常用芯片的接口技术
以太网接口芯片
以太网接口芯片以太网接口芯片是指用于以太网通信的接口芯片，主要功能是实现数据的传输和接收。
本文将对以太网接口芯片进行详细的介绍。
以太网接口芯片是计算机网络中最常用的接口类型之一，它用来连接计算机与以太网之间的物理层和数据链路层。
以太网接口芯片通常包括发送器和接收器两个主要部分。
发送器是以太网接口芯片中的一个重要组成部分，主要功能是将计算机中的数据转换成电信号发送到网络中。
发送器通常包括物理层接口电路、调制解调器、编码解码器等功能模块。
物理层接口电路主要负责将计算机中的二进制数据转换成电信号，调制解调器主要用来将数字信号转换成模拟信号，编码解码器用来对信号进行编码和解码。
接收器是以太网接口芯片中的另一个重要组成部分，主要功能是接收网络中的数据并将其转换成计算机可以识别的格式。
接收器通常包括物理层接口电路、解调器、解码器等功能模块。
物理层接口电路主要负责将接收到的电信号转换成计算机中的数字数据，解调器主要用来将模拟信号转换成数字信号，解码器用来对信号进行解码。
除了发送器和接收器，以太网接口芯片还包括一些辅助功能模块，例如MAC（媒体访问控制）子层和PHY（物理层）子层。
MAC子层主要负责控制数据的传输、接收和发送的顺序等功能，而PHY子层主要负责处理物理层的数据传输和接收。
以太网接口芯片使用的是IEEE802.3协议标准，该标准定义了以太网的物理特性、数据传输方式和数据格式等。
以太网接口芯片通常支持多种不同传输速率，例如10Mbps、100Mbps和1Gbps等。
随着技术的不断发展，以太网接口芯片的传输速率也在不断提高。
以太网接口芯片广泛应用于各种计算机设备和网络设备中，例如个人电脑、服务器、路由器、交换机等。
它们在计算机网络中扮演着重要的角色，能够实现高效、可靠的数据传输。
总的来说，以太网接口芯片是计算机网络中最常用的接口类型之一，它通过发送器和接收器实现数据的传输和接收。
以太网接口芯片使用的是IEEE802.3协议标准，支持多种不同传输速率。
08 常用接口芯片-微机原理与接口技术(第3版)-牟琦-清华大学出版社
清华大学出版社
图8.2 8255内部结构
8.1 可编程并行接口8255
1) 面向CPU的接口电路 (1) 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。接口的数据线D7～D0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 通过数据缓冲器来进行传递。
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8.1 可编程并行接口8255
(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或中断的方式将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。
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8.1 可编程并行接口8255
并行接口中包括状态信息、控制信息和数据信息，这些信息分别存放 在状态寄存器、控制寄存器和数据缓冲寄存器中。 1) 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。 2) 控制寄存器：CPU对外设的操作命令都寄存在控制寄存器中。 3) 数据缓冲寄存器：缓冲器是用来暂存数据的。这是因为外设与CPU交换
(2) 外设接到回答信号后，将撤销“输入数据准备好”信号。在接口 收到数据后，它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。
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8.1 可编程并行接口8255
(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 式或中断的方式将接口中的数据输入到CPU中。
常见芯片封装的类型介绍
常见芯片封装的类型介绍芯片封装是指将芯片与外部环境隔离，保护芯片并为其提供连接电路的过程。
它把芯片放在一个封装材料中，通常是塑料或陶瓷，并通过引脚或接口与其他电子元件或系统连接。
根据封装形式的不同，常见的芯片封装类型可以分为以下几类。
1. DIP封装（Dual In-line Package）DIP封装是最早也是最常见的芯片封装类型之一、DIP芯片封装的引脚排列成双排直线，并通过插座与电路板连接。
DIP封装适用于许多低功耗和小尺寸的集成电路，如运算放大器、逻辑门、存储器等。
2. QFP封装（Quad Flat Package）QFP封装在DIP的基础上进行了改进和创新，使得芯片引脚的数量更多，且致密度更高。
QFP封装的引脚排列成四个直角，并且可以铺贴在电路板的表面上。
QFP封装常用于高密度的集成电路，如微处理器、存储器和信号处理器等。
3. BGA封装（Ball Grid Array）BGA封装是一种先进的封装技术，尤其适用于高密度、高速度和高功率的集成电路。
BGA芯片封装将芯片引脚替换为在芯片底部的焊球，通过这些焊球与电路板上的焊盘相连接。
BGA封装具有良好的散热性能和良好的电气特性，因此广泛应用于微处理器、图形芯片和FPGA等。
4. CSP封装（Chip Scale Package）CSP封装是一种尺寸与芯片尺寸相近或稍大，并适合高密度集成电路的封装形式。
CSP封装通常比BGA封装更小，可以实现极高的引脚密度，从而提高系统的可靠性和性能。
CSP封装常用于移动设备、智能卡、传感器等领域。
5. SOP封装（Small Outline Package）SOP封装是一种小型、表面安装的封装形式，非常适用于密度较低的电子元件。
SOP封装通常有两个版本：SOP和SSOP。
SOP封装引脚间距较大，而SSOP封装的引脚间距更小，更适合于有限的PCB空间和高密度的应用场景。
SOP封装广泛用于晶体管、逻辑门和模拟转换器等。
单片机原理及接口技术
单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术（上）一、单片机基本原理单片机（Microcontroller）是由中央处理器（CPU）、存储器（ROM、RAM）、输入/输出接口（I/O）和定时/计数器等模块所组成的一个微型计算机系统。
单片机通过程序控制，能够完成各种控制任务和数据处理任务。
目前，单片机已广泛应用于计算机、通讯、电子、仪表、机械、医疗、军工等领域。
单片机的基本原理是程序控制。
单片机执行的程序，是由程序员以汇编语言或高级语言编制而成，存放在存储器中。
当单片机加电后，CPU按指令序列依次从存储器中取得指令，执行指令，并把执行结果存放到存储器中。
程序员通过编写的程序，可以对单片机进行各种各样的控制和数据处理。
单片机的CPU是整个系统的核心，它负责执行指令、处理数据和控制系统的各种操作。
CPU通常包括运算器、控制器、指令译码器和时序发生器等模块。
其中，运算器主要用于执行算术和逻辑运算；控制器用于执行指令操作和控制系统的运行；指令译码器用于识别指令操作码，并将操作码转化为相应的操作信号；时序发生器用于产生各种时序信号，确保系统按指定的时间序列运行。
存储器是单片机的重要组成部分，用于存储程序和数据。
存储器一般包括ROM、EPROM、FLASH和RAM等类型。
其中，ROM是只读存储器，用于存储程序代码；EPROM是可擦写可编程存储器，用于存储不经常改变的程序代码；FLASH是可擦写可编程存储器，用于存储经常改变的程序代码；RAM是随机存储器，用于存储数据。
输入/输出接口（I/O）用于与外部设备进行数据交换和通信。
单片机的I/O口可分为并行I/O和串行I/O两类。
并行I/O通常包括数据总线、地址总线和控制总线等，用于与外部设备进行高速数据传输。
串行I/O通常通过串口、I2C总线、SPI总线等方式实现，用于与外部设备进行低速数据传输。
定时/计数器是单片机中的重要组成部分，它可以产生各种时间、周期和脉冲信号，用于实现各种定时和计数操作。
单片机与电机驱动器的接口技术及应用
单片机与电机驱动器的接口技术及应用1. 引言单片机与电机驱动器的接口技术在现代电子设备中起着至关重要的作用。
单片机作为一种微型计算机芯片，常用于控制各种电子设备的运行。
而电机驱动器则用于驱动电机进行特定的转动或控制。
本文将深入探讨单片机与电机驱动器的接口技术以及应用，包括常见的接口类型、接口电路设计和接口应用。
2. 单片机与电机驱动器的接口类型单片机与电机驱动器之间的接口类型可以根据应用的需求选择。
常见的接口类型包括并行接口、串行接口和模拟接口。
2.1 并行接口并行接口是指单片机与电机驱动器之间同时传输多位数据的接口。
这种接口通常使用多个引脚进行数据传输，具有较高的传输速率和实时性。
并行接口操作相对简单，适用于控制高速运动的电机。
2.2 串行接口串行接口是指单片机与电机驱动器之间逐位传输数据的接口。
这种接口通常使用较少的引脚进行数据传输，传输速率较低但适用于长距离传输。
串行接口可以采用SPI、I2C、UART等通信协议，根据具体需求选择合适的协议。
2.3 模拟接口模拟接口是指单片机通过模拟电压信号与电机驱动器进行通信的接口。
通常采用模拟输入输出方式，通过模拟信号控制电机的转速和方向。
模拟接口适用于一些特殊的电机控制需求，如无刷直流电机等。
3. 单片机与电机驱动器的接口电路设计接口电路设计是确保单片机与电机驱动器之间正常通信的关键。
以下是一个基本的接口电路设计示例。
3.1 电源电压匹配单片机与电机驱动器的电源电压需要匹配，确保电路正常工作。
如果电源电压不匹配，会导致电机不能正常驱动或单片机工作不稳定。
因此，在接口电路设计中需要注意选择适合的电源电压。
3.2 电平转换电路单片机通常使用的是TTL电平（0V和5V），而电机驱动器可能使用不同的电平标准，如CMOS（0V和3.3V）。
为了确保信号的正常传输，需要使用电平转换电路将单片机输出的电平转换为电机驱动器所需的电平标准。
3.3 电流放大电路单片机的输出电流很小，无法直接驱动电机。
IC卡接口技术
SLE4442的存储器结构如图所示。主要包括3个存储器：2568 B的E2PROM型主存储器；321 B的PROM型保护存储器；48 B的 E2PROM型加密存储器。
SLE4442卡的存储器结构
SLE4442卡概述
（1OM型存储器，按字节寻址、擦除和 写入。主存储器的地址是从0（00H）～255（FFH），共256 B（2 KB）。 主存储器可分为两个数据区：保护数据区和应用数据区。
SLE4442卡硬件接口电路
SLE4442卡接口设备的硬件组成包括：卡座（IC卡适配插 座）、输入接口电路、存储器、微处理器和外围接口组成，如 图所示。
卡座
卡座是读写器与卡的物理连接部件，是影响读写器寿命的主要因 素，也是设计或选购读写器的重要指标。它包括与卡接触的8个片触点、 检测“插卡到位”的一对状态开关、固定和弹出卡的机械装置、与输 入接口电路相接的电气终端和安装基座。
① 有很高的数据处理和计算能力以及较大的存储容量，因此应 用的灵活性、适应性较强。
特点： ② 极强的安全防伪能力。它不仅可验证卡和持卡人的合法性，
而且可鉴别读写终端，已成为一卡多用及对数据安全保密性 特别敏感场合的最佳选择，如金融信用卡和手机SIM卡等。 ③ 真正意义上的“智能卡”。
根据卡与外界数据交换界面的不同分类
根据应用领域的不同分类
根据应用领域的不同可将智能卡分为金融卡和非金融 卡（即银行卡和非银行卡）。金融卡又分为信用卡和现金 卡。前者用于消费支付时，可按预先设定额度透支资金， 后者可用做电子钱包和电子存折，但不得透支。而非金融 卡的涉及范围极广，实质上囊括了金融卡之外的所有领域， 如门禁卡、组织代码卡、医疗卡、保险卡、IC卡身份证、 电子标签等。
命令控制字地址字数据字备注读加密存储器31h无效无效检查错误计数器是否还有1修改加密存储器39h00h输入数据将错误计数器其中一位由1写0比较校验数据33h01h输入数据参照字数据字节1比较校验数据33h02h输入数据参照字数据字节2比较校验数据33h03h输入数据参照字数据字节3修改加密存储器39h00hffh擦除错误计数器读加密存储器31h无效无效检查错误计数器是否成功擦除psc校验子程序1break在clk为低状态期间如果rst置为高状态则任何操作均无效io线被锁定到高阻状态z状态
微机原理与接口技术9章8253
定时器/计数器
• 主要内容
– 定时与计数 – 可编程定时器/计数器接口芯片8253
定时与计数
• 定时技术在微机系统中必不可少
– 微机的工作在标准时钟控制下完成 – 为外设提供实时时钟 – 向外设定时发出控制信号
• 定时中断、定时检测、定时扫描、定时显示……
– 对外部事件进行计数
定时与计数
• 定时与计数
可编程定时/计数芯片8253
• 8253的工作方式
– 方式4——软件触发的选通信号发生器
• 波形图
可编程定时/计数芯片8253
• 8253的工作方式
– 方式4——软件触发的选通信号发生器
• 工作特点
– 计数由软件启动，每次写入计数初值只启动一次 计数 – 当计数值为N时，则间隔N＋1个CLK脉冲输出一 个负脉冲（计数一次有效） – 在计数过程中，可由GATE信号控制暂停。当 GATE＝0时，暂停计数；当GATE＝1时，继续计 数 – 在计数过程中写入新的计数初值，则按新的初值 重新开始计数
可编程定时/计数芯片8253
• 8253的工作方式
– 方式5——硬件触发的选通信号发生器
• 波形图
可编程定时/计数芯片8253
• 8253的工作方式
– 方式5——硬件触发的选通信号发生器
• 工作特点
– 计数由GATE上升沿启动，只要GATE端给触 发脉冲，则会装入计数值，并开始计数 – 在这种方式下，若设置的计数值是N，则在 GATE脉冲后，经过（N＋1）个CLK，OUT端 才输出一个负脉冲 – 在计数过程中修改计数初值，不会影响本次计 数，只有GATE端再次触发时，才按新的计数 值计数
微机原理与接口技术
第九章 8253
单片机原理接口及应用
单片机原理接口及应用单片机是一种集成电路芯片，包含了中央处理器、存储器和各种输入输出接口等基本组成部分。
单片机通过其接口与外部设备进行通信，实现各种应用。
1. 数字输入输出接口(Digital I/O Interface):单片机通过数字输入输出接口连接外部设备。
通过设置相应的寄存器和引脚配置，单片机可以读取外部器件的状态，并且能够控制外部器件的输出信号。
数字输入输出接口常用于连接开关、LED、蜂鸣器等设备。
2. 模拟输入输出接口(Analog I/O Interface):单片机的模拟输入输出接口可以将模拟信号转换为数字信号，或将数字信号转换为模拟信号。
通过模拟输入输出接口，单片机可以实现模拟信号的采集和输出，例如连接温度传感器、光电传感器等。
3. 串口接口(Serial Interface):串口接口是单片机与外部设备进行数据传输的重要接口。
单片机通过串口接口可以与计算机或其他单片机进行通信。
串口的通信速度和传输协议可以根据具体需求进行设置。
4. I2C总线接口(I2C bus Interface):I2C总线接口是一种常用的串行通信协议，具有多主机、多从机的特点。
单片机通过I2C总线接口可以与各种器件进行通信，如传感器、实时时钟等。
5. SPI接口(Serial Peripheral Interface):SPI接口是一种高速同步串行通信接口，常用于单片机与外部存储器、显示器和其他外设的连接。
SPI接口可以实现全双工通信，具有高速传输的优势。
6. 中断接口(Interrupt Interface):中断是单片机处理外部事件的一种方式。
通过中断接口，单片机可以响应来自外部设备的信号，并及时处理相应的事件，提高系统的实时性。
以上是单片机的一些常用接口及其应用。
不同的单片机具有不同的接口类型和功能，可以根据具体的应用需求选择合适的单片机型号。
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I/O端口 地址空间
2N 存储器 地址空间
I/O 端 口 地址空间 0
(a) 独立编址方式 (b) 统一编址方式
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§7.2 外设接口的编址方式
统一编址方式的优点
➢无需专门的I/O指令,编程较为灵活。
统一编址方式的缺点 ➢I/O端口占用了存储器的一部分地址空 间因而影响到系统中存储器的容量。 ➢访问存储器和访问I/O端口必须使用相同 位数的地址，使指令地址码加长，总线中 传送信息量增加。
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§7.1 概述
⑻ I/O接口的分类
按照通用性可以分为通用接口和专用 接口。通用接口可以适用于多种I/O设 备，专用接口只适用于特定的I/O设备。
按照可编程性可以分为可编程接口和 不可编程接口。
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§7.1 概述
⑻ I/O接口的分类
不同的接口可以支持不同的输入/输出 控制方式（程序直接控制的I/O方式、 I/O中断方式、DMA方式等）。为了 方便起见，有些接口也能够同时支持 多种输入/输出控制方式，比如Intel 8255A既能支持程序直接控制的I/O方 式，也能支持I/O中断方式。
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§7.1 概述
⑸ I/O软件
I/O软件的作用是在I/O硬件的基础上实 现输入/输出操作。在不同结构和性能的计算 机中，所采用的I/O软件技术差异很大，比 如在微型计算机中，I/O软件主要包括使用 I/O指令编写的输入/输出程序，以及操作系 统中有关管理模块。
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§7.1 概述
I/O地址。
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§7.2 外设接口的编址方式
对I/O端口安排地址的方式称为I/O端口的编 址方式。 I/O端口的编址方式有以下两种：
端口与存储器分别独立编址
端口与存储器统一编址
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§7.2 外设接口的编址方式
(1)独立编址方式 独立编址方式是指I/O端口与存储器有相
互独立的地址空间（如8086 CPU）。两者之 间所以有相互独立的地址空间，是因为访问 I/O端口和存储器时采用了不同类型的读写信 号。CPU对存储器的读或写和对I/O读或写的 指令也不相同。
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§7.1 概述
⑼ I/O接口的组成
I/O接口
DB
系
统
总
线
AB
CB
数据寄存器
状态寄存器 控制寄存器
地址选择与 控制逻辑
数据
状态 I/O 控制命令 设
备
I/O接口的逻辑组成
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§7.2 外设接口的编址方式
1. I/O端口 I/O端口就是指I/O接口内部可由CPU
进行读写操作的各种寄存器，根据存放信息 的不同，这些寄存器分别称为数据端口、控 制端口和状态端口。
⑹ I/O硬件
I/O控 制 部
口
I
/
O
设
备
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§7.1 概述
⑺ I/O接口的主要功能 地址选择 控制功能 状态指示 速度匹配 转换信息格式 电平转换 可编程性
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§7.1 概述
⑻ I/O接口的分类
按照与I/O设备的数据传送方式可以分 为并行接口和串行接口，它们与I/O设 备之间分别以并行和串行方式进行数 据传送。
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§7.2 外设接口的编址方式
M/IO RD
WR
8086 最小方式 系统总线
1 IOR 1 IOW 20
1 MEMR
存
1
储
MEMW
器
AB DB
16 端口 端口
I/O 接口
8086/8088的医独学p立pt 编址方式
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§7.2 外设接口的编址方式
两种编址方式中地址空间的关系:
2N 存储器 地址空间
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§7.2 外设接口的编址方式
(1)独立编址方式
8086/8088系统是典型的独立编址方式， 这是因为虽然它们只提供一种读RD、写WR 信号，但是用存储器和I/O选择信号M/IO （8088是IO/M信号）可以区分是进行存储 器读写操作还是I/O端口的读写操作，如下图 所示。
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第7章 常用芯片的接口技术
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§7.1 概述
⑴ 接口 接口指CPU和外设之间通过系统总线进行连
接的电路部分，是CPU与外界进行信息交换的 中转站。
⑵ 接口技术 接口技术是研究CPU如何与外部世界进行
最佳耦合与匹配，实现双方高效、可靠地交换 信息的一门技术，是软件、硬件结合的体现， 是微机应用的关键。
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§7.1 概述
⑶ 为什么要用接口电路？
外设是用来实现人机交互的一些机电设备。外 设处理信息的类型、速度、通信方式与CPU不 匹配，不能直接挂在总线上，必须通过接口和 系统相连。
⑷ 输入/输出系统
计算机中完成输入/输出（简称I/O）操作部 件称为输入/输出系统，包括I/O软件I/O硬件 两部分。而I/O硬件和软件的综合设计称为I/O 接口技术。
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§7.2 外设接口的编址方式
2. I/O端口的编址方式
通常情况下一个微型计算机系统内有多个
I/O接口，每个I/O接口内部又有多个I/O端口，
CPU在访问某个I/O端口时就需要对其进行地址
选择。选择的方式与访问存储器中存储单元的
情况相似，系统为每个I/O端口分配了一个地
址，这样的地址称为I/O端口地址，或者简称