单片机--接口概述.doc

第六章 微型计算机的输入与输出61 接口电路概述接口的定义：接口（interface）是微处理器与外界进行信息交换的中转站。微处理器 接口 外界微机接口技术是采用硬件与软件相结合的方法，研究微处理器如何与外部世界进行最佳耦合与匹配，以在微处理器与外界之间实现高效、可靠的信息交换的一门技术。外界：微处理器之外的所有设备、电路。 如：存储器、输入输出（I/O）设备、控制设备、A/D卡、D/A卡等一、接口电路的功能： 1 数据缓冲功能：解决高速CPU与低速外设之间的矛盾输出必须要有锁存功能输入必须要有缓冲功能 2 提供输入、输出过程中的状态信号 3 解决计算机与外设信号得不匹配问题：信号转换功能：电平的匹配 4 设备选择：多个外设时，每一时刻只能与一台外设交换信息二、接口与端口一种外设对应一个接口，一个接口电路对应有多个端口：数据端口、 状态端口 命令端口三、外设的编址方式有两种：1 外设端口单独编址有单独的指令，单独的I/O操作线如：8088优点：速度快缺点：占用CPU的资源2 外设与存储器统一编址优点：不需要单独的指令和操作线，节省CPU资源；访问RAM的指令便可以访问I/O口，灵活方便；缺点：占用了RAM空间。3MCS51单片机接口技术中的一般问题 输入和输出指令8031： I/O口和数据存储器统一编码，无单独I/O指令输出：MOVX DPTR，A ； MOVX Ri， A ；i =0，1输入：MOVX A，DPTR ； MOVX A, Ri ；16位地址放入DPTR中，使用Ri，要先置P2口，例1：将地址7FF0H中的数据输入（读I/O口） MOV DPTR，#7FF0H；I/O口地址MOVX A，DPTR；读入或：MOV P2，#7FH；高位地址MOV RO，#0F0H；地位地址MOVX A，R0； 读 例2：将2FH输出到1FFFH端口 MOV DPTR，#1FFFH；MOV A，#2FH；要输出的数据送A MOVX DPTR，A；或：MOV P2，#1FH；MOV R1，#0FFH；MOV A，#2FH；MOVX R0，A；2 接口时序 与外部RAM接口时序一样： 相关信号：P2，P0，ALE， T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 OSCALEPSENRDP2 地址A15- A8P0 读入指令 A7-A0 浮空 数据输入 I/O口读时序I/O口操作2个机器周期完成，写周期 WR 为低，RD 为高 3 外设地址的确定译码法与外部RAM一样：线选法和全地址译码法线选法：P2.7 0111 1111 1111 1111 7FFFH P2.6？全地址译码法：使用译码器 74LS138 74LS139 74LS154 8031 P2.7 8255 DAC0832 ADC0809 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 6116 P2.2 2764 CE 2764： 0000H1FFFH6116： E800HEFFFH8255： 7FFCH7FFFH0832： BFFFH0809： DFFFH6.2 输入/输出传送的方式一、 无条件传送1 外设的速度足够快；如：数模转换2 两次传送的时间足够长；如：LED二、查询式传送方式（有条件传送）：存在“准备好”信号优点：接口电路简单缺点：效率低适用场合：速度要求不高，CPU不忙的情况三、 中断传送方式：外设准备好数据后，向CPU发出中断申请，CPU响应中断后，在中断服务程序中进行数据传送， 传送完毕后，CPU返回主程序。优点：实时性强适用：速度不太高，CPU较忙，尤其适用于实时控制四、 DMA（存储器直接存储）方式 在DMA控制器的控制下，数据传送在外设与存储器之间直接进行，传送过程不需要CPU的参与。 优点：速度快，节省CPU时间 缺点：需要DMA控制器，电路复杂，硬件开销大五、设计接口电路的基本方法 1 熟悉CPU的结构与外设的原理 CPU接口方式，电平类型，数据传送方式等 外设工作原理， 数据线宽度，电平类型 2 合理地选择元器件 根据实际需要，选择现成的元器件 常用的可编程集成电路：INTEL8255 INTEL8155/8156 8243 8253/8254 MC146818 D