常用接口芯片及应用(3)
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。
常用芯片的型号性能指标及适用场合
常用芯片的型号性能指标及适用场合1.中央处理器（CPU）性能指标：10核20线程，主频3.7GHz（可超频至5.3GHz），20MB Intel Smart Cache，集成Intel UHD Graphics 630。
适用场合：高性能计算、游戏、设计等需要处理大量计算任务的场景。
2.图形处理器（GPU）型号：NVIDIA GeForce RTX 3080性能指标：8704个CUDA核心，主频1.44GHz（可超频至1.71GHz），显存10GBGDDR6X。
适用场合：游戏、图形渲染、机器学习等需要大规模并行计算的场景。
3.嵌入式处理器（MCU）型号：STMicroelectronics STM32F407性能指标：32位ARM Cortex-M4核心，主频168MHz，1MB Flash存储器，192KB SRAM。
适用场合：嵌入式系统、物联网设备、工业控制等对功耗和成本有限制的场景。
4.数字信号处理器（DSP）性能指标：32位双核SHARC+核心，主频400MHz，2MBRAM，16GB/s传输带宽。
适用场合：音频处理、视频编解码、通信系统等需要高性能信号处理的场景。
5.存储器芯片型号：Samsung PM1733性能指标：PCIe4.0接口，读取速度达到8GB/s，写入速度达到3.8GB/s，容量可达30.72TB。
适用场合：大规模数据存储、高性能计算、云计算等需要高速、大容量存储的场景。
6.网络芯片性能指标：支持千兆以太网，具备TCP/IP卸载引擎、虚拟化支持、高可靠性等特性。
适用场合：服务器、网络设备等需要高速网络传输和大量并发连接的场景。
7.无线通信芯片性能指标：支持5G NR下行速度达到7.5Gbps，上行速度达到3Gbps，支持多SIM卡、多载波聚合等功能。
适用场合：移动通信设备、物联网设备等需要高速稳定无线连接的场景。
8.传感器芯片型号：STMicroelectronics LIS3DH性能指标：三轴加速度传感器，测量范围可达±16g，分辨率可达0.01g。
微机原理8255的应用
微机原理8255的应用1. 简介本文档将介绍微机原理中的8255芯片的应用及其相关知识。
8255是一款常用的并行输入输出（PIO）芯片，广泛应用于微机原理的实验和应用中。
本文将从以下几个方面进行介绍：1.8255芯片的功能及特点2.8255芯片的引脚功能3.8255芯片的工作原理4.8255芯片的应用案例2. 8255芯片的功能及特点8255芯片是一种通用的并行输入输出接口芯片，可以提供多种不同的I/O操作模式。
其主要功能如下：•提供三个8位的I/O端口A、B和C，可以通过编程定义其为输入或输出端口。
•支持模式0、模式1和模式2三种工作模式，可以通过编程控制选择不同的模式。
•可以通过编程设置端口的工作模式和数据传输方式。
•可以通过编程控制和操作I/O端口的数据。
8255芯片的主要特点如下：•低功耗设计，适合在嵌入式系统中使用。
•高可靠性和稳定性，能够在不同环境下正常工作。
•兼容性强，可以与多种微处理器和控制器连接使用。
3. 8255芯片的引脚功能8255芯片共有40个引脚，每个引脚的功能如下：•一号引脚（VCC）：芯片的供电电源。
•二号引脚（GND）：芯片的接地引脚。
•三号引脚（A0）至四号引脚（A1）：用于编程选择工作模式。
•五号引脚（CS）：芯片的片选引脚，通过将其接地来选择芯片。
•六号引脚（RD）：读取端口数据的引脚。
•七号引脚（WR）：写入端口数据的引脚。
•八号引脚（RESET）：芯片的复位引脚。
•九号引脚至十六号引脚（PA0至PA7）：端口A的数据线。
•十七号引脚至二十四引脚（PB0至PB7）：端口B的数据线。
•二十五号引脚至三十二号引脚（PC0至PC7）：端口C的数据线。
4. 8255芯片的工作原理8255芯片是通过控制寄存器对其进行编程来实现不同功能的。
通过编程控制控制寄存器的值，可以选择端口的工作模式、数据传输方式等。
8255芯片的工作原理如下：1.初始化8255芯片，设置控制寄存器的值。
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。
rs232芯片
rs232芯片RS-232芯片是一种用于串行通信的集成电路芯片。
RS-232是一种标准的串行通信接口，常用于计算机和外围设备（如打印机、调制解调器等）之间的数据传输。
RS-232芯片的设计和功能可以根据具体的应用需求而有所不同，但通常包括以下几个主要组成部分：1. 串行通信接口：RS-232芯片包含一个串行通信接口，用于接收和发送数据。
接口通常由多个引脚组成，包括数据线（用于传输数据位）、控制线（用于传输控制信号）和地线。
这些引脚通过芯片内部的电路和外部设备连接，实现数据的传输和控制。
2. UART（通用异步收发器）：UART是RS-232芯片中的一个重要组成部分，用于将并行数据转换为串行数据，并通过串行通信接口进行传输。
UART负责将数据进行帧化，并在每个数据帧之间插入起始位、停止位和校验位等控制信息，以确保数据的正确传输。
3. 接收器和发射器：RS-232芯片中的接收器和发射器分别负责从串行通信接口接收数据和发送数据。
接收器负责检测和恢复接收到的串行数据，并将其转换为并行数据。
发射器则将并行数据转换为串行数据，并在串行通信接口上发送出去。
4. 控制和状态寄存器：RS-232芯片通常包含一些用于存储和控制相关信息的寄存器。
这些寄存器可以用于设置通信速率、校验模式和其他参数，以及监控和报告芯片的工作状态。
5. 电压转换电路：由于RS-232和常见的数字逻辑电平（如TTL）之间存在差异，RS-232芯片通常需要包含电压转换电路，以便能够与其他设备进行兼容。
这些电路可以将RS-232的信号电平转换为其他逻辑电平，并进行相应的电压级转换。
RS-232芯片的应用非常广泛，包括计算机通信、工业自动化、仪器仪表、通信设备等领域。
通过RS-232芯片，设备可以通过简单的串行接口实现数据的可靠传输和控制。
总之，RS-232芯片是一种用于串行通信的集成电路芯片，具有串行通信接口、UART、接收器和发射器、控制和状态寄存器以及电压转换电路等主要组成部分。
机器人常用芯片
常用芯片常用芯片1：介绍本文档旨在介绍常用的芯片类型和其应用领域。
芯片是的核心部件，它们负责控制和驱动的运动、感知和决策能力。
了解不同的芯片类型和其特点可以帮助开发者选择合适的芯片，从而设计出更高性能和更智能的系统。
2：控制芯片控制芯片是中最重要的部件之一，它负责处理的运动控制、姿态控制和运动规划等任务。
常见的控制芯片包括：2.1 单片机（Microcontroller）单片机是一种集成了微处理器、存储器和各类接口的单芯片系统。
它通常用于较简单的应用，如遥控车、简单机械臂等。
2.2 嵌入式处理器（Embedded Processor）嵌入式处理器是一种专用的处理器，具有低功耗、高性能和丰富的外设接口。
它广泛用于工业、服务等复杂的系统。
2.3 FPGA（Field-Programmable Gate Array）FPGA是一种可编程逻辑器件，具有高度灵活性和可重构性。
它可以实现定制化的控制逻辑，常用于需要高实时性和并行计算能力的应用。
3：感知芯片感知芯片是实现环境感知和人机交互的关键组件，它可以接收、处理和分析传感器信号，以获取周围环境的信息。
常见的感知芯片包括：3.1 视觉处理器（Vision Processor）视觉处理器是一种专用的处理器，用于实时图像处理和分析。
它可以提取图像特征并实现目标识别、跟踪和三维重建等功能。
3.2 深度学习芯片（Deep Learning Chip）深度学习芯片是一种专用的芯片，用于实现深度学习算法。
它具有高并行计算能力和低功耗特点，可以用于图像识别、语音识别和自然语言处理等任务。
3.3 传感器接口芯片（Sensor Interface Chip）传感器接口芯片是一种与传感器连接的接口芯片，它可以将传感器信号转化为数字信号，并提供给控制芯片进行处理和分析。
4：决策芯片决策芯片是实现自主决策和规划能力的关键组件，它可以处理感知数据并相应的动作。
常见的决策芯片包括：4.1 高级控制单元（High-level Control Unit）高级控制单元是一种专用的芯片，用于实现的高级决策和规划算法。
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。
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。
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常用接口芯片及应用(3)
可编程串行通信接口8250
常用接口芯片及应用(3)
D0
1
2. 8250的引脚
D1
2
D2
3
10
SIN
D3
4
D4
59
RCLK
D5
6
n 分成连接CPU的部分
D6
n 8250内部有9种可访问的寄存器，除数寄存器是16位的， 占用两个连续的8位端口
n 内部寄存器用引脚A0～A2来寻址；同时还要利用通信线 路控制寄存器的最高位，即除数寄存器访问位DLAB， 来区别共用两个端口地址的不同寄存器
常用接口芯片及应用(3)
图. 8250的连接
常用接口芯片及应用(3)
分频次数锁存器DLH和DLL（除数锁存器） 分频系数＝基准时钟频率÷（16×比特率）
握 n 控制数据终端发送串行数据的时钟信号
n RxC：接收器时钟
n 控制数据终端接收串行数据的时钟信号
n GND：信号地
n 为所有的信号提供一个公共的参考电平
常用接口芯片及应用(3)
RS-232C的引脚（2）一般了解
n RTS：请求发送
n 当数据终端设备准备好送出数据时，就发出有效的RTS信号，用于通知数据通信 设备准备接收数据
XTAL2
17
与处理器接口
串行接口(RS-232)
常用接口芯片及应用(3)
(1) 处理器接口引脚（1）
n 数据线D0～D7：在CPU与8250之间交换信息 n 地址线A0～A2：寻址8250内部寄存器 n 片选线：8250设计了3个片选输入信号CS0、
CS1、CS2*和一个片选输出信号CSOUT。3个片 选 输 入 都 有 效 时 ， 才 选 中 8250 芯 片 ， 同 时 CSOUT输出高电平有效。 n 地址选通信号ADS*：当该信号低有效时，锁存 上述地址线和片选线的输入状态，保证读写期间 的地址稳定
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3. RS-232C的电气特性
n 232C接口采用EIA电平
n 高电平为＋3V～＋15V n 低电平为－3V～－15V n 实际常用±12V或±15V
相互转换
标准TTL电平
高电平：＋2.4V～＋5V 低电平：0V～0.4V
常用接口芯片及应用(3)
三. 可编程串行接口INS 8250
n 串行通信时的数据、控制和状态信息都使用同一 根信号线传送
n 收发双方必须遵守共同的通信协议（通信规程）， 才能解决传送速率、信息格式、位同步、字符同 步、数据校验等问题
n 串行通信基本通信方式：同步通信常用、接口芯异片及步应用通(3) 信
1. 同步通信
n 发送端和接收端频率严格一致(同步) n 以一个数据块（帧）为传输单位，每个数据块附
n 通常表示数据通信设备（即数据装置）已接通电源连到通信线路上，并处在数 据传输方式
DTR和DSR也可用做数据终端设备与数据通信设备间的联络信号，例如应答数据接收
n 保护地（机壳地）
n 起屏蔽保护作用的接地端，一般应参照设备的使用规定，连接到设备的外壳或 大地
n CD：载波检测（DCD）
n 当本地调制解调器接收到来自对方的载波信号时，该引脚向数据终端设备提供 有效信号
n 串行异步通信以字符为单位进行传输，其 通信协议是起止式异步通信协议
n 8250实现起止式异步通信协议
常用接口芯片及应用(3)
起止式异步通信协议
起始位
字符
数据位
校验位 停止位 空闲位
1 0 0/1 0/1 … 0/1 0/1 1 1 1
低位
高位
起 起数 由校 选停位空表始始5据择验采止～示闲位位位奇位用8位没位采—个—检—逻—有—用—二—验—辑—进—逻每进数、用1表行传辑电制个偶据于传示送0平位字校电位校送该字，组符验平紧验符字可成开或跟是之符选，不始着否间传择低传传起传的送1位送送、始送逻结先校的1位正辑.束传5验标传或1确送。位电志2送；停位平，。可止，
为1使为O为1使U为1T使O12使U8为*2T引R5110T使脚*为S引D为*循引脚T低R环脚为*工引为低作脚低方为式低 否则否为否则高否则为则为高否为正则高常为工高作方式
设置8250与数据通信设备之间 联络应答的输出信号
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MODEM状态寄存器MSR
D7
D6
D5
D4Biblioteka D3D2D1
加1个或2个同步字符，最后以校验字符结束 n 同步通信的数据传输效率和传输速率较高，但硬
件电路比较复杂 n 串行同步通信主要应用在网络当中 n 最常使用高级数据链路控制协议HDLC
同步字符 数据 数据
数据 校验字符
~~ ~~
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2. 异步通信
n PC系列机上有两个串行异步通信接口、键 盘、鼠标器与主机间采用串行数据传送
度安排的、是固定不变的 n 用户可利用IER中断允许或禁止进行控制 n 中断允许寄存器的低4位控制8250这4级中断是否被允许
n 相当于I/O写信号
n 8250读写控制信号有两对，每对信号作用完全相 同，只不过有效电平不同而己
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处理器接口引脚（3）
n 驱动器禁止信号DDIS：CPU从8250读取数 据时，DDIS引脚输出低电平，用来禁止外 部收发器对系统总线的驱动；其他时间， DDIS为高电平
n 主复位线MR：硬件复位信号RESET n 中断请求线INTR：8250有4级共10个中断
n RI：振铃指示
n 当调制解调器接收到对方的拨号信号期间，该引脚信号作为电话铃响的指示、
保持有效
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2. RS-232C的连接
n 方法1：微机利用232C接口连接调制解调 器，用于实现通过电话线路的远距离通信
n 方法2：微机利用232C接口直接连接进行 短距离通信。不使用调制解调器。
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2020/11/12
常用接口芯片及应用(3)
5.4 可编程串行接口8250
教学重点
• 异步通信协议和RS232C接口 • 8250的内部结构和编程
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一.概述
n 串行通信：将数据分解成二进制位用一条信号线， 一位一位顺序传送的方式
n 串行通信的优势：用于通信的线路少，因而在远 距离通信时可以极大地降低成本。串行通信适合 于远距离数据传送，也常用于速度要求不高的近 距离数据传送
信号；若采用发送时钟作为接收时钟，则只要将 RCLK引脚和BAUDOUT*引脚直接相连
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(3) 串行异步接口引脚
8250
发送数据SOUT (TXD) 接收数据SIN (RXD)
请求发送RTS* 允许发送CTS* 数据装置准备好DSR*
数据终端准备好DTR* 信号地GND
载波检测RLSD* (CD) 振铃指示RI*
n CTS：清除发送（允许发送）
n 当数据通信设备已准备好接收数据终端设备的传送数据时，发出CTS有效信号 来响应RTS信号
RTS和CTS是数据终端设备与数据通信设备间一对用于数据发送的联络信号
n DTR：数据终端准备好
n 通常当数据终端设备一加电，该信号就有效，表明数据终端设备准备就绪
n DSR：数据装置准备好
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数据传输速率
n 数据传输速率也称比特率（Bit Rate）
n 每秒传输的二进制位数bps n 字符中每个二进制位持续的时间长度都一样，为数据
传输速率的倒数
n 过去，串行异步通信的数据传输速率限制在50 bps到9600 bps之间。现在，可以达到115200 bps 或更高
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传输线控制寄存器LCR（通信控制寄存器）
指定串行异步通信的字符格式 常用接口芯片及应用(3)
传输线状态寄存器LSR（通信状态寄存器）
提供串行异步通信的当前状态 供CPU读取和处理 常用接口芯片及应用(3)
MODEM控制寄存器MCR
0 0 0 LOOP OUT2 OUT1 RTS DTR
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1. RS-232C的引脚定义
n 232C接口标准使用一个25针连接器 n 绝大多数设备只使用其中9个信号，所以
就有了9针连接器
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RS-232C的引脚（1）
n TxD：发送数据
n 串行数据的发送端
n RxD：接收数据
需
n 串行数据的接收端
掌 n TxC：发送器时钟
源，当任一个未被屏蔽的中断源有请求时， INTRPT输出高电平向CPU请求中断
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(2) 时钟信号
n 时钟输入引脚XTAL1：8250的基准工作时钟 n 时钟输出引脚XTAL2：基准时钟信号的输出端 n 波特率输出引脚BAUDOUT*：基准时钟经8250
内部波特率发生器分频后产生发送时钟 n 接收时钟引脚RCLK：接收外部提供的接收时钟
该芯片引脚名称与前 面 学 习 的 8253 、 8255 等 Intel 产 品 有
DISTR DOSTR DOSTR
DDIS CSOUT
21 39 19 34 18 31 23 30 24
RI OUT1 OUT2
INTR
所不同，但是引脚功
MR XTAL1
35 40 16 20
+5V GND
能却是类似的
n 实现串行异步通信 n 串行传输，需要并行到串行和串行到并行
的转换，并按照传输协议发送和接收每个 字符（或数据块） n IBM PC/XT机的串行口INS 8250 n 后来使用NS16550