系统中的时钟同步和频率跟踪。
8. NE555：这是一款通用定时器芯片，具有高稳定性和可靠性。
它可以产生各种脉冲和定时信号，适用于计时器、延时器和频率分频等应用。
9. AD623：这是一款精密差分放大器芯片，适用于低噪声、高增益和精密测量应用。
它具有良好的线性度和低功耗特性，满足各种测量和控制需求。
10. LM386：这是一款低功耗音频功放芯片，适用于小型扬声器和音频放大器应用。
它具有简单的电路设计和较高的放大增益，适合用于便携式音响和电子设备中。
以上仅是一些常见的IC芯片型号和简要介绍，IC芯片种类繁多，功能各异，应用范围广泛，满足了各种电子设备和系统的需求。
常用USB转串口芯片介绍
常用USB转串口芯片介绍引言USB转串口芯片是一种常见的硬件设备，广泛应用于计算机与外部串行设备之间的通信连接。
本文将介绍几种常用的USB转串口芯片，并针对它们的特性、应用领域和操作方法进行详细介绍。
CH340芯片特性•CH340芯片是一种低成本USB转串口芯片，由中国公司WCH生产。
•支持全速USB通信（12Mbps）。
•内置EEPROM，支持自定义VID/PID。
•支持5V和3.3V供电。
•可以通过使用官方提供的驱动程序在Windows、Linux和Mac OS等多种平台上使用。
应用领域•Arduino控制器和传感器模块的通信。
•工业自动化设备与计算机之间的数据传输。
•单片机与计算机的串行通信。
操作方法1.在计算机上安装CH340驱动程序。
2.将CH340芯片插入USB端口。
3.通过设备管理器（Windows）或系统信息（Mac OS）查找COM端口号。
4.使用串口通信软件进行数据传输。
PL2303芯片特性•PL2303芯片是由台湾公司Prolific Technology Inc.开发的USB转串口芯片。
•支持全速USB通信（12Mbps）。
•自动流控制和自动功耗管理。
•兼容RS-232电平标准（±5V）。
•支持5V和3.3V供电。
应用领域•GPS导航设备与计算机之间的数据传输。
•网络设备的调试和故障排除。
•打印机和POS设备的连接。
1.在计算机上安装PL2303驱动程序。
2.将PL2303芯片插入USB端口。
3.通过设备管理器（Windows）或系统信息（Mac OS）查找COM端口号。
4.使用串口通信软件进行数据传输。
FT232芯片特性•FT232芯片是由英国公司Future Technology Devices International (FTDI)开发的USB转串口芯片。
•支持高速USB通信（480Mbps）。
•内置EEPROM，支持自定义VID/PID。
•支持波特率自适应，最高可达3Mbps。
485芯片运用场景
485芯片运用场景【引言】在我国的电子市场中，485芯片是一种广泛应用的芯片，其具备较高的性能和稳定性，赢得了众多用户的青睐。
本文将详细介绍485芯片的运用场景、优势和特点，并通过对实际应用实例的分析，让大家更加深入了解这款芯片。
【485芯片的概述】485芯片，全称为串行通信接口芯片，是一种用于实现串行通信的集成电路。
它主要通过RS-485接口实现数据传输，具有较高的传输速率和较远的传输距离。
在工业自动化、通信、家电等领域有着广泛的应用。
【485芯片的运用场景】1.工业自动化：485芯片在工业自动化领域主要用于实现设备间的数据通信，如PLC（可编程逻辑控制器）与上位机之间的通信。
2.通信设备：在通信设备中，485芯片常用于数据传输模块，实现设备之间的远程监控和控制。
3.家电控制：在家电控制领域，485芯片可用于实现智能家居系统中的设备互联，如智能门锁、智能照明等。
4.楼宇自控：在楼宇自控系统中，485芯片可用于实现楼宇设备间的数据通信，如空调、电梯等设备的监控和控制。
【485芯片的优势和特点】1.高速传输：485芯片支持较高的传输速率，最高可达10Mbps。
2.远距离传输：485芯片具有较远的传输距离，一般在1-2公里范围内。
3.抗干扰能力强：485芯片具有较强的抗电磁干扰和抗噪声能力，适用于复杂的环境。
4.易于扩展：485芯片支持多节点通信，便于系统扩展。
5.成本较低：与其他通信接口相比，485芯片具有较低的成本优势。
【应用实例】以一款智能家居系统为例，采用485芯片实现照明设备的控制。
通过上位机发送指令，控制照明设备的开启、关闭和亮度调节等功能。
系统具有以下优点：1.稳定性：485芯片具有较强的抗干扰能力，确保通信的稳定性。
2.扩展性：系统支持多节点通信，可方便地添加或删除设备。
3.成本优势：与其他通信方式相比，485芯片具有较低的成本。
4.易于维护：485芯片具有较强的兼容性，便于后期的维护和升级。
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7.1 可编程并行接口8255 7.2 可编程定时/计数器8253/8254 7.3 可编程串行接口8251 7.4 模拟I/O接口 7.5 例题解析
7.1 可编程并行接口8255
7.1.1并行通信的概念
1. 并行通信与串行通信
随着多微机系统的应用和微机网络的发展，计算机与外
部设备之间、计算机和计算机之间常常要进行数据交换，这些
－8－
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⑵ 面向外设的接口电路
❖ ❖ ❖
端 端 端AB仅 AB组 组 组 组口 口 口支， ， 控 控ABC持支 支 制 制：：：工端端端持 持 高 低PPP作常 常 可 分 控口口口ABC工工44方位 位作 作 作 两 制0ABC00作作～式～ ～：PP： ：数数数个最方方CC0PPP4据据据灵PPP40式式A位BC～～CAB、端端活70077000，PP、、状，口口～～ ～CC每11态，最73PPP、位和功难CAB2可777控能掌独制最握立端强操口大作
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⑴ 面向CPU的接口电路
❖ ① 数据总线缓冲器
❖ 数据总线缓冲器是一个三态双向的8位缓冲器，是8255 与系统数据总线的接口。与此关联的接口信号线是数据线 D7～D0,它直接与CPU数据总线相连，以实现CPU与8255 接口之间的信息传递。CPU向8255写入控制字、或从8255 中读状态信息以及所有数据的输入和输出，都需要通过数据 缓冲器进行传递。
数据交换可称为数据通信。数据通信方式有两种：并行通信与 串行通信。
并行通信是指数据的各位同时进行传送的通信方式，可
以字或字节为单位并行进行。并行通信速度快，但用的通信线
多、成本高，故不宜进行远距离通信。计算机内部各种总线就 是以并行方式传送数据的。
串行通信是指数据逐位顺序传送的通信方式。串行传送的
速度低，但只需要很少几根通信线，适用于长距离而速度要求 不高的场合。在网络中传送数据绝大多数采用串行方式。
❖ ⑶ 数据缓冲寄存器
在并行接口中还设置了输入缓冲寄存器和输出缓冲寄存器，缓冲器 是用来暂存数据。因为外设与CPU交换数据，CPU的速度远远高于外设 的速度。
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一个典型的并行接口与CPU、外设的连接图
CPU 总线系统
数据总线
输出数据准备好 输入数据准备好
中断请求 复位 IOR 复IO位W
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4. 数据输出过程
数据输出过程，指的是CPU向外设输出数据。 ❖ ① 当外设从接口接收到一个数据后，接口的输出缓冲寄存
器“空”，使状态寄存的“输出数据准备好”状态位置成高 电平“1”，这表示CPU可以向外设接口输出数据，这个状态 位可供CPU查询。 ❖ ② 此时接口也可向CPU发出一个中断请求信号，同上面的 输入过程相同，CPU可以用软件查询方式，也可以用中断的 方式将CPU中的数据通过接口输出到外设中。当输出数据送 到接口的输出缓冲寄存器后，再输出到外设。 ❖ ③ 与此同时，接口向外设发送一个启动信号，启动外设接 收数据。外设接收到数据后，向接口回送一个“输出回答” 信号。 ❖ ④ 接口电路收到该信号后，自动将接口状态寄存器中的 “准备好输出”状态位重新置为高电平“1”，通知CPU可以 向外设输出下一个数据。
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2. 并行接口
❖ 无论是并行通信还是串行通信，就其I/O接口与CPU之间的通信而言， 均是以并行通信方式传送数据的。
❖ 并行通信由并行接口完成，它以字节（或字）为单位与I/O设备或被控对 象进行数据交换，以同步方式传输。如打印机接口，A/D、D/A转换器 接口，IEEE488接口，开关量接口，控制设备接口等。
控制寄存器 状态寄存器 输入缓冲寄存器
AEN 地址总线地址 来自码器输出缓冲寄存器 CS
A0 A1
输入数据
输
输入数据准备好 入
设
输入应答
备
输出数据
输
输出数据准备好 出
设
输出应答
备
－4－
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3. 数据输入过程
数据输入过程，指的是外设向CPU输入数据。 ❖ ① 当外设将数据通过数据输入线送给接口时，先使状态线
－9－
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⑶ 内部控制逻辑
❖ 包括A组控制部件、B组控制部件两部分。A 组控制部件控制端口A和端口C的高4位 （PC7～PC4）；B组控制部件控制端口B和 端口C的低 4位（PC3～PC0）。
“输入数据准备好”为高电平。然后通过接口把数据接收到 输入缓冲寄存器中，同时把“输入回答”信号置成高电平 “1”，并发给外设。 ❖ ② 外设接到回答信号后，将撤消“输入数据准备好”的信号。 当接口收到数据后，会在状态寄存器中设置“准备好输入” 状态位，以便CPU对其进行查询。 ❖ ③ 接口向CPU发出一个中断请求信号，这样CPU可以用软件 查询方式，也可以用中断的方式将接口中的数据输入到CPU 中。 ❖ ④ CPU在接收到数据后，将“准备好输入”的状态位自动清 除，并使数据总线处于高阻状态。准备外设向CPU输入下一 个数据。
❖
❖ 从并行接口的电路结构来看，并行口有硬连线接口和可编程接口之分。
❖ 一个并行接口中包括状态信息、控制信息和数据信息
❖ ⑴ 状态寄存器
状态寄存器用来存放外设的信息，CPU通过访问这个寄存器来了解 某个外设的状态，进而控制外设的工作，以便与外设进行数据交换。
❖ ⑵ 控制寄存器
并行接口中有一个控制寄存器，CPU对外设的操作命令都寄存在控 制寄存器中。
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7.1.2 8255外部引脚及内部结构
A组
1. 8255内部结构 控制
A组 端口A
PA0～PA7
D0～D7
数据 总线 缓冲器
内部数据线
RD
WR
A0 A1 CS
RESET
读写 控制 逻辑
B组 控制
内部控制线
A组 端口C 上部
B组 端口B
B组 端口C 下部
PC4～PC7 PB0～PB7 PC0～PC3
❖ ② 读/写控制逻辑。
❖ 读/写控制逻辑是8255内部完成读/写控制功能的部件， 它接收来自CPU的地址和控制信号，并依据这些信号，通过 内部控制逻辑向8255的各功能部件发出读/写控制命令，用 于管理数据、控制字或状态字的传送。与此部分有关的有6 根信号线：片选信号、读信号、写信号、端口选择信号A1、 A0以及RESET复位信号。