微机原理 输入／输出接口.

1、 输入输入/输出设备是计算机的重要组成部分。输出设备是计算机的重要组成部分。 外设外设种类种类繁多，可以是机械式、电动式、电繁多，可以是机械式、电动式、电 子式、手动式；输入子式、手动式；输入信息信息也可以是数字量、模拟也可以是数字量、模拟 量、开关量；信息传送的量、开关量；信息传送的速度速度相差悬殊，所以不相差悬殊，所以不 能直接连接，而必须设置专门的能直接连接，而必须设置专门的I /O接口接口。 一、概述一、概述 1. 接口接口 CPU与输入与输入/输出设备之间输出设备之间协调动作协调动作 的硬件电路。的硬件电路。 2. 接口的功能接口的功能(作用作用)起传送数据的起传送数据的桥梁桥梁作用

2、。作用。 地址译码地址译码以寻址某一外设，和指定的外以寻址某一外设，和指定的外 设交换信息。设交换信息。 数据寄存和缓冲数据寄存和缓冲用以消除处理器与外设用以消除处理器与外设 在在“定时定时”或数据处理速度上的差异。或数据处理速度上的差异。 CPU I/O 接口接口 外设外设 信息转换信息转换 因为计算机与外设的信息格式可能因为计算机与外设的信息格式可能 不同，以使两者相容；如正负逻辑转换，串不同，以使两者相容；如正负逻辑转换，串/并联间的并联间的 转换，转换，TTL电平与其他电平转换。电平与其他电平转换。 提供提供命令译码和状态信息命令译码和状态信息以实现对外设的控以实现对外设的控 制与监测

3、。如设备制与监测。如设备“ 准备好准备好 ”，数据缓冲器，数据缓冲器“ 空空 ”。 握手联络信号握手联络信号。 定时控制定时控制 提供时序控制功能，以满足外设在提供时序控制功能，以满足外设在 时序控制方面的要求。时序控制方面的要求。 包括数据格式包括数据格式 的转换和信号的转换和信号 电平的转换电平的转换 3. 一般组成一般组成 由功能要求，可得接口电路的由功能要求，可得接口电路的 主要组成部分，即由：主要组成部分，即由：各种寄存器控制电路各种寄存器控制电路。 二、接口控制原理二、接口控制原理 因为接口主要控制数据传送，所以接口控制即对数据因为接口主要控制数据传送，所以接口控制即对数据 传送的

4、控制。传送的控制。 1. 数据传送方式数据传送方式 CPU与外设的信息交换称为与外设的信息交换称为通信通信， 基本的通信方式（即数据传送方式）有两种：基本的通信方式（即数据传送方式）有两种： 并行通信（并行数据传送）并行通信（并行数据传送） 数据的所有位同时数据的所有位同时 发送。发送。 如机器内部各部件之间都是并行传送。数据有如机器内部各部件之间都是并行传送。数据有 多少位就要有同样数量的传送线。它速度快，多少位就要有同样数量的传送线。它速度快， 但线路多，只适用于但线路多，只适用于短距离传送短距离传送（小于（小于100英尺）英尺） D7D6D5D4D3D2D1D0 串行通信（串行数据传送）

5、串行通信（串行数据传送） 数据一位一位的顺序数据一位一位的顺序 传送。传送。 如远程终端通信，远程计算机之间的通信，通如远程终端通信，远程计算机之间的通信，通 常借用通信电路（如电话线）来传送数据。一般网的通常借用通信电路（如电话线）来传送数据。一般网的通 信，网络上的数据流都是串行的。信，网络上的数据流都是串行的。 串行通信只要一条数据传输线。串行通信只要一条数据传输线。 它线路少，但速度它线路少，但速度 慢，控制设备复杂（需并慢，控制设备复杂（需并-串串-并转换），适用于并转换），适用于远距离远距离 通信通信（大于（大于100英尺）。英尺）。 由于一根线传送所有位，收发双方必须遵守统一由于

6、一根线传送所有位，收发双方必须遵守统一 的的通信规程（通信协议）通信规程（通信协议）。串行通信中，有两种最基本。串行通信中，有两种最基本 的通信方式：的通信方式：同步通信同步通信和和异步通信异步通信。 在异步通信中，在异步通信中，CPU与外设之间必须有两项规定：与外设之间必须有两项规定： 字符格式和波特率。字符格式和波特率。 D7D6D5D4D3D2D1D0 ）字符格式字符格式 每个串行数据由一个起始位每个串行数据由一个起始位0+数据数据 位（位（5，6，7，8位）位）+奇偶效验位奇偶效验位+停止位停止位1 组成组成 称为一帧。称为一帧。 常用的两种格式：常用的两种格式： LSB MSB 0

7、D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 奇偶奇偶 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1 起始位起始位 空闲时，通信线路上视有逻辑空闲时，通信线路上视有逻辑“1”， 所以以所以以“0”表示起始位。表示起始位。 数据位数据位先发低位，后发高位先发低位，后发高位。数据可以是。数据可以是5位，位， 6位，位，7位，位，8位，位，PC通信中常用通信中常用7位或位或8位，取哪一位，取哪一 种数据格式由软件决定。种数据格式由软件决定。 常用一般通信格式常用一般通信格式 （字符通信）（字符通信） 一般微机中数一般微机中数 据通信格式据通信格式 奇偶校验位奇偶校验位奇偶校验位主要用于纠错

8、检测，即奇偶校验位主要用于纠错检测，即 加上一位加上一位1或或0，使数据中具有奇或偶数个，使数据中具有奇或偶数个“1”。 停止位停止位 最后发停止位最后发停止位“1”，以标志一帧传送结，以标志一帧传送结 束，标志位可以是束，标志位可以是1位，位，1.5位或位或2位个位个“1”。 例如：例如：字符通信，偶检验的格式：字符通信，偶检验的格式： 如：如：A 7位位ASCII码为码为41H LSB MSB 偶校验偶校验 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 如：如：4 7位位ASCII码为码为34H 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 起始位起始位 停止位停止位 ）波特率波特率 即数据传送速率的

9、规定，即即数据传送速率的规定，即 每秒钟传送多少每秒钟传送多少bit。 例：例：数据传送的速率是数据传送的速率是120字符字符/秒，而通信的秒，而通信的 数据格式如上所述（数据格式如上所述（10个个bit位）。位）。 则传送波特率：则传送波特率： 10 120 = 1200 位位 / 秒秒 = 1200 波特，即波特，即 1200bs 如以太网的最大传送速率为如以太网的最大传送速率为100Mbs ；又；又 如如Chinanet的通信速率为的通信速率为9600bs2Mbs。 56KModem-56kbit/s ISDN(综合业务数字网) 1. ISDN BRI(2B+D) 128kbit/s 2

10、. ISDN PRI(23B+D)1.544Mbit/s (30B+D)2.048Mbit/s ADSL 下行:1.58 Mbit/s 上行:16k640kbit/s Cable Modem 下行:36Mbit/s 上行:10Mbit/s 2. CPU与外设数据传送控制方式（传送控制方与外设数据传送控制方式（传送控制方 式）式）I/O控制方式控制方式 1）程序直接控制传送方式）程序直接控制传送方式 由程序来控制由程序来控制 主机和外设之间的数据交换。主机和外设之间的数据交换。 根据外设的特点又可分为：根据外设的特点又可分为： 无条件传送方式无条件传送方式 在不需要查询外设的状态，即在不需要查询

11、外设的状态，即已知外设已准已知外设已准 备好或不忙时备好或不忙时，可直接用，可直接用 IN 或或 OUT 指令与外指令与外 设交换数据。此时接口简单，适用于设交换数据。此时接口简单，适用于 CPU 与与 外设同步工作的情况。外设同步工作的情况。 如实验中，基本如实验中，基本I/O实验，实验， 用的是无条件传送方式；用的是无条件传送方式； 但实际应用中使用较少。但实际应用中使用较少。 查询传送方式（即条件传送）查询传送方式（即条件传送） CPU 与外设不同与外设不同 步时，很难保证执行输步时，很难保证执行输 入入 /输出输出 时，外设是准备好的，时，外设是准备好的， 在数据传送前，程序首先要测试

12、外设的状态，只有在状在数据传送前，程序首先要测试外设的状态，只有在状 态信息满足条件时，才能进行传送。所以接口中除正常态信息满足条件时，才能进行传送。所以接口中除正常 的的数据数据传送（数据端口）外，还必须传送传送（数据端口）外，还必须传送状态状态信息（状信息（状 态端口）。态端口）。 查询方式，查询方式，CPU 与外设信息的交换方式与外设信息的交换方式称为称为应应 答方式答方式，状态信息即，状态信息即“联络联络”信息信息。接口处于被。接口处于被 动状动状 态。态。 输入状态信息输入状态信息 Ready？ 输入数据输入数据 读状态读状态 Busy？ 输出数据输出数据 N Y 查询式输入流程查询

13、式输入流程查询式输出流程查询式输出流程 2）程序中断传送方式程序中断传送方式 上述查询方式中，上述查询方式中，CPU要不断的查询外设要不断的查询外设 的状态，的状态， 未准备好则等待，不能做别的操作，未准备好则等待，不能做别的操作， 浪费了浪费了CPU的时间。因为很多外设速度较慢，它的时间。因为很多外设速度较慢，它 们输们输 入入 / 输出输出 一个数据速度很慢，在此过程中，一个数据速度很慢，在此过程中， CPU可执行大量的指令，为了提高可执行大量的指令，为了提高CPU的效率，的效率， 可采用中断方式。可采用中断方式。 即由即由CPU启动外设工作，然后执行主程序，启动外设工作，然后执行主程序，

14、 当外设准备好后，向当外设准备好后，向CPU发出中断请求，发出中断请求，CPU暂暂 停主程序的执行，转去中断处理服务，然后返回。停主程序的执行，转去中断处理服务，然后返回。 在何时交换数据，接口是主动的。在何时交换数据，接口是主动的。 3）DMA方式方式 直接存贮器存取传送方式直接存贮器存取传送方式 以上方式均需以上方式均需 CPU 参与参与 I /O 数据传送，即程序数据传送，即程序 控制（即控制（即IN ，OUT 指令）传送。而指令）传送。而DMA方式的基本方式的基本 思想是在外设和存贮器之间开辟直接的数据交换通道。思想是在外设和存贮器之间开辟直接的数据交换通道。 由由DMA 硬件装置控制

15、，直接由外设和内存之间传送数硬件装置控制，直接由外设和内存之间传送数 据，而不通过据，而不通过CPU。通常用于高速外设、成批交换数据。通常用于高速外设、成批交换数据。 如如PC机中磁盘（软、硬）与内存交换数据，则使机中磁盘（软、硬）与内存交换数据，则使 用了用了8237 DMA控制器。控制器。 在实际的计算机系统中，以上几种数据传送方式在实际的计算机系统中，以上几种数据传送方式 都使用。实际应用中，几种方式均可使用。如都使用。实际应用中，几种方式均可使用。如 A /D 实实 验中：延迟等待（无条件传送）、查询、中断，若使用验中：延迟等待（无条件传送）、查询、中断，若使用 高速高速A /D 也可

16、用也可用 DMA 方式直接将数据送内存。方式直接将数据送内存。 三、三、CPU 与外设之间的接口信息与外设之间的接口信息 1、地址地址 经译码以选定不同的端口。经译码以选定不同的端口。 2、数据、数据 8位、位、16位、位、32位数据。位数据。 3、状态、状态 输入输入 / 输出设备的状态。输出设备的状态。 4、控制信息、控制信息 由由CPU发出的控制信号，如启动或停发出的控制信号，如启动或停 止外设工作。止外设工作。 如输入设备是否准如输入设备是否准 备好，输出设备是备好，输出设备是 否空（是否忙）等否空（是否忙）等 注：注：状态、控制信息与状态、控制信息与 数据是不同性质的信息，数据是不同

17、性质的信息， 必须分别传送。通常数必须分别传送。通常数 据占一个端口，状态或据占一个端口，状态或 控制公用一个端口。控制公用一个端口。 CPU I /O 地址地址 数据数据 状态状态 控制控制 在进行输入在进行输入/ 输出操作时输出操作时,和存贮器相似和存贮器相似 , 也要对也要对 I/O进行寻址，也要完成两种选择：片选进行寻址，也要完成两种选择：片选 选择选择I/O 接口芯片，字选接口芯片，字选 选择该芯片中的某一寄存器（具选择该芯片中的某一寄存器（具 体端口）。体端口）。 CPU访问访问I/O端口有两种基本寻址方式，端口有两种基本寻址方式，存贮器映象存贮器映象 方式和独立编址方式。方式和独

18、立编址方式。 接口中被主机直接访问的一些寄存器常接口中被主机直接访问的一些寄存器常 称之为称之为端口端口。一个接口常有多个端口。一个接口常有多个端口。 如数据口，状态口，命令口。如数据口，状态口，命令口。 一、一、 I /O端口与存贮器公用端口与存贮器公用同一个地址空间同一个地址空间。如：。如： 此时存贮器与此时存贮器与 I /O的区别的区别 存贮器存贮器 只是所占用的地址不同。只是所占用的地址不同。 I /O CPU对对I /O端口的输入端口的输入 / 输出和对存贮器读输出和对存贮器读/ 写都是写都是 用访问存贮器用访问存贮器传送传送指令（如指令（如MOV），而无需专用输入），而无需专用输入

19、 / 输出指令。输出指令。 对对I /O访问的访问的控制信号控制信号，也是用对存贮器读，也是用对存贮器读/ 写控制写控制 信号。信号。 如如 MC6800微机，微机，MCS51单片机就是采用存贮器映象单片机就是采用存贮器映象 方式。方式。 I /O端口和内存单元端口和内存单元统一编址统一编址，即把一个外设端口作，即把一个外设端口作 为存贮器的一个单元来对待。特点：为存贮器的一个单元来对待。特点： 前前32K 后后32K I /O端口和内存单元端口和内存单元各各 自编址自编址，其地址相同也无妨。，其地址相同也无妨。 I /O端口的地址空间与存贮器端口的地址空间与存贮器地址空间是独立的地址空间是独

20、立的，分，分 开的，即开的，即I /O口地址不占用存贮器地址空间。口地址不占用存贮器地址空间。 CPU对对I /O的输入的输入/ 输出是用输出是用专门的输入专门的输入/ 输出指令输出指令， 而不能用存贮器传送（而不能用存贮器传送（MOV）指令。）指令。 对对I /O访问的访问的控制信号控制信号是用专门的是用专门的I /O控制信号（控制信号（IOR， IOW）。）。 如如8088 /8086，Z80等采用等采用I /O端口寻址方式。端口寻址方式。 64K 存储器存储器 1K IO 两种寻址方式的比较：两种寻址方式的比较： I /O端口方式优点：端口方式优点： I /O端口不占用存贮器地址空间；端

21、口不占用存贮器地址空间； 程序设计时，容易区分输入程序设计时，容易区分输入 /输出指令和存贮器指令；输出指令和存贮器指令； 通常，输入通常，输入 /输出指令只需两个字节，所以寻址速度较输出指令只需两个字节，所以寻址速度较 快。快。 存贮器映象方式优点：存贮器映象方式优点： 对外设操作，可使用全部的存贮器操作指令，指令多，对外设操作，可使用全部的存贮器操作指令，指令多， 使用方便；使用方便； 无需专用指令。无需专用指令。 三、输入三、输入 /输出指令输出指令 1、直接端口寻址指令直接端口寻址指令 IN ACC，PORT OUT PORT，ACC 2、间接端口寻址指令间接端口寻址指令 IN ACC

22、，DX OUT DX，ACC * IN表示将一个字节或一个字的数据从输入端口传送到表示将一个字节或一个字的数据从输入端口传送到 AL或或AX中中;OUT表示将一个字节或一个字的数据从表示将一个字节或一个字的数据从AL或或 AX传送到输出端口中传送到输出端口中. *直接端口寻址直接端口寻址, 端口地址由指令中的端口地址由指令中的8位立即数指定，位立即数指定， 间接端口寻址端口地址由间接端口寻址端口地址由DX内容确定，所以内容确定，所以直接寻址地直接寻址地 址为址为00H0FFH，256个端口；间接端口寻址可寻址个端口；间接端口寻址可寻址64K个个 端口，即端口地址端口，即端口地址0FFH时，则应

23、使用时，则应使用DX间址间址。 例：例：MOV AL，99H OUT 63H，AL；将；将99H传送到传送到63H端口端口例例 例、例、 MOV DX，260H OUT DX，AL；将；将AL中内容传送到中内容传送到 260H 端口端口 四、对四、对I /O端口寻址的译码方法端口寻址的译码方法 译码目的译码目的地址选择地址选择（地址分配）（地址分配），必须，必须 进行进行片选片选和和字选字选。通常采用两级译码方法，。通常采用两级译码方法，高高 位地址译码作为片选，位地址译码作为片选，以选择某一组端口（某以选择某一组端口（某 一片一片 I /O）。）。低位地址译码以选择片内寄存器低位地址译码以选

24、择片内寄存器 （即具体端口）。（即具体端口）。 PC机的机的I /O端口地址译码只用端口地址译码只用低低10位地址位地址 （A0A9）。210 = 1024 个口地址。个口地址。 典型的译码电路74LS138（3:8译码器）， P193、图55。 例、例、PC机系统板的机系统板的I /O译码译码 138 AEN G1 y0 DMA控制器控制器8237 00001FH A9 G2B y1 中断控制器中断控制器8259 02003FH A8 G2A y2 定时定时/计数器计数器8253 04005FH A7 C y3 并行口并行口8255 06007FH A6 B y4 DMA页面寄存器页面寄存器

25、 08009FH A5 A y5 NMI非屏蔽寄存器非屏蔽寄存器0A00BFH A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 0 0 0 0 0 X X X X X00001FH 0 0 1 1 1 X X X X X0E00FFH * 所有所有I /O译码必须有译码必须有AEN（Address Enable 地地 址允许址允许） 参与译码。参与译码。AEN=1，DMA控制三总控制三总 线，进行线，进行DMA传送。传送。 AEN=0开启开启I /O系统系统。 * 部分译码，如部分译码，如 y0DMA的的CS , 地址地址00001FH， 而而A3A0 DMA的的A3A0端片内译码，而端片内译码，而

26、A4并并 未参与译码，所以未参与译码，所以地址有重叠地址有重叠。 例、例、打印机译码打印机译码 A3 A4 A5 A6 便可 确定相应的键值。 如键入如键入2键：键： 7 4 1 0 D3 D2 D1 D0 8 9A 56B 23 C FED D4D5D6D7 如键入如键入2键的键译码（键分析）键的键译码（键分析） 流程流程 行输出全行输出全0（380H） 读（读（384H） Y N有键入有键入 输出行值输出行值 读入列值读入列值 1111？ 将行列拚码将行列拚码BDHAL 与键表比较查寻相应键值与键表比较查寻相应键值BX 显示键值显示键值 1111？ 修改修改 例、例、 用上述扫描法用上述扫

27、描法,将其键入的将其键入的16进制数显示的程序进制数显示的程序: KEYTAB DB 7EH,7DH,0BDH,0DDH,7BH,0BBH,0DBH,77H DB 0B7H,0D7H,0E7H,0EBH,0EDH,0EEH,0DEH,0BEH LOP1: MOV DX, 380H MOV AL, 0 将行线全部置将行线全部置0 OUT DX, AL 定义定义0F的相应键码表的相应键码表 MOV DX, 384H I N AL, DX ； 读入列值读入列值 AND AL, 0F0H ；取高；取高4位位 CMP AL, 0F0H ；是否全；是否全“1111” JE LOP1 ；全；全“1111”则

28、无键入则无键入 全键盘全键盘 扫描，扫描， 查询有查询有 无键入无键入 MOV BX, 0 ；置计数初值；置计数初值 MOV AH, 77H ；检测键盘的行的输出初值；检测键盘的行的输出初值 LOP2: MOV DX, 380H MOV AL, AH OUT DX, AL ；输出行值；输出行值 MOV DX, 384H IN AL, DX ；输入列值；输入列值 AND AL, 0F0H CMP AL, 0F0H ；是否在本行；是否在本行 JNE LOP3 ROR AH, 1 ；本行无键入，则检查下一行；本行无键入，则检查下一行 JMP LOP2 逐行逐行 扫描扫描 LOP3: AND AH,

29、0FH ; 取行输出值取行输出值 OR AL, AH ; 与列输入值，组合代码与列输入值，组合代码AL LOP4: CMP AL, KEYTABBX JE LOP5 INC BX JMP LOP4 LOP5: ADD BL, 30H CMP BL, 3AH ； 将键值转换为将键值转换为 ASCII字符字符 JC LOP6 ； 09 加加30H ADD BL, 7 ； AF 加加37H LOP6: MOV DL, BL MOV AH, 2 显示键入的值显示键入的值 INT 21H RET 将扫描所得的代码将扫描所得的代码 与编码表比较与编码表比较 寻找输入的寻找输入的16进制进制 数（键值）数（

30、键值） BX 作业：P234. 11. 12. 13. 思考例：思考例： 显示器显示器/键盘接口键盘接口 D Q CLK 273 DB DB DB 键盘列输入口键盘列输入口 G YA 244 273 Q D +5v +5v 位选位选 键盘键盘 行输出行输出 A CLKQ g a com 段选口段选口 Q Y 初始化初始化 更新显示更新显示DISUP 键盘扫描键盘扫描DECKEY 键分析译码键分析译码 有键入吗？有键入吗？ N Y 例例3、 BCD码拨盘接口设计码拨盘接口设计 在计算机应用系统中，除显示，键盘等人机对话人机对话 接口接口外，还有一种较常用的拨盘输入，它适合于少量 的数据或控制参数

31、的输入。 （1）BCD码拨盘码拨盘拨盘种类 很多，作为人机接口使用最方 便的拨盘是十进制输入，即可 以输入BCD码。拨盘都具有 09十个位置，每个位置都有 相应的数字显示，代表拨盘输 入的十进制数。每个拨盘都有 5个接点，其中A为输入控制 线，另4根是8421码输出线。 当拨盘拨到不同位置时，输入 A分别与8421线中的某根或某 几根接通。 如如 键盘输入键盘输入 控制端控制端A 输出端输出端8421线线 0 1 0000 1 1 0001 2 1 0010 3 1 0011 4 1 0100 5 1 0101 6 1 0110 7 1 0111 8 1 1000 9 1 1001 输出为输出

32、为1 表示该线表示该线 与与A接通接通 8 4 2 1 A+5v 用一片只能表示用一片只能表示 一位十进制数，用多一位十进制数，用多 片可构成多位十进制片可构成多位十进制 数。数。 （2）、单片单片BCD码拨盘接口码拨盘接口仅需一个4位I/O线 端口，A输入端接5V，为了使输出端不与A接通时 亦有确定电平，常将8421输出端通过电阻拉至低电平。 原理图：原理图： 因为因为A接高电平接高电平+5V,相应相应8421输出高电平，表示接通输出高电平，表示接通A 有效，即有效，即高电平有效高电平有效，若为低电平，则无效若为低电平，则无效 此时此时 拨盘输出为拨盘输出为正逻辑正逻辑（原码）；（原码）；

33、控制端控制端A亦可接低电平亦可接低电平 0 此时此时 8421输出端经电输出端经电 阻拉至电平阻拉至电平5V,拨盘输出的拨盘输出的BCD码为码为负逻辑负逻辑（反码）（反码）。 如将拨盘拨至6的位置，执行： MOV DX ,260H 拨盘输入程序段： IN AL ,DX （则AL低4位 0110 ） （3）多片多片BCDBCD码拨盘接口码拨盘接口 在实际应用系统中，要输入多位十进制数，应将多片多片 BCDBCD码拨盘拼接码拨盘拼接。若按上述接法，N位十进制数拨盘需 占用4N根I/O口线，为了减少I/O线的数量，可将拨 盘的输出线分别通过与非门与输出线分别通过与非门与I/OI/O口相连口相连，而每

34、片拨 盘的A A端端不直接接5V或地，而是与I/OI/O口线相连口线相连，用 来控制选择多片中的任意一片。这样，N位拨盘，只需 4N根I/O口线。 如：如：8位十进制数输入的拨盘接口如位十进制数输入的拨盘接口如P218、图、图6 17所示：所示：下图只用4N4812根I/O线。所 有A接384H输出口，所有8421输出线，接8输入 与非门，再送244输入口。 分析一位，如数字分析一位，如数字6： 8 4 2 1 0 D3 D2 D1 D0 原码原码0110反码反码1001 A 所以要输入的位所以要输入的位A接接0， 其他接其他接1 经多输入与非门，见经多输入与非门，见0为为1（接（接 通位）通

35、位） 全全1为为0（未接通位均为（未接通位均为1） 如：输入如：输入8位十进制数送缓冲区位十进制数送缓冲区IBUF,并显示的程序：并显示的程序： 注：执行拨盘输入程序之前，各位注：执行拨盘输入程序之前，各位BCD拨盘均应拨好拨盘均应拨好 数码数码逐位选通读入。逐位选通读入。 IBUF DB 8 DUP (?) OBUF DB 9 DUP (?) MOV BX , 0 ; MOV AH , 80H ; LOP1:MOV DX , 384H MOV AL , AH NOT AL OUT DX , AL MOV DX , 380H IN AL , DX AND AL , 0FH MOV IBUFBX

36、,AL INC BX ; SHR AH ， 1 ； 指向缓冲区的下一个数据位指向缓冲区的下一个数据位 修改位选值，指向下一选通位修改位选值，指向下一选通位 读入一位拨盘的值读入一位拨盘的值 即一个十进数即一个十进数 IBUF 输出位选值输出位选值0111 1111 1011 11111101 1111 设输入数据区的初始位移量设输入数据区的初始位移量 设位选初值设位选初值 AND AH , AH JNZ LOP1 MOV SI , OFFSET IBUF +7 MOV DI , OFFSET OBUF +7 MOV CX , 8 ； LOP2: MOV AL，SI ADD AL , 30H M

37、OV DI，AL DEC SI DEC DI LOOP LOP2 MOV OBUF + 8, $ MOV DX , OFFSET OBUF MOV DX , 9 INT 21H 设循环计数设循环计数 将数字将数字字符字符 指向两缓冲区指向两缓冲区 的末地址的末地址 8位读完吗？位读完吗？ 显示显示 设位选初值设位选初值 0111 11111011 1111 输出位选值输出位选值（384H口）口） 读一位拨盘值读一位拨盘值（即十进制数）（即十进制数） （380H）IBUF 修改修改（修改（修改IBUF地址，修改位选值）地址，修改位选值） 指向下一位指向下一位 Y 显示输入数据显示输入数据 8位读

38、完吗？位读完吗？ N 6.5 6.5 模拟通道接口模拟通道接口 作用：模拟信号作用：模拟信号 模拟通道模拟通道 数字信号数字信号 例例 、 被测对象被测对象 传感器传感器 电信号电信号 放大放大 模拟信号模拟信号 A/DA/D 数字信号数字信号 计算机计算机 数字信号数字信号 D/A D/A 模拟信号（控制）模拟信号（控制） 下面介绍两种最常用的下面介绍两种最常用的D/AD/A，A/DA/D与微机的接口。与微机的接口。 一、一、数模转换器数模转换器DACDAC与微机的接口与微机的接口 1D/A与微机接口时，靠OUT指令 将待换的数据送 D/A输出接口，而OUT指令送出的数据在DB上的 时间是短

39、暂的，所以需要一个数据寄存器暂存数 据，供D/A转换。除早期D/A产品需要外接数据寄 存器之外，目前D/A芯片内片带有数据寄存器，所 以可直接与微机接口（通常称为与微处理器完全 兼容）。 2DAC0832DAC08328 8位电流位电流D/AD/A。内部结构：。内部结构：P222P222、图、图6-216-21。 由图可知，它由由图可知，它由8 8位位输入寄存器输入寄存器，8 8位位DACDAC寄存器寄存器，8 8位位 D/AD/A转换器转换器及转换控制电路构成。及转换控制电路构成。由二级锁存器构成。由二级锁存器构成。 3 3、DAC0832DAC0832的引脚功能：的引脚功能： 8 8位数据

40、输入线位数据输入线D D7 7D D0 0（DIDI7 7DIDI0 0） 电流输出端电流输出端Iout1,Iout2Iout1,Iout2一般一般Iout1Iout1接接 运放的反相输入端，运放的反相输入端，Iout2Iout2接模拟地。接模拟地。 反馈信号输入端反馈信号输入端RfbRfb，反馈电阻在片内。，反馈电阻在片内。 允许输入锁存信号允许输入锁存信号ILEILE高电平有效。高电平有效。 输入寄存器锁存信号输入寄存器锁存信号WRWR1 1，DACDAC寄存器写信寄存器写信 号号WRWR2 2 传送控制信号传送控制信号XFERXFER，以控制，以控制WRWR2 2是否起作用。是否起作用。

41、 片选信号片选信号CSCS，输入寄存器选择信号。，输入寄存器选择信号。 参考输入电压参考输入电压V VREF REF，即基准电压，一般在 ，即基准电压，一般在 -10V-10V+10V+10V。 模拟地模拟地AGNDAGND，整个电路的模拟地必须在某一，整个电路的模拟地必须在某一 点与数字地相接。数字地点与数字地相接。数字地DGNDDGND。通常模数两地相。通常模数两地相 连。连。 4. DAC 08324. DAC 0832与微机接口与微机接口 0832 0832内部有输入寄存器，内部有输入寄存器，可直接与微机可直接与微机 接口。接口。08320832为电流输出型为电流输出型D/AD/A，要

42、得模拟电压，要得模拟电压， 必需外加转换电路。必需外加转换电路。 内部有两级数据寄存器，内部有两级数据寄存器，可工作于多种方可工作于多种方 式式直通方式，单缓冲方式，双缓冲方式直通方式，单缓冲方式，双缓冲方式五个五个 控制信号：控制信号：ILEILE，CSCS，WRWR1 1,WR,WR2 2，XFERXFER的连接方式的连接方式 不同。不同。 直通方式直通方式 常用于常用于连续反馈控连续反馈控 制的环路制的环路中；只要中；只要 由一个由一个ROMROM连续地向连续地向 它提供它提供DACDAC数据，输数据，输 出就可以直接跟随出就可以直接跟随 输入变化。此时输入变化。此时无无 需需OUTOU

43、T指令启动转换指令启动转换。 由内部结构的控制由内部结构的控制 部分可知：部分可知： 此时此时IE=1IE=1输出输出Q Q 跟随输入跟随输入D D。 单缓冲方式单缓冲方式 使两个寄存器的使两个寄存器的 一个始终处于一个始终处于直直 通状态通状态，而使另，而使另 一个一个寄存器寄存器受控受控 的锁存器状态。的锁存器状态。 常用于常用于单路应用单路应用 系统。系统。 如使第一个寄存器如使第一个寄存器 受受PSPSO O，IOWIOW的控制状态；的控制状态； 使第二个寄存器处于直使第二个寄存器处于直 通状态。通状态。 输出锯齿波的程序：输出锯齿波的程序： MOV DXMOV DX，380H 380

44、H MOV AL MOV AL，O O AGAINAGAIN： OUT DXOUT DX，ALAL INC AL INC AL 指向下一个数据指向下一个数据 PUSH AXPUSH AX MOV AH MOV AH，1111 INT 21H INT 21H CMP AL CMP AL，0 0 POP AX POP AX JZ AGAIN JZ AGAIN 插入廷时，可改变锯齿波周期。插入廷时，可改变锯齿波周期。 锁存一个数据锁存一个数据 无键入则继续无键入则继续 锯齿波的数据为锯齿波的数据为0 0FFHFFH （3 3）、双缓冲方式）、双缓冲方式 两个寄存器都处于两个寄存器都处于 受控状态受控

45、状态，需要两步，需要两步 写操作来完成，需要写操作来完成，需要 两个端口地址以选通两个端口地址以选通 CSCS和选通和选通XFERXFER。这样，。这样， 可在可在DACDAC转换输出前转换输出前 一个数据的同时，将一个数据的同时，将 下一个数据送到输入下一个数据送到输入 寄存器，可提高寄存器，可提高D DA A 的转换速度。常用于的转换速度。常用于 多路应用系统多路应用系统且要求且要求 输出同步的情况。输出同步的情况。 输出锯齿波程序：输出锯齿波程序： MOV AL MOV AL，0 0 AGAIN: MOV DX,380H AGAIN: MOV DX,380H 选通输入寄存器，将转选通输入

46、寄存器，将转 OUT DXOUT DX，AL AL 换数据锁存换数据锁存 MOV DXMOV DX，384H384H 选通选通DACDAC寄存器，启动寄存器，启动 OUT DXOUT DX，AL D/AAL D/A转换转换 INC AL INC AL ；修改数据；修改数据 PUSH AXPUSH AX MOV AH MOV AH，1111 INT 21H INT 21H CMP AL CMP AL，0 0 POP AX POP AX JZ AGAIN JZ AGAIN 无键入则继续无键入则继续 如产生任一周期信号的程序（波型数据无简单规律）：如产生任一周期信号的程序（波型数据无简单规律）： 只

47、需在缓冲区存相应数据只需在缓冲区存相应数据 如存一个周期的正弦如存一个周期的正弦 波数据，便可输出正弦波：波数据，便可输出正弦波： BUF DB XXBUF DB XX，XXXX， MOV DXMOV DX，384H384H COUNT EQU $-BUF COUNT EQU $-BUF OUT DX,ALOUT DX,AL START:LEA BX,BUF MOV AX,100START:LEA BX,BUF MOV AX,100 MOV CX,COUNT MOV CX,COUNT HERE:DEC AXHERE:DEC AX AGAIN:MOV DX,380H AGAIN:MOV DX,3

48、80H JNZ HEREJNZ HERE MOV AL,BX INC BX MOV AL,BX INC BX OUT DX,AL LOOP AGAIN OUT DX,AL LOOP AGAIN 11 11功能控制转功能控制转STARTSTART 廷时以廷时以 改变输改变输 出速率出速率 5、10位DA转换接口AD7520 AD7520为10位DA转换器，内部不带数据锁 存器。 b1b10数据输入线，b1MSB，b10LSB。 IOUT1，IOUT2电流输出，即也是电流型DA， 所以也要转换成电压。 AD7520与微机接口 自身不带数据锁存器， 必须外扩展数据寄存器， 为10位， 要锁存10位数

49、据， 只有8位DB， 可先锁 存高2位，再锁存28位。 完成一个数据转换的程序段： MOV AH，000000XXB ；设高2位数据 MOV AL，XXH ；设低8位数据 MOV DX，PORT0 XCHG AH，AL XCHG AH，AL MOV DX，PORT1 OUT DX，AL OUT DX，AL 锁存高锁存高2 位在第一位在第一 个个74中中 锁存锁存10位在位在 74273中中 启动启动DA 作业：作业： P235. 14. 15(用单缓冲方式）用单缓冲方式）. 二二模数转换器模数转换器ADCADC与微机接口与微机接口 1 1、A/DA/D与微机接口时，靠与微机接口时，靠OUTOU

50、T指令指令启动启动A/DA/D转换，转换， 转换结束后，用转换结束后，用ININ指令指令从从ADCADC中读取转换数据中读取转换数据输输 入接口入接口。A/DA/D的数据输出端是否能直接与微机的数据输出端是否能直接与微机接口接口， 要看要看A/DA/D内部的输出锁存器是否为内部的输出锁存器是否为三态输出锁存器三态输出锁存器， 若为三态输出，则可与微机若为三态输出，则可与微机DBDB直接相连；若为非三直接相连；若为非三 态输出，则应加三态缓冲隔离。态输出，则应加三态缓冲隔离。 2 2、ADC 0808/0809ADC 0808/0809 采用采用CMOSCMOS工艺制成的工艺制成的8 8位位8

51、8通道单片通道单片A/DA/D转换器。转换器。 内部结构内部结构P229P229、图、图6-306-30 注：注：08080808和和08090809的区别在于总的不可调误差（的区别在于总的不可调误差（08080808 为为+ +1/2LSB1/2LSB，08090809为为+ +1LSB1LSB），所以），所以08090809较便宜。较便宜。 片内有片内有8 8路模拟路模拟开关，模拟开关的地址锁存与译开关，模拟开关的地址锁存与译 码电路，可选通码电路，可选通8 8路模拟输入的任何一路单端模拟路模拟输入的任何一路单端模拟 信号，中间部分：包括比较器，信号，中间部分：包括比较器，256256电阻

52、网，树状电阻网，树状 开关，逐次逼近寄存器开关，逐次逼近寄存器S SA AR,R,控制与时序，以实控制与时序，以实 现逐次逼近式现逐次逼近式A/DA/D即即8 8位位A/DA/D。最后结果由。最后结果由三态三态 输出锁存器输出输出锁存器输出。 3 3、引脚功能、引脚功能 IN IN0 0-IN-IN7 788个通道的模拟电压输入（个通道的模拟电压输入（0 0+5V+5V）即）即 单极性输入，由通道单极性输入，由通道ADDAADDA，ADDBADDB，ADDCADDC选择确定。选择确定。 ADDAADDA，ADDBADDB，ADDCADDC模拟通道的地址选择线；模拟通道的地址选择线； 可由可由

53、DBDB选择通道，不占选择通道，不占I/OI/O端口地址；也可由端口地址；也可由ABAB选选 择通道，须择通道，须8 8个个I/0I/0口地址。口地址。 D D0 0-D-D7 7数据线输出。数据线输出。 OEOE输出允许，高电平有效，以打开三态缓冲器，输出允许，高电平有效，以打开三态缓冲器， 将数据送将数据送DBDB，供，供CPUCPU读入。读入。 ALE ALE地址锁存允许，上升沿有效，锁存三地地址锁存允许，上升沿有效，锁存三地 址线以选通相应通道。址线以选通相应通道。 START START启动信号，在模拟通道选通之后，由正脉启动信号，在模拟通道选通之后，由正脉 冲启动冲启动A/DA/D

54、转换（转换（STARTSTART的上升沿使所有内部寄存器的上升沿使所有内部寄存器 清清0 0，下降沿开始，下降沿开始A/DA/D转换过程。）转换过程。） EOCEOC转换结束信号，转换时间为转换结束信号，转换时间为100us100us。在。在STARTSTART 之后，之后，A/DA/D开始转换，开始转换，EOCEOC为低电平，表示正在转换，为低电平，表示正在转换， 一旦转换结束，一旦转换结束，EOCEOC变为高电平，表示转换结束。变为高电平，表示转换结束。 此信号可作为状态查询信号，或用来申请中断。此信号可作为状态查询信号，或用来申请中断。 REFREF（+ +），），REFREF（- -）

55、基准电源输入。参考电压基准电源输入。参考电压 的精度直接影响转换结果，要求不高时直接电源。的精度直接影响转换结果，要求不高时直接电源。 CLKCLK时钟脉冲输入，时钟频率为时钟脉冲输入，时钟频率为640K640K（640K640K）。）。 4 4、ADC0808/0809ADC0808/0809与微机接口与微机接口 内部有数据锁存内部有数据锁存三态三态寄存器，寄存器，DBDB可与可与CPUCPU 直接接口。所以主要是对模拟通道的选择、转直接接口。所以主要是对模拟通道的选择、转 换启动控制和读取结果的控制。换启动控制和读取结果的控制。 其通道的选择：可用三根低位地址其通道的选择：可用三根低位地址ABAB选择选择8 8个个 模拟通道，通道端口由地址确定；也可用模拟通道，通道端口由