第九章系统外设及接口模块设计概论
微型计算机原理与接口技术 第9章 尹建华 高教版
一、串行接口标准RS-232C
美国电子工业协会EIA制定的通用标准串行接口 制定的通用标准串行接口 美国电子工业协会
1962年公布，1969年修订 年公布， 年公布 年修订 1987年1月正式改名为 月正式改名为EIA-232D 年 月正式改名为
设计目的是用于连接调制解调器 现已成为数据终端设备DTE（例如计算机）与数 现已成为数据终端设备 （例如计算机） 据通信设备DCE（例如调制解调器）的标准接口 据通信设备 （例如调制解调器） 可实现远距离通信， 可实现远距离通信，也可近距离连接两台微机 属于网络层次结构中的最低层： 属于网络层次结构中的最低层：物理层
3. 数据传送方式（续）
(3) 全双工方式 允许通信双方同时进行发送和接收。这时，A 允许通信双方同时进行发送和接收。 这时， 站在发送的同时也可以接收， 站亦同 站亦同。 站在发送的同时也可以接收，B站亦同。 全双工方式相当于把两个方向相反的单工方式 组合在一起，因此它需要两条传输线。 组合在一起，因此它需要两条传输线。
调制解调器MODEM 调制解调器
具有调制和解调功能的器件合制在一个装置
9.2.1 串行接口的标准
串行接口标准： 串行接口标准： 指的是计算机或终端(数据终端设备 指的是计算机或终端 数据终端设备DTE)的 串行 数据终端设备 的 接口电路与调制解调器MODEM等(数据通信设备 接口电路与调制解调器 等 数据通信设备 DCE)之间的连接标准。 之间的连接标准 之间的连接标准。
起止式异步通信协议
起始位——每个字符开始传送的标志 ， 每个字符开始传送的标志， 起始位 每个字符开始传送的标志 数据位——数据位紧跟着起始位传送 。 数据位紧跟着起始位传送。 数据位 数据位紧跟着起始位传送 校验位——用于校验是否传送正确 ； 可 用于校验是否传送正确； 校验位 用于校验是否传送正确 停止位——表示该字符传送结束 。 停止 表示该字符传送结束。 停止位 表示该字符传送结束 电平， 空闲位——传送字符之间的逻辑 电平， 传送字符之间的逻辑1电平 空闲位 传送字符之间的逻辑 起始位采用逻辑0电平 起始位采用逻辑 电平 ，低位先传送 个二进制位组成， 由5～8个二进制位组成 ～ 个二进制位组成 选择奇检验、 选择奇检验、偶校验或不传送校验位位 位采用逻辑1电平 可选择1、 或 电平， 位采用逻辑 电平，可选择 、1.5或2位 表示没有进行传送
接口与外围设备主教材习题解析
接口与外围设备主教材习题解析1. 引言接口与外围设备是计算机科学与技术学科中的一门重要课程，主要研究计算机系统与外围设备之间的通信与交互方式，以及接口设计与驱动程序开发等相关内容。
本教材习题解析将针对该主题的一些典型习题进行解答与分析，帮助读者更好地理解与应用接口与外围设备方面的知识。
2. 习题解析2.1 什么是接口？接口是计算机系统中不同部分之间进行通信与交互的一种方式。
它定义了外围设备与计算机系统之间的通信协议和数据格式，使得计算机能够与外围设备进行有效的数据交换。
接口可以是硬件接口，也可以是软件接口。
对于硬件接口，它通常是计算机系统的物理接口，包括电气特性、信号线、插槽等。
而软件接口则是通过编程接口来实现的，包括操作系统提供的系统调用、驱动程序提供的API等。
解答与分析接口在计算机系统中起到了极为重要的作用。
它使得不同的硬件设备可以与计算机系统进行协作，进行数据传输、信号交换等操作。
同时，接口的设计也需要考虑到不同硬件设备和计算机系统之间的兼容性问题，确保数据能够正确地传输和处理。
2.2 接口与外围设备的通信方式接口与外围设备的通信方式有多种，常见的有并行通信和串行通信。
并行通信是指计算机与外围设备之间同时传输多位数据的方式，而串行通信则是逐位进行数据传输的方式。
解答与分析并行通信在传输速度上较快，但受到线路长度、干扰等因素的限制。
而串行通信虽然传输速度较慢，但由于数据逐位传输，可以更好地克服线路长度和干扰问题。
2.3 接口设计的考虑因素在进行接口设计时，需要考虑以下几个因素：•数据传输速率：接口所支持的数据传输速率应与外围设备的需求相匹配，以确保数据能够及时传输。
•数据格式：接口应支持所需的数据格式，以便计算机系统与外围设备之间能够进行正确的数据交换。
•接口类型：根据外围设备的特性和要求，选择合适的接口类型，如USB、PCI等。
•兼容性：接口设计时需要考虑与其他设备和系统的兼容性，以确保接口能够正常工作。
多媒体处理部件和外部设备接口
多媒体处理部件和外部设备接口1. 引言多媒体处理部件和外部设备接口是现代计算机系统中的重要组成部分。
随着多媒体应用的普及和发展，计算机系统需要具备处理多媒体数据的能力，并支持与外部设备的高效连接。
本文将介绍多媒体处理部件和外部设备接口的基本概念和工作原理。
2. 多媒体处理部件多媒体处理部件是指计算机系统中负责处理多媒体数据的硬件部件。
它通常由多个子系统组成，包括图形处理单元（GPU）、音频处理单元（APU）和视频解码器等。
2.1 图形处理单元（GPU）图形处理单元（Graphics Processing Unit，GPU）是一种专门用于处理图形计算的部件。
它通过并行处理大量的图形数据来提高图形渲染和图像处理的速度。
现代GPU通常拥有多个流处理器，每个流处理器都具有多个处理单元，可以同时执行多个图形计算任务。
2.2 音频处理单元（APU）音频处理单元（Audio Processing Unit，APU）是一种专门用于处理音频数据的部件。
它可以实时处理音频信号，包括音频编码、解码、混音、音效处理等功能。
现代APU通常集成在主板或者显卡上，提供高质量的音频输出和输入。
2.3 视频解码器视频解码器是一种专门用于解码视频数据的部件。
它通过对视频数据进行解码，将压缩的视频数据转换为可视的视频图像。
视频解码器通常支持多种视频编码格式，如MPEG-2、H.264、H.265等。
3. 外部设备接口外部设备接口是指计算机系统与外部设备之间进行数据传输和通信的接口。
它可以分为物理接口和逻辑接口两种类型。
3.1 物理接口物理接口是指计算机系统与外部设备之间传输数据的物理连接方式。
常见的物理接口包括USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）、HDMI（High DefinitionMultimedia Interface，高清晰度多媒体接口）、DisplayPort等。
这些接口提供高带宽和高传输速度，能够满足多媒体数据传输的需求。
微机应用课程设计》教案宿州学院
《微机应用课程设计》教案第一章：微机应用基础1.1 微机概述介绍微机的定义、发展历程和分类讲解微机的基本组成原理和硬件结构1.2 操作系统介绍介绍操作系统的基本功能和作用讲解常见的操作系统，如Windows、Linux等1.3 微机软件开发工具介绍常见的微机软件开发工具，如Eclipse、Visual Studio等讲解如何选择合适的开发工具进行微机应用开发第二章：微机系统硬件设计2.1 微机硬件设计基础介绍微机硬件设计的基本原则和方法讲解微机硬件设计中常见的硬件组件和接口技术2.2 微机主板设计介绍主板的设计原则、结构和常见主板芯片组讲解如何进行主板布局设计和信号完整性分析2.3 微机外设接口设计介绍常见的微机外设接口，如USB、IDE、SATA等讲解如何设计和实现微机与外设之间的接口电路第三章：微机系统软件设计3.1 微机软件设计基础介绍微机软件设计的基本原则和方法讲解微机软件设计中常见的软件架构和编程语言3.2 微机操作系统开发介绍操作系统的核心组件，如进程管理、内存管理、文件系统等讲解如何开发一个简单的微机操作系统3.3 微机应用程序开发介绍微机应用程序的开发流程和方法讲解如何使用常见的微机软件开发工具进行应用程序开发第四章：微机应用系统集成与调试4.1 微机系统集成介绍微机系统集成的基本原则和方法讲解如何将微机硬件和软件进行有效的集成4.2 微机系统调试介绍微机系统调试的基本方法和技巧讲解如何进行微机系统硬件调试和软件调试4.3 微机系统性能评估介绍微机系统性能评估的基本方法和指标讲解如何评估微机系统的性能和稳定性第五章：微机应用案例分析5.1 微机在工业控制中的应用介绍微机在工业控制领域的应用案例讲解如何利用微机实现工业控制系统的自动化5.2 微机在网络通信中的应用介绍微机在网络通信领域的应用案例讲解如何利用微机实现网络通信系统的搭建和优化5.3 微机在嵌入式系统中的应用介绍微机在嵌入式系统领域的应用案例讲解如何利用微机实现嵌入式系统的开发和应用第六章：微机系统接口技术6.1 串行通信接口介绍串行通信的基本概念和标准讲解RS-232、RS-485等串行通信接口的设计和应用6.2 并行通信接口介绍并行通信的基本概念和标准讲解parallel port、PCI等并行通信接口的设计和应用6.3 常用外设接口技术介绍USB、I2C、SPI等常用外设接口技术讲解这些接口技术在微机系统中的应用和实现方法第七章：微机系统中的数据采集与处理7.1 模拟信号采集介绍模拟信号采集的基本原理和方法讲解模数转换器（ADC）的选择和应用7.2 数字信号处理介绍数字信号处理的基本原理和方法讲解微机系统中数字信号处理技术的应用7.3 数据采集与处理的实例分析分析实际应用中数据采集与处理的案例讲解如何利用微机系统实现高效的数据采集与处理第八章：微机系统的安全与保护8.1 微机系统的硬件保护介绍微机系统硬件保护的基本方法和策略讲解过流、过压、短路等硬件保护技术的实现8.2 微机系统的软件保护介绍微机系统软件保护的基本方法和策略讲解版权保护、防病毒等软件保护技术的实现8.3 微机系统安全与保护的实例分析分析实际应用中微机系统安全与保护的案例讲解如何利用微机系统实现安全和保护的目标第九章：微机应用系统的可靠性设计9.1 可靠性基本概念介绍可靠性的基本概念和度量指标讲解可靠性模型和可靠性分析方法9.2 微机系统可靠性设计介绍微机系统可靠性设计的基本原则和方法讲解如何进行微机系统的可靠性设计和优化9.3 可靠性测试与验证介绍可靠性测试的基本方法和工具讲解如何进行微机系统的可靠性测试与验证第十章：微机应用系统的案例分析与实践10.1 综合案例分析分析具体的微机应用系统案例讲解案例中的系统设计、开发和实施过程10.2 实践项目设计与实现提供一个微机应用系统的实践项目讲解项目的设计、开发和实施方法10.3 课程设计总结与展望总结微机应用课程设计的学习内容展望微机应用技术的未来发展前景重点和难点解析重点环节1：微机的基本组成原理和硬件结构微机的基本组成原理包括中央处理器（CPU）、内存、输入/输出设备等。
微机系统及其接口技术设计原理课程设计
微机系统及其接口技术设计原理课程设计题目背景随着计算机技术的不断更新和升级，微机的应用越来越广泛。
微机是目前应用最为广泛的计算机系统之一，它用于各种控制、监测和数据处理系统。
微机系统包括计算机主机、外设和系统软件，其中，外设与系统软件的连接涉及接口技术。
接口技术是指用于连接不同设备之间软件和硬件的协议和标准。
因此，掌握微机系统及其接口技术设计原理是计算机专业学生必须要掌握的基础知识。
本次课程设计将从系统硬件设计、软件设计和接口技术设计三个方面展开。
设计内容1.系统硬件设计根据课程要求，要求学生设计并实现一个小型微机系统，包括主机、显示器和键盘三个部分。
在设计时需要考虑硬件参数和数据传输速度等问题。
具体要求如下：•主机部分：采用x86架构的微型计算机主板，包括CPU、主板、内存、硬盘、电源等部分。
•显示器：采用VGA接口的彩色液晶显示器，能够显示图形和文本。
•键盘：采用USB接口的标准键盘，能够实现输入文字和指令。
2.软件设计针对硬件设计的要求，需要学生设计和编写相关的系统软件，包括操作系统、BIOS以及驱动程序等。
具体要求如下：•操作系统：基于Windows操作系统进行二次开发，要求能够支持串口通信、显示输出以及键盘输入等功能。
•BIOS：设计并实现BIOS引导程序，要求能够检测并初始化硬件设备。
•驱动程序：设计并实现驱动程序，能够支持操作系统对硬件的调用与控制。
3.接口技术设计在完成硬件和软件设计后，需要进行接口技术设计，保证系统的稳定性和可靠性。
具体要求如下：•接口标准：保证系统硬件和软件的互通性，按照USB、VGA等标准接口进行设计。
•通信协议：选择可靠的通信协议，保证数据传输的稳定性和正确性。
•接口实现：完成接口设计后，需要进行测试和验证，保证系统的正常运行。
设计方法本次课程设计需要采用项目化、实践性和综合性的教学方法。
具体来说，可以安排课堂讲解、实验演示以及个人实践等教学环节。
•课堂讲解：讲解硬件设计、软件设计和接口技术设计的基本原理和方法，介绍常用的软件工具和平台。
计算机操作系统教程第九章外部设备管理
计算机操作系统教程第九章外部设备管理1.设备管理的目标和功能是什么?答：设备管理的目标是：选择和分配输入/输出设备以便进行数据传输操作；控制输入/输出设备和CPU(或内存)之间交换数据，为用户提供一个友好的透明接口，提高设备和设备之间、CPU和设备之间，以及进程和进程之间的并行操作，以使操作系统获得最佳效率。
设备管理的功能是：提供和进程管理系统的接口；进行设备分配；实现设备和设备、设备和CPU等之间的并行操作；进行缓冲区管理。
2.数据传送控制方式有哪几种?试比较它们各自的优缺点。
答：数据传送控制方式有程序直接控制方式、中断控制方式、DMA方式和通道方式4种。
程序直接控制方式就是由用户进程来直接控制内存或CPU和外围设备之间的数据传送。
它的优点是控制简单，也不需要多少硬件支持。
它的缺点是CPU和外围设备只能串行工作；设备之间只能串行工作,无法发现和处理由于设备或其他硬件所产生的错误。
中断控制方式是利用向CPU发送中断的方式控制外围设备和CPU之间的数据传送。
它的优点是大大提高了CPU的利用率且能支持多道程序和设备的并行操作。
它的缺点是由于数据缓冲寄存器比较小，如果中断次数较多，仍然占用了大量CPU时间；在外围设备较多时，由于中断次数的急剧增加，可能造成CPU无法响应中断而出现中断丢失的现象；如果外围设备速度比较快，可能会出现CPU来不及从数据缓冲寄存器中取走数据而丢失数据的情况。
DMA方式是在外围设备和内存之间开辟直接的数据交换通路进行数据传送。
它的优点是除了在数据块传送开始时需要CPU的启动指令，在整个数据块传送结束时需要发中断通知CPU进行中断处理之外，不需要CPU的频繁干涉。
它的缺点是在外围设备越来越多的情况下，多个DMA控制器的同时使用，会引起内存地址的冲突并使得控制过程进一步复杂化。
通道方式是使用通道来控制内存或CPU和外围设备之间的数据传送。
通道是一个独立与CPU的专管输入/输出控制的机构，它控制设备与内存直接进行数据交换。
《外部设备接口》课件
通过HDMI接口，可以将高清视频和音频信号传 输到显示器或电视。
HDMI接口支持同时传输视频、音频和控制信号， 适用于多种设备连接。
HDMI接口使用数字传输，可以保证信号的高质 量和稳定性。
VGA接口
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1
老旧接口
VGA接口是一种较为老旧的模拟视频接口，用于连接计算机与显示器。
处理器和内存
用于执行计算和存储临时数据的计算机组件。
串口和并口
串口
用于连接计算机与外部设备的通信接口，传输数据 逐位地。
并口
用于连接计算机与外部设备的通信接口，传输数据 并行地。
USB接口
高速传输
USB接口提供高速的数据传输 速率，使连接的设备能够快速 地与计算机进行通讯。
热插拔
USB接口支持热插拔功能，方 便用户在不重启计算机的情况 下连接和移除外部设备。
2
分辨率有限
VGA接口的分辨率有限，无法支持高清视频和图像的传输。
3
逐渐淘汰
随着技术的进步，VGA接口逐渐被HDMI和DisplayPort等接口所替代。
总结和问题讨论
本课件概述了外部设备接口的基本概念和功能。您是否对计算机硬件分类、串口和并口、USB接口、PS/2接 口、HDMI接口以及VGA接口有更深入的理解了呢？欢迎大家就相关问题进行讨论和提问。
广泛兼容
USB接口是一种标准化接口， 几乎所有的计算机和外部设备 都支持USB连接。
PS/2接口
1 键盘和鼠标
PS/2接口用于连接键盘和鼠标等输入设备。
2 低成本
PS/2接口相比USB接口成本较低，适合一些简单机型。
3 有线连接
PS/2接口使用传统的有线连接方式，无需额外的电源供应。
复习1,4,5,6,8,9,10
第五章 习题
5.2 基址寄存器的内容为2000H，变址寄存器内容03A0H，指令的地址码部分 是3FH，当前正在执行的指令所在地址为2B00H，请求出变址编址（考虑基址 ）和相对寻址两种情况的访问有效地址。 解: 1) 变址编址: EA = 2000H + 03A0H + 003FH = 23DFH 2) 相对寻址: EA = 2B00H + 3FH = 2B3FH 补充, 如果指令地址码部分是:8FH EA = 2B00H + FF8FH = 2A8FH
第五章 指令系统
5.5 指令类型 4）堆栈及堆栈操作指令：
什么是堆栈? 堆栈指针?栈顶? 书上介绍的压栈(PUSH)和弹栈(POP)指令的执行过程。 什么是子程序嵌套? 在一般的计算机中，堆栈的2个重要作用是什么?
第五章 指令系统
5.7 CISC和RISC
什么是复杂指令系统计算机? 什么是简单指令系统计算机? RISC技术是如何产生的？ RISC技术的特点是什么？
RAM,ROM,PROM,EPROM,E2PROM
4.3 主存储器的主要技术指标
存储器的容量、存取时间、存储周期。
4.5 读／写存储器（RAM）
1.静态存储器（SRAM） 6管存储单元， 矩阵译码的m×n存储器，字选择线、列选择线， 1K×1 静态存储器（Din、Dout、WE、CS、A0、…A9代表什么含 义） 可以看懂读写操作的时序图。
第五章 指令系统
5.4 寻址方式 4）基址寻址：
基址寄存器的概念，多道程序/浮动程序、分段。 基址寻址主要解决程序在存储器中定位和扩大寻址空间问题。 有效地址 = 基址寄存器 + 指令的地址码 操作数在存储器中。
5）变址寻址：
《操作系统接口》PPT课件
OS —— 用户与计算机之间的接口。
接口类型
1. 用户接口
支持用户与OS的交互：用户向OS请求服务，系统 向用户返回服务结果。
2. 程序接口
即API（Application Programming Interface） 支持程序员编程时使用，使程序可在执行中访问
系统资源和服务。 组成：系统调用(system call)，每个系统调用是一
3. IPC（Inter-ProcessCommunication）：用于 实现进程间通信的软件包，包括三部分： 消息机制
msgget(建立消息队列), msgsend, msgrcv
共享存储器机制
shmget(建立共享存储区), shmat(连接本进程到 共享区), shmdt(拆除链接)
14
系统态和用户态
为了防止系统程序被破坏，为计算机设置了两 种状态： 系统态(管态、核心态)
操作系统
用户态(目态)
应用程序
实际运行中，处理机会在系统态和用户态切换。 使用系统调用时，需要进行两种状态的切换。
15
特权指令和非特权指令
特权指令 系统态时运行的指令 对内存空间访问不受限制，可访问用户空间，也可
2. 组成 3. 工作流程
12
7.3 系统调用
程序接口：OS专为用户程序设置的接口，是 用户程序取得OS服务的唯一途径，由各种类 型的系统调用组成。
1. 系统调用的概念 2. 系统调用的类型 3. POSIX标准 4. 系统调用的实现
13
7.3.1 系统调用的基本概念
OS核心中的一组实现各种系统功能的子程序 （过程），可以提供给应用程序使用。 但是，为了避免破坏OS，不允许用户程序直接 调用这些子程序（过程），OS提供了一系列系 统调用命令，应用程序只能通过系统调用去调 用所需系统过程。
《微机原理与接口技术》课程总结
《微机原理与接口技术》课程总结本学期我们学习了《微型计算机原理与接口技术》，总的来说，我掌握的知识点可以说是少之又少，我感觉这门课的内容对我来说是比较难理解的。
这门课围绕微型计算机原理和应用主题，以Intel8086CPU为主线，系统介绍了微型计算机的基本知识、基本组成、体系结构、工作模式，介绍了8086CPU的指令系统、汇编语言及程序设计方法和技巧，存储器的组成和I/O接口扩展方法，微机的中断结构、工作过程，并系统介绍了微机中的常用接口原理和应用技术，包括七大接口芯片：并行接口8255A、串行接口8251A、计数器/定时器8253、中断控制器8259A、A/D（ADC0809）、D/A （DAC0832）、DMA（8237）、人机接口（键盘与显示器接口）的结构原理与应用。
在此基础上，对现代微机系统中涉及的总线技术、高速缓存技术、数据传输方法、高性能计算机的体系结构和主要技术作了简要介绍。
第一章：微型计算机概论（1）超、大、中、小型计算机阶段（1946年-1980年）采用计算机来代替人的脑力劳动，提高了工作效率，能够解决较复杂的数学计算和数据处理（2）微型计算机阶段（1981年-1990年）微型计算机大量普及，几乎应用于所有领域，对世界科技和经济的发展起到了重要的推动作用。
（3）计算机网络阶段（1991年至今）。
计算机的数值表示方法：二进制，八进制，十进制，十六进制。
要会各个进制之间的数制转换。
计算机网络为人类实现资源共享提供了有力的帮助，从而促进了信息化社会的到来，实现了遍及全球的信息资源共享。
第二章：80X86微处理器结构本章讲述了80X86微处理器的内部结构及他们的引脚信号和工作方式，重点讲述了8086微处理器的相关知识，从而为8086微处理器同存储器以及I/O设备的接口设计做了准备。
本章内容是本课程的重点部分。
第三章：80X86指令系统和汇编语言本章讲述了80X86微处理器指令的多种寻址方式，讲述了80X86指令系统中各指令的书写方式、指令含义及编程应用；讲述了汇编语言伪指令的书写格式和含义、汇编语言中语句的书写格式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
– 对于供电要考虑降低电源线纹波。以太网部分 是一个高速、高灵敏的电路，在设计的时候， 一些很小的干扰都会使通讯出现错误，而干扰 源的主要输入就是电源线，所以在设计的时候 要尽量使电源线的输入干净
• 差分线的等长与阻抗匹配
– 对于信号线要考虑阻抗匹配。以太网的通讯信 号是两对半双工的差分信号线，当以太网的通 讯速率在高达100Mbps的时候，对信号完整性 的要求比较高，这就要求使信号线的阻抗尽可 能的匹配，从而保证信号的正确传输
• 在使用数码管的时候，一般需要在外面扩展一些 逻辑门电路器件，以减少对处理器引脚资源的占 用，以及灵活实现静态或动态控制
设计要点
• 注意选择的LED数码管的极性：LED数码管 有共阴与共阳两种类型，在设计选用的时 候要注意。
• 正确选择串接在每段发光二极管上的限流 电阻，使得发光二极管导通的时候通过的 电流不超过LED数码管的极限值。
• 在本系统的设计中，使用了NANDFLASH 作为数据存储器件
• NANDFLASH器件的一个最大特点就是不 同型号、不同容量的器件的封装引脚基本 上是相同的。这个特点特别有利于模块化 的设计，对于将来更换不同容量的器件， 只需要改变驱动软件即可，而硬件不需要 改动
• W90P710微处理器不支持对NANDFLASH 的直接连接，需要在外部扩展使用专门的 译码电路
9.1 LCD显示模块的设计
• LCD屏选择的考虑因素
– LCD模组是否集成有控制器 – LCD模组的工作电压 – LCD模组的偏压极性 – LCD模组的数据总线宽度
• LCD屏外围配合电路
9.2 I2C接口与SPI接口的设计
• I2C接口：注意信号线需上拉电阻。 • SPI接口：注意发送接收信号的交叉。 • 考虑总线的最快速率。 • 考虑选择器件的工作电压。
• 注意接口信号的稳定性
SD/MMC接口设计原理图
SD卡的连接
引脚 号
1 2 3 4 5 6 7 8 9
名称
CD/DAT3 CMD VSS VDD CLK VSS DAT0 DAT1 DAT2
描述
卡检测信号/数据线3 命令信号 地信号 电源 时钟信号 地信号 数据线0 数据线1 数据线2
9.11 数据存储模块的设计
– 正确地选择好限流电阻的阻值，可以避免通过 发光二极管的电流过大而造成器件的损害，或 者是电流过小造成发光二极管发出的亮度不明 显
LED指示灯模块的设计
发光二极管的两种控制模式
9.8 LED数码管模块的设计
• LED数码管也是嵌入式系统中常用的一种显示用元 器件，可以把它看做是多个发光二极管封装的集 合
• 时钟线的处理
– 降低时钟信号的EMI干扰。以太网的时钟信号 强度比较大，并且是50MHz的高频信号，中间 含有大量的谐波干扰信号，为了减小甚至除去 谐波信号，就要特别注意时钟信号传播的信号 线阻抗尽可能地匹配，从而衰减谐波信号，减 小干扰
以太网硬件连接关系图
9.7 LED指示灯模块的设计
• 设计时考虑工作电流
• 编解码芯片的退耦滤波处理
– 音频编解码芯片是一个具有模数功能的混合芯 片，要做好电源的退耦和滤波，减少数字信号 干扰对模拟信号的影响
9.6 以太网接口的设计
• 了解MAC与PHY的区别
– 在W90P710微处理器芯片内部已经集成了 10/100M的以太网MAC(Media Access Control， 介质访问控制器)，所以在设计中，只需要在微 处理器外部扩展一个PHY（物理接口收发器） 以及相应的分离元器件即可
嵌入式微处理器系统及应用
第九章 系统外设及接口模块设计
主要内容
• LCD显示模块 • I2C接口与SPI接口 • UART串行通讯接口 • USB通讯接口 • IIS接口的音频输出 • 以太网接口 • LED发光二极管指示灯模块 • LED数码管模块 • 矩阵键盘输入模块 • SD/MMC接口 • 数据存储模块
LED数码管模块设计原理图 4位数码管模组的内部结构
9.9 矩阵键盘输入模块的设计
• W90P710微处理器内部集成了一个矩阵键 盘控制器
• 矩阵键盘输入模块的设计要点：
– 每个按键都在一个行扫描线和一个列扫描线的 交汇点处
– 在输入端的引脚上加上拉电阻或者下拉电阻， 以保证当没有键被按下的时候输入值是稳定的
9.3 UART通讯接口的设计
• 发送接收信号线的位置，是否需要交叉
– 微处理器引脚中的UART发送、接收信号与 UART器件端的发送、接收信号之间的连接要 交叉。也就是说UART器件的RX端要接到微处 理器的TX端，而UART器件的TX端要接到微处 理器的RX端
• 外部DB9接口考虑针状还是孔状 • 接口芯片选择要注意供电电压
– 注意输出信号端为OC开漏输出，这样可以避免 当两个以上同一扫描线上的键被按下的时候造 成输出信号引脚短路
矩阵键盘输入模块设计原理图
9.10 SD/MMC接口的设计
• SD/MMC数据卡接口的标准
– SPI接口 – SD接口
• 在W90P710微处理器芯片中，也提供了标 准的SD/MMC卡接口信号线，进行电路设计 的时候只需要直接把信号线连接到SD/MMC 卡插座的相应引脚上即可
– USB规范中要求当作为HOST时，USB接口需 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ备提供500mA电流的能力，这就要考虑到过 流与短路的保护问题
USB HOST接口设计原理图
USB DEVICE接口设计原理图
9.5 音频输出接口的设计
• 接口信号正确性连接
– 微处理器端的I2S_DATAI和I2S_DATAO信号需 要与解码芯片端的I2S_DATAI和I2S_DATAO信 号交叉连接
UART通讯接口设计原理图 交叉串口线的连接方式
9.4 USB通讯接口的设计
• 差分线的阻抗匹配
– USB接口的两根数据线是差分数据线，在USB 规范中，对其阻抗有一定的要求，为90Ω左右
• 防静电考虑
– 由于是高速的差分信号线对，所以在接口处需 要考虑到静电防护
• 对于USB HOST 的供电电流的考虑