输入输出接口技术和输入输出通道

数据总线DB控制总线CB地址总线AB存储器I/O接口输入设备I/O接口输出设备CPU输入输出接口——简称“接口”输入输出接口技术——研究微处理器和外部设备之间信息交换的技术。第一页，共132页。

§2.1概述1、接口、通道及其功能

1)I／O接口电路I／O接口电路：是主机和外围设备之间交换信息的连接部件。使主机和外设能够协调工作，有效地完成信息交换。时序配合和通信联络问题数据格式转换和匹配问题负载能力和外围设备端口选择问题可编程功能及错误检测功能第二页，共132页。

2)I／O通道I／O通道：也称为过程通道。它是计算机和控制对象之间信息传送和变换的连接通道。信号的输入通路。信号的输出通路。输入和输出通路的主要功能———实现模拟量与数字量之间的信号变换。第三页，共132页。本章学习目的:解决微型计算机和外部的连接问题，使计算机和外部构成一个整体，能正确、可靠、高效率的交换信息，这是设计一个微机控制系统必须解决的基本问题。第四页，共132页。2、I／O信号的种类CPU外部设备数据状态控制通常有三类信息：数据信息数字量模拟量开关量脉冲量状态信息控制信息第五页，共132页。3、计算机和外部的通信方式并行通信：串行通信：把一个字符的各数位用几条线同时进行传输

数据按位进行传送的

串行通信全双工方式半双工方式同步通信异步通信第六页，共132页。发送AK1K2B

接收接收发送发送A接收数据应答数据应答接收B发送全双工方式:数据信息能沿相反两个方向传送。

半双工方式:数据信息可沿数据传输线的两个方向传送，但同一时刻只能沿一个方向传送。

第七页，共132页。SYNSYN控制字符控制字符数据字符...SYN同步通信：在一组字符前后加同步字符，标志一组数据块的开始与结束，接收装置接收到同步字符而开始接收数据，直到接收后同步字符，一帧数据接收结束。

第八页，共132页。异步通信：要传送的字符代码前加一起始位，以示该字符代码开始，在字符代码后面加一停止位，以示该字符代码结束。第九页，共132页。§2.2输人／输出的控制方式§2.21．程序控制方式1.无条件传送方式第十页，共132页。2.查询传送方式（条件传送方式）NY从状态端口读入状态信息从数据端口传送一个数据外设准备好？第十一页，共132页。查询式输入的接口电路第十二页，共132页。第十三页，共132页。服务时间指某台外设服务子程序的执行时间。最短响应时间指某台设备相邻两次请求服务的最短间隔时间。

I/O方式的选择必须满足实时控制的要求。“所有外围设备的服务时间的总和必须小于或等于任一外围设备的最短响应时间（也称危险时间）”。

查询方式一般适用于各外围设备服务时间不太长、最短响应时间差别不大的情况。查询式I/O方式满足实时控制要求的使用条件：第十四页，共132页。

查询式I/O方式的优缺点及使用条件1．优点：查询式接口电路简单，不占用中断输入线，同时查询程序也简单，易于设计调试。由于查询式I/O方式是通过CPU执行程序来完成的，因此各外设的工作与程序的执行保持同步关系，特别适用于多个按一定规律顺序工作的生产机械或生产过程的控制。2．缺点：查询式I/O方式下，CPU要不断地读取各外设状态，一一查询各外设是否有服务请求。浪费主机时间，效率较低。第十五页，共132页。例：用查询式管理键盘输入，若程序员在终端按10个字符/秒的速度打字，那么计算机平均用100ms的时间完成一个字符的输入过程，而实际上从终端读入一个字符并送出显示等处理的时间只需约50µs，如果同时管理30台终端，那么用于测试状态和等待时间为：100000µs-50×30µs=98500µs；可见，98.5%的时间都在查询等待中浪费了。第十六页，共132页。§2.22．中断控制I/O方式

1.中断控制I/O时应解决的问题外部中断：是通过I／O接口硬件向CPU发出中断请求信号，从而引起一个中断处理过程。多重中断处理时必须解决的四个问题：

►

保存现场和恢复现场。

►

正确判断中断源。

►

实时响应。

►

按优先权顺序处理。第十七页，共132页。2.中断优先级问题的解决软件查询方式雏菊链法专用硬件方式1)软件查询方式第十八页，共132页。2)雏菊链法第十九页，共132页。2)雏菊链法3)专用硬件方式——8259A第二十页，共132页。3、DMA控制方式DMA控制方式：是一种成块传送数据的方式。8237A的数据传送速率可达1.6M字节/s；8257A的数据传送速率可达1．25M字节/s。第二十一页，共132页。§2.3I/O接口设计§2.3.1I／0接口的编址方式I／0接口与存储器独立编址方式I／0接口与存储器统一编址方式Inel8086+8288/MRDC/MWTCAB/IORC/IOWC译码器译码器去存储器去I/O接口......1.I／0接口与存储器独立编址方式第二十二页，共132页。独立编址方式的优点：►可寻址256个端口，执行I／O指令时间短，译码电路简单►程序清晰易读►硬件设计简单独立编址方式的缺点：►专门I／O指令的功能有限，不如访问内存指令丰富；►增加了微处理器本身控制逻辑的复杂性。第二十三页，共132页。2．I／0接口与存储器统一编址方式

又称存储器映像方式:把所有的I／0端口作为存储单元，每个外围设备的端口都给予相应的一个或几个16位地址号。Inel8086+8288AB/MRDC/MWTC/IORC/IOWC译码器不用…去存储器去I/O接口第二十四页，共132页。统一编址方式的优点：►

数据处理能力强►

输入输出部分可以和存储器部分共用译码和控制电路►

CPU不需区分访内操作及访问输入输出操作的控制信号，可以相应减少引脚►

I／O端口数目不受限制统一编址方式的缺点：►

每个I／O操作需全字长地址译码，整个指令执行时间较长►

程序中较难区分I／O操作

►

I／O端口占用了存储空间地址第二十五页，共132页。§2.3.2I／O接口与系统的连接第二十六页，共132页。(a)通过I／O接口芯片与CPU和外围设备的连接第二十七页，共132页。(b)通过I／O接口芯片与CPU和外围设备的连接第二十八页，共132页。接口芯片和CPU之间必须连接的信号有下列4类：数据信号D0~D7读／写控制信号片选信号和地址线时钟、复位、中断控制、联络信号

§2.3.3I／O接口扩展1.地址译码器的扩展►使用译码器的目的►译码器常用的译码器有：四中选一、八中选一、十六中选一。第二十九页，共132页。74LSl38扩展地址译码器

第三十页，共132页。第三十一页，共132页。例：采用74LSl38作地址译码器设计的微机主机板接口子系统地址译码电路。第三十二页，共132页。第三十三页，共132页。/Y0/Y1/Y2/Y3/Y4/Y5/Y67输出第三十四页，共132页。例：采用74LS138做地址译码器的某数据采集系统。8255A的A、B、C、控制口地址分别为：3E4H、3E5H、3E6H、3E7H8253的口地址分别为:3F8H、3F9H、3FAH、3FBH第三十五页，共132页。2.负载能力的扩展TTL器件和MOS器件（TTL又分标准TTL器件74×××，和低功耗肖特基TTL器件74LS×××）。它们之间级连使用，逻辑电平是一致的（“1”电平≥1．8V~3．8V，“0”电平≤0．8~0．3V），但功耗和驱动能力有差别。I意义器件74×××74ls×××MOSIIH输入为高电平时的输入电流40uA20uA10uAIIL输入为低电平时的输入电流-1.6mA-0.4mA-0.1mAIOH输出为高电平时的拉电流-0.4mA-0.2~-1.2mA-0.2mAIOL输出为低电平时的灌电流16mA8~16mA1.6mA表2-4TTL和MOS器件输入输出电流第三十六页，共132页。

2.负载能力的扩展1)应用总线收发器提高总线驱动能力总线收发器——Intel8286－A0B0－－A1B1－－A2B2－－A3B3－－A4B4－－A5B5－－A6B6－－A7B7－－/OET

－8286第三十七页，共132页。第三十八页，共132页。2)应用接口芯片常用的：74LS244单向三态门74LS373(74LS273)三态输出锁存器74LS245三态输出八总线收发器74LS245：

第三十九页，共132页。使能端/G方向控制端DIR操作LLB数据至A总线LHA数据至B总线H隔开第四十页，共132页。

I／O接口设计的方法、步骤及设计举例1.I／O接口设计的方法、步骤★I／O接口设计步骤►了解常用外围设备或被控设备与CPU之间信息交换的要求，确定I/O控制方式；►

考虑硬件和软件的功能分配；►

进行I／O端口的数量统计、数据流向安排和端口地址号分配；►

I／O接口硬件电路的扩展设计；

►

I／O接口控制软件设计；►

进行接口硬件和软件联调。

第四十一页，共132页。★I／O接口扩展的方案选择:

►购置多功能I／O接口板

►

自行设计I／O接口电路

►采用通用的大规模集成电路接口芯片扩展I／O接口电路

►采用普通的缓冲器、锁存器和译码器等集成电路扩展I／O接口

2.I／O接口设计举例一

设计8088CPU微机系统I／O接口电路，有8组8位的数字量外部输入，8组8位的控制和显示数据输出到外部。8个输入端口地址号为E8H～EFH，8个输出端口地址为F0H～F7H。设计要求：第四十二页，共132页。

设计：A7A6A5A4A3A2A1A011101ΧΧΧINAL,0E8H11110XXXOUT0F0H,AL第四十三页，共132页。3.I／O接口设计举例二设计要求：

设计8086最小模式系统接口电路，采用8255A作为连接打印机的接口，指定8255A的A、B、C和控制端口的地址号分别为FFF8H、FFFAH、FFFCH和FFFEH。设计：以程序控制方式设计第四十四页，共132页。A7A6A5A4A3A2A1A011111XXX0FFF8H、FFFAH、FFFCH、FFFEH第四十五页，共132页。8255A初始化程序INIT：MOVAL，81H；写控制字81H到8255A控制寄存器 MOVDX，0FFFEH OUTDX，AL； MOVAL，0DH；用置1/置0方式置PC6为1， OUTDX，AL；即使为高电平第四十六页，共132页。输出一个字符数据至打印机的子程序LPST： MOVDX，0FFFCH INAL，DX ；读入打印机状态信息 ANDAL，04H ；检测打印机忙否？ JNZLPST ；若BUSY=1，即忙，则等待 MOVAL，CL ；若BUSY=0，不忙 MOVDX，0FFF8H OUTDX，AL ；则存于CL中的字符数据送A端口 MOVAL，0CH ；使=0 MOVDX，0FFFEH OUTDX，AL INCAL；再使=1，发一个负脉冲 OUTDX，AL RET第四十七页，共132页。§2.4I／O通道

模拟量输入通道模拟量输出通道数字量输入通道数字量输出通道

I／O通道分为：

第四十八页，共132页。§2.4.1模拟量输入通道主要组成：

信号处理装置、采样单元、采样保持器、数据放大器、A／D转换器控制电路。任务：完成模拟量的采集并转换成数字量送入计算机。第四十九页，共132页。

1、信号处理装置组成：标度变换器、滤波电路、线性化处理及电参量间的转换电路等。★标度变换器：作用：把经由各种传感器所得到的不同种类和不同电平的被测模拟信号变换成统一的标准信号。★滤波电路：作用：滤掉或消除干扰信号，保留或增强有用信号。★线性化处理：有些电信号转换后与被测参量呈现非线性。所以必须对信号进行线性化处理，使它接近线性化。

★电参量间的转换电路：

主要进行电信号之间的转换。第五十页，共132页。

2、采样单元

作用：把各路模拟量分时接到A／D转换器进行转换，实现CPU对各路模拟量分时采样。

组成：开关矩阵及逻辑控制电路。开关矩阵——模拟开关的组合逻辑控制电路——在软件或通道控制电路的控制下，以一定速度，按顺序输入被测模拟信号。两类模拟开关：机械式触点或开关，如干簧继电器、水银继电器晶体管开关、场效应管开关和光电耦合开关第五十一页，共132页。第五十二页，共132页。CD405l组成：逻辑电平转换、二进制译码器及8个开关电路。主要特性：直流供电电源：VDD＝+5V～+15V，数字信号电位变化范围：3～15V输入电压：UIN＝0～VDD，模拟信号峰峰值：15V第五十三页，共132页。CD405l输入状态接通通道号输入状态接通通道号INHCBACD4051INHCBACD405100000#1***断开0……01117#第五十四页，共132页。CD405l的应用：第五十五页，共132页。3、采样保持采样保持电路：对变化的模拟信号快速采样，并在转换过程中保持模拟信号。两个工作状态：

★

采样状态

★

保持状态第五十六页，共132页。采样保持集成芯片LFl98主要特性：供电电源：±5V～±18V；信号获取时间：<10／as；可以和TTL、PMOS、CMOS逻辑输入兼容；典型保持电容：1000pF、0.01μF。第五十七页，共132页。4、数据放大器——把传感器的信号从毫伏电平按比例放大到典型的A／D转换器输入电平。5、A／D转换器——把通道输入的模拟量转换成数字量，通过I/O接口电路送入CPU。第五十八页，共132页。f(t)Kf*(t)T§2.4.2采样与量化1．采样过程采样过程：用采样开关将模拟信号按一定时间间隔抽样成离散模拟信号的过程。第五十九页，共132页。香农(Shannon)定理：如果随时间变化的模拟信号的最高频率为ωmax，只要按照采样频率ωS≥2ωmax进行采样，那么取出的样品系列(f1*(t)，f2*(t)，…)就足以代表(或恢复)f(t)。第六十页，共132页。2．量化过程量化过程：是用一组数码(如二进制码)来逼近离散模拟信号的幅值，将其转换成数字信号。

fmax：转换信号的最大值；fmin：转换信号的最小值；i：转换后二进制数的位数。

量化单位为：第六十一页，共132页。§2.4.3模拟量输出通道功能：把计算机的运算结果转换成模拟量，并输出到被选中的某一控制回路上，完成对执行机构的控制动作。组成：D／A转换器、输出保持器、多路切换开关、低通滤波电路和功放电路。输出保持器的作用：将前一采样时刻的输出信号保持到下一个采样时刻，重新得到新的输出信号。

输出保持方案：数字量保持方案；模拟量保持方案。第六十二页，共132页。1、一个输出通路设置一个D／A转换器的结构形式

2、多个输出通路共用一个D／A转换器的结构形式第六十三页，共132页。四．模拟量输入/输出通道工作过程分析

第六十四页，共132页。§2.4.4数字量输入通道

数字输入信号分三类：

编码数字开关量脉冲列常用的电平转换电路：

数字量输入通道的结构：►

直接和并行接口电路的输入口连接。

►

加光电隔离电路。►

采用软件计数法。►

接口电路外加硬件计数器。第六十五页，共132页。(a)§2.4.5数字量输出通道★编码数字

——二进制数。★开关量

——“1”、“0”的形式。输出电路的形式：(b)(c)★脉冲信号

——输出脉冲的频率及个数都可通过程序设置来控制。第六十六页，共132页。§2.5D／A转换器

作用：把数字量转换成模拟量。按工作方式可分成：并行和串行两种。§2.5.1并行D／A转换器的工作原理1．基本思想：11000110=27+26+22+21D/A转换器由电阻网络、运算放大器、位切换开关和基准电压组成。电阻网络通常有两种：权电阻网络和T型电阻网络。第六十七页，共132页。2.T型电阻网络构成的D/A转换器图中所有电阻均为R和2R。每个支路都有一个电子开关，当Di=0时，开关接地；当Di=1时，开关接UR。反相端作输入电压：第六十八页，共132页。输入信号为10…0输入的信号为01…0第六十九页，共132页。取Rf=3R，则流经负载电阻的电流表达式为：U0=-UR(2-1Dn-1+2-2Dn-2+…+2-nD0)=-UR(2n-1Dn-1+2n-2Dn-2+…+20D0)/2n第七十页，共132页。§2.5.3D/A转换器芯片及其接口电路1、8位DAC0832及接口电路1）外部结构特征DIP20分辨率8位;电流输出，稳定时间1μs;与TTL电平兼容；功耗20mW。第七十一页，共132页。2）内部结构及原理第七十二页，共132页。两种情况转换：►/WR2=0，/XFER=0，DAC寄存器为不锁存状态，ILE=1时，/CS=/WR1=0。►/WR1=0，/CS=0，ILE=1输入寄存器为不锁存状态，而/WR2=/XFER=0。

∴若不锁存，直接转换，/WR1、/WR2、/CS和/XFER为0，ILE接高电平，称为直通工作方式。第七十三页，共132页。3）接口电路►用锁存器连接►

用可编程并行口8255连接►

直接连接8088CPUA9-A0IOW1D1Q2D2Q3D3Q4D4Q5D5Q6D6Q7D7Q

8D8Q

CP74LS273+5V

D0D1D2D3D4D5D6

D7

DAC0808

AVOUT-+译码器Y0DoD1D2D3D4D5D6

D7RESET+5VVRE用锁存器连接第七十四页，共132页。★用可编程并行口8255连接

DAC:MOVDX,0383HMOVAL,80HOUTDX,ALMOVAL,[DATA]MOVDX,0381HOUTDX,ALXORAL,ALMOVDX,0380HOUTDX,ALORAL,01HOUTDX,ALHLT汇编程序：A9-A28088CPU

A1Ao

PB7CS

8255A1AoPAo译码器D7D0

0832VoutCSD7-DoYoPB0控制线第七十五页，共132页。

★D/A与CPU直接连接+5DAC0832+5VRAVOUT译码器VccILRVREFCSRfbWR1Iout1WR2Iout2XFERDGNDA1AoIOWGND8088CPUA9-A2-+AGND第七十六页，共132页。4）DAC0832输出方式►电压输出方式►电流输出方式

★电压输出方式►单极性电压输出方式第七十七页，共132页。I3=-(I1+I2)VOUT=-(2UOUT+VREF)=-(-2VREFD/256+VREF)=VREF(D-128)/128UOUTVOUT►双极性电压输出电路第七十八页，共132页。★电流输出方式

量程选择：0～10mA直流电流4～20mA直流电流第七十九页，共132页。3．DAC0832与CPU的连接（单缓冲方式）第八十页，共132页。图2-58DAC0832与CPU的连接3．DAC0832与CPU的连接（单缓冲方式）DAC0832Y08位DI0—DI7WRXFERCSWR1WR2+5VVccVrefILE+uA741-12V+12VAGNDDGNDIout1Iout2Rfb单缓冲方式2第八十一页，共132页。DAC0832D0~D7DI0—DI7WRXFERCSWR1WR2+5VVccVrefILE+uA741-12V+12VAGNDDGNDIout1Iout2RfbY0&A6A5A4≥1A9A8A7A0M/IOA3A2A1G1G2AG2BCBA74LS138第八十二页，共132页。双缓冲方式：2路DAC0832同步转换的接口电路MOVAL，DATA1MOVDX，PORT0OUTDX，ALMOVAL，DATA2MOVDX，PORT1OUTDX，ALMOVDX，PORT2OUTDX，AL+5VDI0—DI7CSXFERWR1WR2VccVrefILE8位WRDI0—DI7CSXFERWR1WR2VccVrefILE8位Y0Y2Y1+5V第八十三页，共132页。其他的D/A转换器芯片例如：满足速度、精度、分辨率及经济性能要求的有：►

通用、廉价的D/A转换器：AD1408、AD7524、AD558。►

高速、高精度D/A：AD562、AD7541。►

高速D/A：AD561、DAC-08。►

高分辨率D/A：DAC1136、DAC1137等。为了应用的灵活性，有：►

可选择输出电压双极性的：AD7524、AD7542。►

芯片内带有数字寄存器可与CPU数字总线直接相连的AD558、AD7524。第八十四页，共132页。功能管脚共同之处包括以下方面：

►它包括数字量的输入端和模拟量的输出端，芯片的模拟信号输出端又有单端输出和差动输出两种。

►

D/A转换器所需参考电压由芯片以外的电源提供。

►许多芯片内设置了输入数据寄存器。

►芯片都具有片选信号和写信号管脚第八十五页，共132页。§2.5.4D／A转换器的性能指标1．分辨率定义：当输入数字量变化1时，输出模拟量变化的大小。对于一个N位的D／A转换器其分辨率为：

例如：对于满刻度值5.12V，单极性输出，8位D／A转换器的分辨率为：5.12V/28＝20mVl0位D／A转换器的分辨率为：5.12V/210=5.12V/1024＝5mV12位D／A转换器的分辨率为：5.12V/212=5.12V/4096＝1.25mV第八十六页，共132页。2.稳定时间定义：数据变化量是满刻度时，达到终值±1/2LSB时所需要的时间。3．输入编码

一般为二进制编码、BCD码、符号-数值码等。第八十七页，共132页。定义：在满刻度范围内，偏离理想转换特性的最大误差。一般用最低有效位LSB的分数来表示。为0.01％～0.8％。5．工作温度范围

较好的D／A转换器工作温度范围为一40～85℃，较差的为0～70℃。4．线性误差数字量输入模拟量输出理想特性实际满刻度线性误差第八十八页，共132页。2、12位D／A转换器DAC12101）DAC1210的主要性能及特点DACl210是双列直插式24引脚集成电路芯片。★主要技术指标：

►输入数字为12位二进制数字；

►分辨率12位；►电流建立时间1μs；►供电电源+5～+15V(单电源供电)；►基准电压VREF范围-10～+10V。第八十九页，共132页。2）DAC1210引脚说明第九十页，共132页。与DAC0832的两点区别：►它有12条数据输入线►可用BYTEl／BYTE2控制数据的输入第九十一页，共132页。3)DACl210与CPU的连接第九十二页，共132页。§2.6A／D转换器常用的A／D转换器有：计数器式双积分式逐次逼近式组成：计数器、D／A转换器及比较器工作过程：特点：结构简单，价格便宜，但转换速度比较慢。§2.6.1A／D转换器原理

1.计数器式A／D转换器第九十三页，共132页。2.双积分式A/D转换器方法：测量模拟输入电压向电容充电的固定时间及测量在已知标准电压下放电所需的时间。第九十四页，共132页。组成：逐次逼近寄存器SARD／A转换器比较器时序（时钟）置数选择逻辑工作过程：如果Ui≥UO，应予保留；如果Ui<UO，应予清除。3.逐次逼近式A／D转换器第九十五页，共132页。例：设：数码寄存器为4位，满刻度值1v，Vi=0.65v，用逐次逼近式A/D转换器转换成二进制数。V0Vin0.5V(1000)0.75V(1100)0.625V(1010)0.6875V(1011)量化单位第九十六页，共132页。§2.6.2A／D转换器的主要技术参数分辩率是指能使转换后数字量变化1的最小模拟输入量。2．量程

量程是指所能转换的电压范围。l．分辨率第九十七页，共132页。4．转换时间

转换时间是指启动A／D到转换结束所需的时间。5．工作温度范围

较好的转换器件工作温度为-40～85℃，差的只有0～70℃。3．转换精度

►绝对精度常用数字量的位数表示。►相对精度用相对于满量程的百分比表示。

如10位A／D转换器，满量程为10V。►绝对精度为1/2×10/210=±4.88mV，►相对精度为l／210×100％≈0.1％。

第九十八页，共132页。§2.6.3常用A／D转换器1.8位A／D转换器ADC0809分辨率8位；单一+5V电源,模拟输入信号电压0~5V；具有锁存控制的8路模拟开关；三态锁存器输出A/D转换结果，与TTL兼容转换速度取决于芯片的时钟频率。当时钟频率为640kHz时，转换速率为100μs第九十九页，共132页。1)工作原理OE第一百页，共132页。2)电路组成及引脚功能ADC0809有28条引脚,DIP28IN0—IN7：8通道模拟量输入端D0—D7：8位数字量输出端ADDC、ADDB、ADDA：接地址锁存器的低三位地址ALE：地址锁存允许控制信号START：清0内寄存器,启动转换OE：允许读A/D结果,高有效CLK：时钟输入端EOC：转换结束时为高Vcc：+5VVref+：参考电压，+5VVref-：0V第一百零一页，共132页。时序图第一百零二页，共132页。单端、单极性输入：VREF(+)=5v,VREF(-)=0v

双极性输入：

VREF(+)和VREF(-)接+、-极性参考电源►

数据输出的方式:具有可控的三态输出门►启动、读写信号的设置

3)A/D转换器ADC0808/0809接口►

输入模拟电压的连接►

转换结束信号及转换数据的读取CPU读取转换数据程序查询方式中断方式延迟程序方式第一百零三页，共132页。★ADC0808/0809与系统连接举例第一百零四页，共132页。INTR：PROC NEARPUSH AXPUSH DXPUSH DSMOVDX，78HIN AL，DXMOV [1000H]，ALPOP DSPOP DXPOP AX STI IRET ENDP

中断服务程序入口保护现场读入数据恢复现场返回第一百零五页，共132页。补充题：某8086最小模式系统中，需扩展ADC0808、8255A各一片进行外部模拟数据的转换和采集，要求CPU采用程序查询方式读取A/D转换结果。已知芯片地址分配如下：8255A：FFE0H，FFE2H，FFE4H，FFE6HADC0808：70H~7FH试设计硬件电路，并编写程序对IN3通道上的数据进行采集，将转换结果送入内存单元1000H处保存。第一百零六页，共132页。EOCD0…D7OEIN0IN1IN2IN3STARTIN4ALEIN5IN6IN7CLKCBA≥1≥1AD7~AD0DQCKQ接8255A的PC3RDWRY6ALEA3A2A18路模拟输入ADC0808与CPU的连接ADC0808第一百零七页，共132页。

MOVDX，0FFE6H ；8255A的初始化 MOVAL，81H OUTDX，AL …… MOVAL，12H OUT76H，AL ；ADC0808开始转换 …… MOVDX，0FFE4H ；查询ADC0808的状态LPW：INAL，DX TESTAL，00001000B JZ LPW ；未转换完，则转到LPW，继续查询 IN AL，76H ；转换完，读取结果 MOV[1000H]，AL ……第一百零八页，共132页。练习题：要求设计一个8086最小模式系统，实现如下功能：1.采集一0~5V的外部模拟电压，精度为0.5%，如果电压在0~1V之间，亮红灯；如果电压在4~5V之间，则亮绿灯。2.有3个开关，若开关1闭合，则系统输出锯齿波，若开关2闭合，则输出三角波，若开关3闭合，则输出方波。波形如下图所示，要求各波形均输出50个周期。第一百零九页，共132页。JCBPROC ；锯齿波程序： MOVCX,50MOVAL，0 ；转换初值JCB1：OUT0A0H，AL ；D/A开始转换 NOP ；延时 NOPINCALJNZJCB1 LOOPJCB1 RETJCBENDP第一百一十页，共132页。

SJBPROC ；三角波程序： MOV CX，50 MOV AL，0 ；转换初值LPDOWN：OUTDX，AL；D/A开始转换，线性下降段 NOP ；延时 NOP INC AL JNZ LPDOWN MOVAL，0FEH ；置上升阶段初值LPUP： OUTDX，AL ；线性上升段 NOP NOP DEC AL JNZ LPUP LOOPLPDOWN RETSJBENDP第一百一十一页，共132页。

FBPROC ；方波程序： MOVCX,50MOVDX，0FFF0H MOVAL，51 ；置上限电平FB1： OUTDX，AL ；D/A开始转换 CALLDELAY ；形成方波顶宽 MOVAL，0FFH ；置下限电平 OUTDX，AL CALLDELAY ；形成方波底宽 LOOPFB1 RETFBENDP第一百一十二页，共132页。2.12位A／D转换器AD5741)芯片特性

采用原理——逐次逼近式内部结构——三态缓冲器、时钟脉冲源和基准电源输入电压——单路单极性或双极性分辨率——12位转换时间——25S封装形式——28脚双列直插式第一百一十三页，共132页。2)芯片各引脚功能第一百一十四页，共132页。AD574真值表第一百一十五页，共132页。3)AD574模拟量输入电路外部连线AD574可实现单极性输入和双极性输入第一百一十六页，共132页。4)AD574的接口电路第一百一十七页，共132页。1、干扰的来源和干扰的分类

外部干扰：内部干扰：串模干扰：共模干扰：§2．7I／O通道的抗干扰措施第一百一十八页，共132页。2、串模干扰及其抑制方法

串模干扰是叠加在被测信号上的干扰信号，也称横向干扰或正态干扰。C1C2AIaVs第一百一十九页，共132页。

抑制串模干扰的措施：►

加输入滤波器串模干扰信号频率大于被测信号频率——低通输入滤波器串模干扰信号频率小于被测信号频率——高通输入滤波器串模干扰信号在被测信号频率两侧——带通滤波器。

第一百二十页，共132页。►

采用带屏蔽层的双绞线或同轴电缆连接一次仪表和转换设备——减少电磁感应，使每个小回路的感应电势互相反相抵消。屏蔽层良好接地，就可避免干扰从传输导线窜入检测回路。