微机原理与接口技术-唐彦-第七章 常用数字接口电路part 2.ppt

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微机原理接口电路课件_ppt课件

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黄玉清制作
7.2.3: DMA传送方式
7.2.3
直接存储器存取方式(DMA) (Direct Memory Access)
DMA特点:
具有接管和控制系统总线的功能,但在取 得总线控制权之前,与其它接口芯片一样, 受CPU的控制。 在DMA方式,DMA管理总线,控制传送数据的 开始与结束,传送的字节数,传送的方向及 地址。
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…...
7.2:查询式输出思考题
提问:
条件传送方式的工作原理是怎样的?主 要用在什么场合? 画出条件传送(查询)方式输出过程的 流程图。 查询式传送方式有什么优缺点?
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7.2:中断传送方式
7.2.2 中断传送方式
中断传送方式的原理
启动外设
外设准备好数据,发一个选通信号 外设向CPU发中断请求 CPU受到中断请求信号,暂停现行程序 CPU执行中断服务程序,执行输入输出操 作 中断服务程序结束,返回原来程序
HLDA
发存储器地址 修改地址指针
传送数据
传送结束?
DMA结束
图7.17 DMA流程图
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几种数据传送方式特点?
无条件传送:慢速外设需与CPU保持同步 查询传送: 简单实用,效率较低,硬件开销小 中断传送:外设主动,可与CPU并行工作,但 中断服务保护现场等需要额外时间开销,需要 硬件开销进行中断管理 DMA传送:DMAC控制,外设直接和存储器进 行数据传送,适合大量、快速数据传送,需要硬 件开销
②CPU接到DMA请求信号,如果允许,CPU发DMA响应 信号,DMA控制器接管总线,进入DMA方式;
③能寻址存储器,并修改地址;
④能向外设发读/写信号;
⑤能控制传诵的字节数,判断DMA是否结束; ⑥DMA结束时,能向CPU发出结束信号,将总线控制 权交还CPU;

课件:微机原理与接口技术7章

课件:微机原理与接口技术7章

输入输出传送方式
• 查询式传送(异步传送方式)
– 这种方式,CPU要遵循“先查询,后传送”的 原则,保证只有在外设已经是在“准备好”状 态,才开始传送数据。
– 查询式传送的一般流程: • 先从状态口读入状态字; • 如果状态是“准备好”,开始传送; • 如果状态是“没有准备好”,则继续查询,直 到“准备好”,开始传送。
微机原理与接口技术
第七章 微型计算机和外设间的数据传输
第七章 微型计算机外设间的数据传输
概述
• 把外部设备同计算机连接起来实现数据传 送的控制电路称为I/O接口电路,简称 I/O 接口。
I/O接口
(1)转换信息格式——例如串/并、并/串转换等; (2)提供联络信号——协调数据传送的状态信息,如设备
输入输出传送方式
• 查询方式的优点:CPU和外设之间可以很好 地配合工作 。
• 缺点:CPU要长期地查询外设的状态,查询 实际上就是一种等待。CPU长期的等待会影 响CPU的工作效率。
输入输出传送方式:中断
• 中断方式: 中断方式是由外设向CPU发出要求交换数据 的请求,即中断请求。CPU收到中断请求后, 中断当前的工作,为外设服务。服务结束 (输入或输出)后,继续原来的工作。
“就绪”、“忙”、“选通”、“应答”,数据缓冲器 “满”、“空”等; (3)协调定时差异——为协调计算机与外设在“定时”或 数据处理速度上的差异,使两者之间的数据交换取得同步, 有必要对传输的数据或地址加以缓冲或锁存; (4)进行译码选址——一般微机系统中都具有多台外设, 因此I/O接口必须提供设备地址译码以及确定其端口的功 能; (5)实现电平转换——外部电路采用的电平多种多样,包 括TTL, CMOS, RS-232等,接口电路必须提供计算机同外 设间的电平转换和驱动功能; (6)具备时序控制——有的接口电路具有自己的时序,以 满足计算机和各种外设在时序方面的要求。

微机原理与接口技术7-2

微机原理与接口技术7-2
址,符合了8259A的编程要求。
注意:8086系统中数据总线为16位,CPU传送数据时,低8 位数据总线传送到偶地址端口,高8位数据总线传送到奇地 址端口。当8位I/O接口芯片与8086CPU16位数据总线相连 接时,既可以连到低8位数据总线,也可以连到高8位数据 总线。
2019/10/11
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3. 级联缓冲/比较器
什么时刻使ISR中对应位置“0”,就产生不同的中断结 束方式。
2019/10/11
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① 普通EOI结束方式 在完全嵌套工作方式下,任何一级中断处理结束返回上 一级程序前,CPU向8259A传送EOI结束命令字,8259A 收到EOI结束命令后,自动将ISR寄存器中级别最高的置 “1”位清“0”(此位对应当前正在处理的中断)。
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③ 优先级自动循环方式 在优先级自动循环方式中,优先级别可以改变。
初始优先级次序规定为IR0、IR1、…、IR7,当任何一级中 断被处理完后,它的优先级别变为最低,将最高优先级赋给 原来比它低一级的中断请求,其它依次类推。
优先级自动循环方式适合用在多个中断源优先级相等的场合。
CPU向8259A发特殊EOI结束命令字,命令字中将当前要 清除的中断级别也传给8259A。此时,8259将ISR寄存器 中指定级别的对应位清“0”,它在任何情况下均可使用。
2019在自动AEOI方式中,任何一级中断被响应后,ISR寄存器 对应位置“1”,但在CPU进入中断响应周期,发第二个INTA 脉冲后,8259A自动将ISR寄存器中对应位清“0”。
应位清“0”。
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三、8259A的中断管理方式
1.8259A的编程结构
2019/10/11

微机原理与接口技术第7章控制器接口ppt课件

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7.3 定时/计数器
7.3.1 定时/计数器工作原理 7.3.2 可编程定时/计数器8253 7.3.3 8253应用例
计数器/定时器工作原理
◆计数器/定时器是一个具有可编程计数功能的专用芯片。 ◆计数器/定时器的结构:
D7~ D0 “写”
“读” D7~ D0
计数初值寄存器 减1计数器
计数值锁存器
8253的内部结构
D7~D0
RD WR CS
A1 A0
数据总线 缓冲器
读/写 控制 逻辑
控制寄存器
计数器0
初值寄存器 减1计数器 输出锁存器
计数器1
计数器2
CLK0 GATE0 OUT0 CLK1 GATE1 OUT1 CLK2 GATE2 OUT2
8253的引脚性能
◆ D7~D0:8位、双向、三态数据线, 直接和系统数据总线连接。 ◆ CS:片选信号, 低电平有效。 ◆ RD, WR:读信号, 写信号, 低电平时有效。 ◆ A1, A0:8253端口选择线。00~10分别选择计数器0~2, 11选择控制端
◆方式1和方式5
硬件触发(GATE上升沿)启动计数。它们的区别:方式1在计数过程 中输出一个宽度为计数初值乘以TCLK的单相负脉冲;方式5在计数结 束后输出一个宽度为一个TCLK的负脉冲。
◆方式2和方式3
具有自动重装计数值的能力, 是频率发生器(分频器)。它们的区别:方 式2输出占空比为(n-1):1的矩形波信号;方式3输出占空比为(n/2) : (n/2) 的方波信号。
口。 ◆ CLK0~CLK2:分别是计数器0~2的计数脉冲输入端, 做计数速率的
控制。 ◆ GATE0~GATE2:分别是计数器0~2门控输入端, 做计数允许/禁止的

微机原理与接口技术PPT教学课件

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二、存储器容量
存储容量是衡量微型计算机中存储能力的 一个指标,它包括内存容量和外存容量。内存 容量分最大容量和装机容量,外存容量是指磁 盘机和光盘机等容量。
③ 各种服务性程序,如机器的调试、故障检查和 诊断程序、杀毒程序等。
④ 各种数据库管理系统,如SQL Sever、Oracle、 Foxpro等。
2020/12/11
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1.1 微型计算机及其特点
应用软件是用来为用户解决某种应用问题 的程序及相关的文件和资料。常见应用软件主 要有以下几种: ① 用于科学计算方面的数学计算软件包、统计软 件包。 ② 文字ห้องสมุดไป่ตู้理软件包(如WPS、Office )。 ③ 图像处理软件包(如Photoshop、动画处理软 件3DS MAX)。 ④ 各种财务管理软件、税务管理软件、工业控制 软件、辅助教育等 。
一、微型计算机系统
微型计算机系统由硬件(Hardware)系统和 软件(Software)系统两大部分组成。
硬件系统是指微机的物理实体,由电子部件 和机电装置组成,包括主机箱内的MPU、RAM、 ROM、I/O接口、系统总线及控制电路、外围硬 件设备等。
具体由五大功能部件组成,即:运算器、控 制器、存储器、输入设备和输出设备。其中运算 器和控制器统称为微处理器(MPU)或中央处理 器(Contol Processing Unit,CPU)。
通过本章学习内容,会对微型计算 机概况有一个较全面的了解,为后续 内容的学习指明方向。
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1.1 微型计算机及其特点
1.1.1 微型计算机系统简介
一、微型计算机系统
微型计算机系统简称为MCS(micro computer system),它以微型计算机为核心, 再配备以相应的外围设备、辅助电路和电源 (统称硬件)及指挥微型计算机工作的系统软 件,便构成了一个完整的系统。

精品课件-微型计算机原理及接口技术-第7章_2

精品课件-微型计算机原理及接口技术-第7章_2

74LS74
D CLK Pr CLR
8237DMA的 DREQ0
到盒式磁带电路 到8255的PC5 +5 V
4.7 k 到speaker驱动电路
PB1 8255 端口61
speaker数据
74LS38 集电极开路门
图7.24 PC机中8253的连
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7.2 可编程定时器8253 五、8253的初始化及应用
初始化顺序: 【方法1】 逐个对计数器进行初始化。 【方法2】 先写所有计数器的方式字,再装入各计数器的计数值。
20
. .
图 7
25
写入方式控制字
一 个 计 写入计数值低字节 数 器 的 写入计数值高字节 初 始 化 顺 序
序图 7 26
另 一 种 初 始 化 编 程 顺
写方式控制字(计数器0) 写方式控制字(计数器1) 写方式控制字(计数器2) 写计数值低字节(计数器1) 写计数值高字节(计数器1) 写计数值低字节(计数器2) 写计数值高字节(计数器2)
; 写入控制寄存器,01 01 010 0
; 写低字节
; 计数值:18 ; 频率发生器
电路图 控制寄存器
PCLK经二分频后,频率为1.19318MHz,则负脉冲间隔时间:
18×(1 / 1.19318)μs = 15 μs
→ DRAM 刷新
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7.2 可编程定时器8253 五、8253的初始化及应用
; 写低字节 ; ; 计数值:65536 ; 输出对称ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ波
电路图 控制寄存器
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7.2 可编程定时器8253 五、8253的初始化及应用
在IBM公布的软件BIOS中,对8253初始化的程序:
MOV AL, 54H

微机原理与接口技术第七章.ppt

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用户编程原则 ①尽可能使用DOS的系统功能调用,
提高程序可移植性。 ②在DOS功能不能实现情况下,
考虑用BIOS功能调用。 ③在DOS和BIOS的中断子程不能解决问题时,
使用IN/OUT指令直接控制硬件。 3
1. 调用方法
设置入口参数
在AH设置功能号m 执行中断指令INT N
分析、应用出口参数
4
2、DOS功能调用要注意的问题 使用DOS功能调用还要注意下列问题: (1)从键盘输入的字符由系统自动转换为ASCII码, 在进行数据处理时要特别注意; (2)需要在屏幕上显示的字符要在程序中将其转 换为ASCII码。
stri DB ‘Tsinghua University’, ‘$’
data ENDS
code SEGMENT
ASSUME CS:code, DS:data
start: MOV AX, data ; 置 缓 冲 区 地 址 于
DS:DX
MOV DS, AX
LEA DX, stri
MOV AH, 09H
;定义缓冲区 ;定义限制最多输入个数 ;用于存放实际输入个数 ;用于存放输入的字符串
从键盘输入‘ABCD’, 回车,内存的存放结果:
地址
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0a 0b 0c 0d 0e 0f
内容
0B 04 41 42 43 44 0D 00 00 00 00 00 00 00 00 00
INT 21H
MOV AH, 4CH
INT 21H
;返回DOS
code ENDS
END start
2
PC—DOS是IBM PC微型计算机的磁盘操作系统。 它为用户提供了许多命令,也有80多个子程序可供用 户调用。这些子程序的功能主要是实现对存储器和基 本I/O设备的管理等。为了便于调用将所有子程序顺 序编号,如PC DOS2.0有87个子程序,编号从0开始到 57H。

第7章常用数字接口电路PPT课件

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DB
IOW
IOR

A1
A0
译码器
8253
GATE0
D0~D7 GATE1
GATE2 WR
CLK0 RD CLK1
A1
CLK2
A0
OUT0
OUT1 CS
OUT2
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+5V 2MHz
18
8253应用例
初始化程序
CNT0: MOV DX,0123H MOV AL,34H OUT DX,AL MOV DX,0120H MOV AX,20000 OUT DX,AL
D0----D7 CS RD WR A0,A1
REAST
A1 A0 00 01 10 11
A端口 B端口 C端口 控制寄存器
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21
引线
连接外设端的引脚:
PA0~PA7 PB0~PB7 PC0~PC7
分别对应 A、B、C 三个端口
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22
二、结构
端口A A组
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6
结构特控制寄存器 控制逻辑
存放控制命令字
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7
二、计数启动方式
软件启动
GATE端为高电平
置入计数初值后的第2个 CLK脉冲的下降沿
硬件启动 GATE端有一个上升沿
对应CLK脉冲的下降沿
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8
三、工作方式
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四、方式控制字及状态字
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16
8253应用例
计算计数初值:
CNT0:10ms/0.5us=20000
CNT1:2 MHz/10KHz=200
CNT2: 5ms/0.5us=10000
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1. 定时中断 通过阅读系统ROM-BIOS的初始化编程,结合硬件连接图Fra bibliotek析计数器0的作用。
MOV AL, 36H OUT 43H, AL MOV AL, 0 OUT 40H, AL OUT 40H, AL
2. 定时刷新:
MOV AL, 54H OUT 43H, AL MOV AL, 18 OUT 41H, AL
7.3.1 8255的引线及结构 1. 外部引线及结构 引脚含义 D0~D7:双向数据信号线 /RD:读信号线,低电平有效 /WR:写信号线:低电平有效 /CS:片选信号,低电平有效 A0、A1:输入寄存器选通信号 RESET:复位输入信号 PA0~PA7:A口的8条输入/输出信号线 PB0~PB7:B口的8条输入/输出信号线 PC0~PC7:C口的8条输入/输出信号线
➢ 端口A:PA0~PA7 A组,支持工作方式0、方式1、方式2 常作数据端口,功能最强大
➢ 端口B:PB0~PB7 B组,支持工作方式0、方式1 常作数据端口
➢ 端口C:PC0~PC7 仅支持工作方式0 A组控制PC4~PC7,B组控制PC0~PC3 分成两个4位端口 可作数据、状态和控制端口 控制最灵活,最难掌握
7.2.4 8253的应用
1. 8253与系统的连接 ➢ 8253共占用4个端口地址 ➢ 信号CS、A0、A1与读信号/RD、写信号/WR配合,可以实现对8253的
各种读写操作。
8253连接到系统总线的连接图:
2. 8253的编程 也称为对8253进行初始化。包括两个部分: ➢ 写各计数器的方式控制字 ➢ 设置计数初值。
IOR
RD
IOW
WR A口
系 统 总
A0 A1
线 信
D0~D7
B口
外 设
D0~D7

A2



。 。
。 。

CS
C口
A15
7.3.2 8255的工作方式
3种基本工作方式:方式0、方式1、方式2 ➢ 方式0:基本输入输出方式
适用于无条件传送和查询方式的接口电路 ➢ 方式1:选通输入输出方式
适用于查询和中断方式的接口电路 ➢ 方式2:双向选通传送方式
2.内部结构
➢ 1)数据端口
➢ 2)A组和B组控制电路
➢ 3)读写控制逻辑
A组
➢ 4)数据总线缓冲器
控制
DB 数据总线
缓冲器
8位内部 数据总线
RD WR
A0 A1 RESET
CS
读/写 控制 逻辑
B组 控制
A组 端口A (8)
A组 端口C 高4位
B组 端口C 低4位
B组 端口B (8)
PA7~PA0 PC7~PC4 PC3~PC0 PB7~PB0
3. 扬声器控制:
MOV AL, 0B6H OUT 43H, AL MOV AX, 1190 OUT 42H, AL MOV AL, AH OUT 42H, AL IN AL, 61H MOV AH, AL OR AL, 03 OUT 61H, AL … MOV AL, AH OUT 61H, AL
例如,已知某个8253的计数器0、1、2和控制端口依次为40H~43H。要求 设置其中的计数器0为方式0,采用二进制计数,先低字节后高字节写入计 数值。初始化程序段如下:
MOV AL, 30H OUT 43H, AL 计数器0写入计数初值1024(=400H),初始化程序为: MOV AX, 1024 OUT 40H, AL MOV AL, AH OUT 40H, AL
例7-2,写出图7-13中8253的初始化程序,其中,3个CLK频率均为2MHZ ,计数器0在定时100微秒后产生中断请求,计数器1用于产生周期为10微 秒的对称方波;计数器2每1毫秒产生1个负脉冲。
7.1 并行通信与串行通信
7.1.1 并行通信 特点 ➢ 以计算机的字长,通常是8位、16位或32位为传输单位,一次传送一 个字长的数据 ➢ 适合于外部设备与微机之间进行近距离、大量和快速的信息交换 ➢ 与实际传送位数无关 ➢ 对传送的信息不要求固定格式 ➢ 微机系统中最基本的信息交换方法 ——例如:系统板上各部件之间,接口电路板上各部件之间。
适用于双向传送数据的外设
适用于查询和中断方式的接口电路
1. 方式0——基本输入输出方式 ➢ 24条I/O线全部由用户分配功能 ➢ 端口信号线之间无固定的时序关系 ➢ 输出锁存,输入只有缓冲能力而无锁存能力 ➢ 单向I/O,一次初始化只能指定某一端口作输入或作输出,不能使该端口同
时既作输入又作输出。 ➢ 分成彼此独立的两个8位和两个4位并行口 ➢ 只能把C口的高4位为一组或低4位为一组同时输入或输出。 ➢ C口有按位进行置位和复位的能力
分类 ➢ 输入和输出 ➢ 单向和双向 ➢ 数字和模拟 ➢ 简单接口和可编程接口
7.3 可编程并行接口8255
具有多种功能的可编程并行接口电路芯片 ➢ 最基本的接口电路:三态缓冲器和锁存器 ➢ 与CPU间、与外设间的接口电路:状态寄存器和控制寄存器 ➢ 还有端口的译码和控制电路、中断控制电路 共24个外设引脚,分3个端口、2组控制; 共3种输入输出工作方式 ➢ 方式0——基本输入输出 ➢ 方式1——选通输入输出 ➢ 方式2——双向选通输入输出
2. 内部结构和工作原理 ➢ 1)计数器(0、1、2) ➢ 2)控制寄存器 ➢ 3)数据总线缓冲器 ➢ 4)读写控制逻辑
计数器工作方式一览表
7.2.3 8253的控制字
8253必须先初始化才能正常工作,每个计数通道可分别初始化 CPU通过指令将控制字写入可编程定时器8253的控制寄存器,从而确定3 个计数器分别工作于何种工作方式下。 8253的控制字具有固定的格式
初始化的方法有两种: ➢ (1)以计数器为单位逐个进行初始化 ➢ (2)先写所有计数器的方式字,再装入各计数器的计数值
例7-1, 在IBM PC系统板上使用了一块8253定时/计数器,其计数器0( CNT0)用于为系统的电子钟提供时间基准,它的输出端作为系统的中断 源接到8259的IR0端;计数器1(CNT1)用于DRAM的定时刷新;计数器2 (CNT2)主要用作机内扬声器的音频信号源,可输出不同视频的方波信 号。图7-16是简化了的IBM PC内8253的连接图,其接口地址采用部分译 码方式,占用的设备端口地址为40H~5FH。以下编程中,使用了地址中的 40H~43H。
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