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第八章 接口技术课件.ppt

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上传者: 德玛西亚照亮前进的道路 2018-06-10 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《第八章 接口技术课件ppt》,可适用于高等教育领域,主题内容包含概述接口的功能接口与系统的连接并行通行和并行接口芯片并行通信A可编程并行接口芯片串行通信和串行接口芯片串行通信的基本概念A可编程串行通信接口计数器定符等。

概述接口的功能接口与系统的连接并行通行和并行接口芯片并行通信A可编程并行接口芯片串行通信和串行接口芯片串行通信的基本概念A可编程串行通信接口计数器定时器接口电路可编程计数器定时器的工作原理可编程计数器定时器模拟通行道接口概述数模(DA)转换器模数(AD)转换器接口技术第八章..接口的功能概述接口的功能信息的输入与输出信息的转换功能联络和中断管理功能可编程功能错误检测功能.地址译码和IO设备的选择接口与系统的连接总线收发器和相应逻辑电路联络信号地址译码器菊花链逻辑输入输出设备地址总线控制总线数据总线数据状态控制控制读写使能存储器和IO选择片选寄存器选择状态寄存器控制寄存器数据输入寄存器和数据输出寄存器控制线数据线DMA控制器中断请求中断回答信号图典型IO接口与系统总线连接逻辑图..接口与系统总线相连与IO设备相连实现与CPU的启动、选中接口等控制信号的配合提供传输数据信息的IO端口。随接口类型的不同而异其电路结构与设备传输数据的要求以及数据格式紧密相关。..接口与系统的连接..并行通信并行通信和并行接口芯片并行接口内部设置有一个控制寄存器用来寄存CPU写出的控制命令。另有一个状态寄存器提供各种状态位供CPU查询。所谓并行通信就是把一个字符的全部n个数据位用n条线同时进行传输。与串行通信相比它具有传输速度快、信息率高等优点。.图并行接口连接外设示意图..并行通信..A可编程并行接口芯片图A的结构框图RDWRAARESETCS读写控制逻辑数据总线缓冲器D~DB组控制A组控制A组C口(位)A组A口(位)PA~PAPC~PCB组C口(位)PC~PCB组B口(位)PB~PB内部数据总线A可编程并行接口芯片A的内部逻辑结构()外设接口部分(数据端口A、B、C))端口A。端口A内部包含一个位数据输入锁存器和一个位数据输出锁存缓冲器。)端口B。端口B内部包含一个位数据输入缓冲器和一个位数据输出锁存缓冲器。)端口C。端口C内部包含一个位数据输入缓冲器和一个位数据输出锁存缓冲器。通过向芯片写入方式选择控制字端口C可以被分成两个位端口。..()这两组控制电路根据芯片内部的控制寄存器内容(存放着CPU输出的方式选择控制字)和“读写控制逻辑”发出的读写命令控制两组端口的工作方式和读写操作。A组控制电路控制端口A、端口C高位(PC~PC)。B组控制电路控制端口B、端口C低位(PC~PC)。内部逻辑(A组和B组控制电路)())读写控制逻辑电路地址线A和A、CS(片选)、RD(读控制)、WR(写控制)、RESET(复位)信号的组合用来控制A进行数据信息、状态信息和控制信息的传输。)数据总线缓冲器它是一个位的双向三态数据缓冲器它是A与CPU数据总线的接口所有数据的输入输出以及CPU用输出指令向A发出的控制字和用输入指令向A发出的控制字和用输入指令从A读入的外设状态信息都是通过这个缓冲器传送的。CPU接口部分A的引脚及功能图A引脚分布图A的引脚及功能A的引脚与外设相连的引脚与CPU相连的引脚PA~PAPB~PBPC~PC数据线引脚控制线引脚A的控制字()方式选择控制字)A有三种工作方式方式基本的输入输出方式方式选通的输入输出方式方式双向传输方式)端口A可以工作于三种工作方式中任何一种端口B只能工作于方式或者方式端口C既可以分为两个位端口作一般的输入输出端口使用更经常的是用于配合端口A和B工作为它们提供控制信号和状态信号。)由内部逻辑(A组和B组控制电路)可以将三个数据端口划分为两组分别为A组(端口A和端口C高位PC~PC)和B组(端口B和端口C低位PC~PC)。()端口C经常用于配合端口A和B工作为它们提供控制信号和状态信号因此端口C的各个位经常作为控制位或状态位来使用为了方便用户单独设置某一个控制位或状态位A提供了端口C置位复位控制字。端口C置位复位控制字()方式基本输入输出方式A的工作方式两个位端口A、B及两个位端口(端口C的高位、低位)中的任一端口均可以作为输入端口或输出端口且各端口均是独立的。四个端口的输入或输出可以有种不同的组合故可以适用于多种用途。各端口输入时无锁存输出时有锁存。特点()两个位数据输入输出端口(均带锁存功能)A和B在端口C的配合下工作。端口C中有位用于端口A的输入输出控制另有三位用于端口B的输入输出控制并且均提供中断逻辑。若只有一个数据端口工作在方式那么另一个数据端口及端口C余下的五位可工作于方式若两个数据端口都工作于方式那么端口C余下的两位仍可由程序指定作为输入或输出位也可进行置位复位操作。特点方式选通的输入输出方式A应用举例【例】某接口设计采用一片A实现。其端口A连接并行打印机,端口B连接纸带读入机,A工作于方式以查询方式传送数据。本例使用端口C传送控制和状态信息。各控制信号的意义为:DATASTROBE数据选通信号。打印机要有一个宽度为μs的脉冲作为数据选通信号。由PC位输出。BUSY当其有效时为高电平此时表示打印机“忙”不能接收新的输出数据。这是打印机的状态信号。由PC位读入。DRIVERIGHT此信号驱动纸带前进一步并读一个字符。它是A给外设的启动信号。由PC位输出。DATAREADY纸带读入器的状态信号。其为高电平表示纸带读入器已将数据准备好。由PC位读入。A在键盘和数码管显示接口中的应用键盘扫描的硬件采用矩阵式结构。倘若键盘具有mn个键那么键盘矩阵应有m行n列其中m行由一个输出端口控制n列由一个输入端口控制。当某一行输出为低电平时如果某一列上有键按下则该列的输入也为低电平这个低电平通过列输入端口读入CPU。通过识别行和列线上的电平状态即可以识别键是否闭合即键是否按下。()键盘接口())七字段LED显示器LED的主要部分为七段发光二极管如图a所示。七个字段分别称为a、b、c、d、e、f、g段通常还有一个小数点段DP。通过七段的亮与灭的组合可以显示~和A~F等字符从而实现十六进制数的显示。)利用A实现LED显示接口A的端口A用来输出显示字符的七段LED代码故端口A为段控端口。A的端口B用来控制LED的显示位即位控端口。LED显示接口串行通信的基本概念串行通信和串行接口芯片全双工方式与半双工方式两个串行接口之间分别用两根独立的传输线发送和接收信号使发送和接收数据可同时进行。全双工方式在半双工方式中输入过程和输出过程使用同一根传输线因此半双工方式在某一时刻只能进行发送数据或者接收数据。半双工方式同步通信和异步通信一般将若干字符组成一个信息组字符一个接着一个传输但是在每组信息(通常称之为信息帧)开始要加上至个同步字符在传输线上没有字符传输时要发送专用的“空闲”字符或同步字符其原因是同步传输字符必须连续传输不允许有间隙。同步通信是指通信中两个字符的时间间隔是不固定的而在同一字符中的两个相邻代码间的时间间隔是固定的通信方式。异步通信必须遵循的两项规定为:每个字符传送时必须前面加一位起始位后面加上、或位停止位。例如ASCII码传送时这一帧应该是前面一个起始位接着七位ASCII编码之后是一位奇偶校验位最后是一位停止位共位为一帧。()字符的格式()波特率(BaudRate)波特率就是传送数据位的速率用位秒(bits)表示。例如数据传送的速率为字符秒每帧包括个数据位则传送波特率为:=bits=Bd异步通信信号的调制与解调为了保证信号传送的正确性故在长距离通信中采用调制解调器来改善信号的品质。调制器(Modulator)把数字信号转换为模拟信号经过传输线送到目的地后再用解调器(Demodulator)检测此模拟信号并把它转换成数字信号在实际应用中通常把调制器和解调器做在一起构成调制解调器。RSC接口RSC是EIA(ElectronicsIndustringAssociation)推荐的国际通用的一种串行通信接口标准。实际上它是一个芯或者芯的D型连接器。由于它的每个引脚都有标准规定必须连接规定的信号所以对任何具备RSC接口的设备都可以不需要附加任何硬件而与计算机相连。RSC除了对信号引脚的定义作了规定外对信号电平标准也作了规定。A的基本性能A可编程串行通信接口()外设接口部分(数据端口A、B、C)()可工作于同步方式或异步方式。()同步方式下每个字符可为~位可内同步或外同步能自动插入同步字符。()异步方式下每个字符可为~位时钟速率为传输波特率的、倍或倍。()自动产生中止字符自动检测和处理中止字符可产生、个或个停止位可检测假启动位。()同步方式下波特率为~Kbs异步方式下波特率为~Kbs。()全双工方式双缓冲的发送器和接收器。()具有自动错误检测功能可检测奇偶错、数据丢失和帧错误用户可通过输入状态寄存器内容进行查询。()全部输入输出与TTL兼容。A的基本性能A的逻辑结构及工作原理()A逻辑结构数据输入缓冲寄存器和数据输出缓冲寄存器接收移位寄存器发送移位寄存器模式寄存器控制寄存器状态寄存器步字符寄存器)异步方式下的数据接收在异步方式下当准备好接收数据时即开始检测RXD线上的信号。同步方式下的数据接收在同步方式下当接收数据时首先要搜索同步字符。这又分为内同步和外同步。在内同步方式下A通过监测RXD线来搜索同步字符。在外同步方式下由外部其它设备在其SYNDET引脚加一个高电平实现同步。()A内部工作原理方框图接收器)在异步方式下发送器在发送每一个字符前先自动发送个起始位然后再发送字符数据最后根据编程所规定的要求加上位奇偶校验位以及个、个或者个停止位。在同步方式下当发送器从CPU接收到至少个待发送字符后在发送数据前依据初始化编程时的设定插入一个或两个同步字符然后发送字符数据块。发送器()A与CPU接口信号A的接口信号)数据线D~D。A的数据总线D~D为双向三态、位缓冲器的引线它们与CPU系统数据总线相连用于在CPU与A之间传送数据(包括CPU对A的编程命令和A送往CPU的状态信息)。)片选信号线CS。只有当CS信号为低电平时A被选中A才能与CPU之间传送数据。如果CS为高电平,A未被选中A的数据线处于高阻状态A才能与CPU之间不能传送数据。)RD读信号一般直接连接到CPU的引脚RD或IORC引脚。RD为低电平时表示CPU正在从A读取数据或状态信息。WR写信号一般直接连接到CPU的WR引脚或IOWC引脚。WR为低电平时表示CPU正在向A写入数据或控制信息。CD控制数据信号是CPU送往A的信号用来区分当前数据总线上的信息是数据还是控制或状态信息。读写控制信号线)TXRDY发送器准备好信号输出高电平有效。它用于告知CPUA已为接收一个发送字符准备就绪。TXE发送器空信号输出高电平有效。RXRDY接收器准备好信号输出高电平有效。该信号有效表示当前A已经从外部设备或调制解调器上接收到了一个字符正等待CPU读取。SYNDET同步检测信号高电平有效。SYNDET引脚只用于同步方式既可以作为输入也可以作为输出。收发联络信号)收发联络信号)TXD发送数据信号端输出。CPU送往A的并行数据在A内部转变为串行数据后自TXD线上被逐位地发送。RXD接收数据信号端输入。外部装置通过RXD线送来串行数据在A内部被接收移位寄存器逐位接收当接收了一个完整的数据后变换成并行数据供CPU读取。数据信号)DTR数据终端准备好信号输出低电平有效。这是A送往外设的信号用以表示CPU已经准备好接收数据。DSR数据装置准备好信号输入低电平有效。这是来自外设的信号表示外设已经准备好发送数据。RTS请求发送信号输出低电平有效。CTS清除发送(允许发送)信号输入低电平有效。收发联络信号)CLKA内部工作时钟信号输入。A由这个CLK输入产生其内部工作时序。RxC接收器时钟信号输入。此时钟信号控制A接收器接收字符的速率。TXC发送器时钟信号输入。此时钟信号控制A发送器发送字符的速率。TXC的频率和波特率之间的关系与RxC相同。时钟信号()方式选择控制字A的编程DD用于确定工作于同步方式还是异步方式。DD用于确定字符的位数。当DD=时传输字符被定义为位DD=、或时传输字符分别被定义为、、位。DD用于确定奇偶校验性质。当DD的编码为或时无奇偶校验DD=时为奇校验DD=时为偶校验。DD在同步方式和异步方式下的意义不同:在异步方式下这两位除编码为时无意义外其它编码定义停止位的位数。DD=时为个停止位DD=时为个停止位DD=时为个停止位。()操作命令控制字用于规定A的工作状态启动串行通信开始工作或者芯片复位。初始化A芯片时当写入方式选择控制字定义A芯片为异步通信或者定义为同步通信且同步字符已经写入A后接下来应该向A写入操作命令控制字。操作命令控制字()异步方式下的初始化编程A初始化编程及应用举例经分析知其方式选择控制字应该为BH操作命令控制字应该为H。初始化编程如下:MOVDXAHMOVALBHOUTDXAL设置工作方式MOVALHOUTDXAL设置工作状态【例】设在某系统中有一片A其占用的端口地址分别为AH和AH并要求其工作方式选择为:异步通信,字符用位二进制数表示,奇校验,个停止位,波特率系数为。对其工作状态的要求是:使发送允许TxEN有效接收允许RxE有效使数据终端准备好信号有效复位出错标志将请求发送信号置于有效电平。经分析知其方式选择控制字应该为BH操作命令控制字应该为H。初始化编程见下页。【例】设某A芯片端口地址分别为AH和AH。要求其工作方式为:同步方式、内同步、两个同步字符、奇校验、每个字符位。并设第一个同步字符为EFH第二个同步字符为EH。要求其工作状态是:复位出错标志启动发送器和接收器当前CPU已经准备好且请求发送。同步方式下的初始化编程()MOVDXAHMOVALHOUTDXAL复位AMOVALCHOUTDXAL写入方式选择控制字规定其工作方式MOVALEFHOUTDXAL写入第一个同步字符MOVALEHOUTDXAL写入第二个同步字符MOVALBHOUTDXAL写入操作命令控制字设置其工作状态()同步方式下的初始化编程【例】A工作于异步方式个数据位个停止位奇校验波特率系数为。其数据端口地址为AH控制端口地址为AH。通过查询A状态寄存器中的RXRDY位可以确定A是否已经从外设接收到了一个字符。若已接收到即RXRDY有效CPU就可执行输入指令从A的数据端口(CD=)取回一字节数据放在内存缓冲区。程序中还要检测状态寄存器的第、、位看是否出现了奇偶错、溢出错或帧错误。若发现错误应停止输入并转错误处理程序。使用查询方式接收传送数据举例()MOVALBHOUTAHAL写入异步方式选择字MOVALHOUTAHAL写入命令指令字MOVBXBUFPTR设缓冲区首址存放在DS段BUFPTR变量名下MOVDI变址寄存器清MOVCXH设置计数器值INALAH输入状态字送ALTESTALH测试状态字第位即RXRDY程序WAIT:JZWAIT若A未收到字符则重新取状态字INALAH若RXRDY有效则从数据口输入数据MOV[BXDI]AL将接收到的字符送入缓冲区INCDI缓冲区指针下移一个单元INALAH再读入状态字TESTALH测试有无三种错误JNZERROR若有错转错误处理程序ERLOOPWAIT如已输入个字符则继续进行数据处理程序A在CRT接口中的应用其一电平转换问题。在远距离串行通信时发送方要使用调制器接收方要使用解调器。其二同步方式下对同步字符的检测问题。如果采用内同步方式则由A自身来检测同步字符。在实际使用A时还应注意以下两个问题:()计数器定时器接口电路本节主要介绍计数器定时器的基本工作原理和计算机系统中广泛采用的计数器定时器芯片IntelPIT可编程计数器定时器具有两种功能:作为计数器作为定时器典型的计数器定时器的基本原理图如图所示可编程计数器定时器的工作原理图计数器定时器中包括了四个寄存器和一个计数器预置计数值计数器输出寄存器控制寄存器状态寄存器四个寄存器控制寄存器用来控制计数器定时器的工作方式()门脉冲控制时钟输入。()用门脉冲重新启动计数。()用门脉冲停止计数。()单一计数。()循环计数。可编程计数器定时器是微机系统中广泛使用的可编程计数器定时器芯片。在PC机中即以一片作为CPU的外围支持电路用来产生系统实时钟定时信号、动态存储器刷新信号和扬声器的发声信号。基本情况具有个独立的位计数器通道分别称为:计数器通道计数器通道计数器通道的内部结构的内部结构如图a所示主要功能每个芯片内部有个独立的位计数器通道。每个计数器通道都可以单独作为定时或计数使用且都可以按照二进制或二十进制计数。每个计数器的计数速率可高达MHz最高计数速率为MHz。每个计数器通道有种工作方式可由程序设置或改变。所有输入输出都与TTL兼容。这是与CPU数据总线连接的位双向三态缓冲器这是内部操作的控制部分在初始化编程时CPU写入芯片的控制字就存放在控制字寄存器中该控制字规定了通道的工作方式这是个完全独立的计数器定时器通道各自可按不同的方式工作数据总线缓冲器)D~D:三态数据线CLK~CLK:计数器~的时钟输入端GATE~GATE:计数器~的门控输入当GATE引脚为低电平时禁止计数器工作只有GATE引脚为高电平时才允许计数器工作OUT~OUT:计数器~的输出其输出波形取决于工作方式引脚功能引脚定义如图b所示。是一个双列直插式脚芯片每个引脚的意义如下:每个引脚的意义AA:来用对个计数器通道和控制寄存器进行寻址的引脚由A和A的四种编码来选择四个端口之一。RD:读信号低电平有效。该信号有效时表示CPU正在对的一个计数器进行读计数当前值的操作。WR:写信号低电平有效。该信号有效时表示CPU正在向的控制寄存器写入控制字或者向一个计数器写入计数初值。CS:片选信号低电平有效。该信号有效说明系统选中该芯片此时CPU可以对本片进行读写操作。表A、A、RD、WR和CS各种组合对的操作表CSRDWRAA操作对计数器设置计数初值设置控制字或者给一个命令从计数器中读出当前计数值初始化编程和工作方式()初始化编程编程时必须遵守以下两条原则:其二初始值设置时要符合控制字中的格式规定。是只写低字节还是只写高字节或者是先写低字节后写高字节。编程命令可以分为两类:其一对计数器设置计数初始值前必须先将控制字写入读出命令用来读取计数器的当前值写入命令它包括写入控制字、写入计数初值和写入锁存命令设置初值命令用来设置计数的初始值。根据在控制字中DD位的约定计数初始值可以是位也可以是位。在设置初值后就开始工作了。锁存命令是为了配合CPU读取计数器当前值而设置的。锁存命令设置初值命令在初始化编程中由CPU向的控制寄存器输出一个控制字用来选择计数器通道、设置工作方式和计数格式。的控制命令控制字的格式如图所示的工作方式具有种不同的工作方式它们遵守以下三点基本规则:其一控制字写入时所有的控制逻辑电路立即复位输出端OUT进入初始状态。其二计数器初始值写入以后要经过一个时钟周期减法计数器才开始工作。其三一般情况下在时钟脉冲CLK的上升沿时采样门控信号。()的种工作方式)方式计数结束中断在此种方式下控制字写入的控制字寄存器后使OUT输出端变低。其二是写入计数器初值。满足以上两个条件计数器开始计数直到计数到“”时OUT输出端变高开始计数要有两个条件:其一是门控GATE信号必须为高电平其过程如图所示。方式特点第一计数器只计数一遍。第二在CPU执行向输出计数值指令的WR信号上升沿将计数值写入通道的可预置计数值寄存器中。第三在计数过程中可由门控信号控制暂停。第四在计数过程中可以改变计数值。第五若用于中断方式可把OUT输出信号接到的中断请求输入端以满足中断要求。方式可重复触发的单稳态触发器在这种方式下CPU执行输出指令向写入控制字之后输出OUT将保持为高电平(若原为低则变为高)。当CPU又写入计数值后计数器并不开始计数要等到外部门控脉冲GATE启动之后的下一个输入CLK脉冲的下降沿开始计数。开始计数时输出OUT变低在整个计数过程中输出OUT都维持为低电平直到计数到输出OUT方变为高。该方式可输出一个单稳脉冲若外部再次触发启动则再次产生一个单稳脉冲如图所示。)在方式下的主要特点第三在计数过程中CPU改变初始计数值这时计数过程不受影响。只有再次触发启动后计数器才开始按新计数值对应的脉冲宽度输出单稳脉冲。如图所示。第一若设置的初始计数值为N则输出的单稳脉冲的脉宽为N个CLK时钟周期。第二可重复触发。其含义是当计数到零后不用再次送计数值只要再次由外部触发脉冲启动可以再输出一个同样宽度的单稳脉冲。第四在计数过程中若外部GATE触发脉冲提前到来(即计数器未减至时)则在触发脉冲上升沿之后的下一个CLK脉冲的下降沿时计数器将重新开始计数。这将使输出的单稳脉冲比原先设计值加宽了。如图所示。方式分频器当计数到时输出OUT变低经过一个CLK周期输出OUT变高并且计数器开始重新计数。如图所示。在这种方式下CPU向输出控制字后计数器输出OUT变高。在写入计数值后计数器在下一个CLK的下降沿对输入时钟CLK计数。)方式的主要特点第一不用重新设置计数值通道能连续工作输出固定频率的脉冲。第三在计数过程中可以改变计数值这对正在进行的计数过程没有影响但在计数器计数到时输出OUT变低经过一个CLK周期输出OUT又变高之后计数器将按新的计数值进行计数。换言之方式改变计数值是在下次计数周期有效。如图所示。第二计数过程可以由门控脉冲GATE控制。当GATE为低电平时暂停计数。GATE变为高电平后的下一个CLK脉冲使计数器按原初始值重新开始计数。如图所示。方式方波发生器方式和方式的工作类似它们的输出都是周期性的但方式的输出为方波。方式下计数过程中OUT有一半时间为高另一半时间为低。所以若计数值为N则方式的输出是周期为N个CLK脉冲的方波。这种方式下当CPU将控制字用输出指令写入后其输出OUT为高CPU继续写入计数值后就自动开始计数输出保持为高。当计数到一半计数值时输出变为低直至计数到输出又变高重新从初始计数值开始计数。如图所示。)方式的主要特点第一若计数值为偶数在装入计数值后每一个CLK脉冲使计数值减当计数到时一方面使输出改变状态另一方面又重新装入计数值开始新的计数此过程将周而复始地重复进行。第二GATE信号能使计数过程重新开始。原则上GATE=允许计数GATE=禁止计数。第三若在计数期间写入一个新的计数值并不影响现行的计数过程。方式软件触发选通信号发生器在这种方式下写入控制字后输出OUT为高。写入计数值后立即开始计数(相当于软件启动)当计数到后输出OUT变低经过一个时钟脉冲后输出又自动变为高计数器停止计数如图所示。故这种计数方式也是一次性的只有输入新的计数值后才能开始新的计数。)方式的特点第一CPU写入计数值的下一个CLK脉冲把计数值写入计数器再下一个CLK脉冲开始减计数。所以如果设置计数值为N则在写入计数值后的N个CLK时钟脉冲才输出一个负脉冲。第二当GATE=时允许计数GATE=时禁止计数。所以要做到软件启动则GATE应该保持为。GATE信的控制作用如图所示。第三若在计数过程中改变计数值则按新计数值重新开始计数如图所示。若计数值为双字节则在设置第一个字节时停止计数在设置第二个字节后按新计数值开始计数。方式硬件触发选通信号发生器之后写入初始计数值并不立即计数而是由门控GATE信号脉冲的上升沿触发启动。当计数到时输出OUT变低经过一个CLK脉冲输出恢复为高停止计数。重新启动计数要由下次门控脉冲触发引起如图所示。在这种方式下当写入控制字后输出OUT变为高电平。)方式的主要特点第一若设置计数初始值为N则在门控脉冲触发后经过N个CLK脉冲输出端才输出一个负脉冲。第三若在计数过程中改变计数值只要没有门控信号的触发就不影响计数过程。当计数到后若有新的门控信号的触发则按新的计数值计数如图所示。第二在计数过程中通过施加门控GATE脉冲可使计数器重新开始计数。如图所示。应用举例在使用芯片时首先要对其进行初始化编程。初始化编程包括写入控制字和写入计数值两个步骤。第二步写入计数初始值。计数初始值经由各通道的端口地址写入。第一步写入控制字。任一通道的控制字都要从的控制口地址写入控制哪个通道由控制字的DD位来决定。例设在系统中有一片其端口地址分配是:通道为H通道为H通道为H控制端口为H。要求对其通道进行初始化使其工作于方式、二进制计数、计数初始值为H。针对此问题经分析可知应写入的控制字为H。其初始化程序段为:MOVALHMOVDXHOUTDXALMOVALHMOVDXHOUTDXALMOVALHOUTDXAL控制字送AL控制口地址送DX向控制口写入控制字低位计数值是H通道端口地址送DX向通道写入计数初值的低位高位计数值为H向通道写入计数初值的高位例模拟通道接口概述模拟量输入输出通道是生产过程计算机控制系统的重要组成部分是计算机与控制对象之间的一种典型接口方式。典型计算机控制系统组成框图如图所示。图计算机控制系统组成框图数模(DA)转换器数模转换器的工作原理数模转换器的功能是将数字量转换成模拟量。把一个数字量变成模拟量就是要把每一位的代码按照权值转换为对应的模拟量再把各位所对应的模拟量相加其和便是数字量所对应的模拟量。数字量由若干个数位构成每个数位都有一定的权如位二进制数的最高位D的权为=只要D=就表示具有了这个数值。T型电阻解码网络()T型电阻解码网络中节点A的左边为两个R的电阻并联它们的等效电阻为R节点B的左边也是两个R的电阻并联等电阻也是R依次类推最后的D点等效于一个电阻R连接在标准参考电压VREF上。根据分压原理C点、B点、A点的电位分别为VREF、VREF、VREF。DA转换器的有关参数及术语()绝对精度相对精度(非线性度)分辩率建立时间温度系数数模转换器与CPU的接口常用的DA转换器中有价格低廉的位芯片也有速度和分辩率较高、价格较贵的位、位芯片。各种DA芯片是否能直接和系统总线相连取决于芯片内部有没有数据输入寄存器。()不带数据输入寄存器的DA芯片的使用具有数据输入寄存器的DA芯片的使用模数(AD)转换器所谓模数转换器就是把模拟量转换成为数字量的电路。模数转换器是计算机控制系统的重要组成部分。概述图是典型微机控制系统的组成框图。模数转换器的工作原理实现模数转换的方法很多常用的方法有计数法、双积分法和逐次逼近法等。图典型微机控制系统组成框图现场信号现场信号现场信号现场信号n其中Vi是模拟输入电压VO是DA转换器的输出电压C是计数器的计数控制端当C=时计数器开始计数当C=时则停止计数D~D是计数器的当前计数值该计数值作为一个DA转换器的输入。D~D同时也是AD转换器的输出。计数式AD转换法()计数式AD转换的工作原理如图所示。电路中的主要部件包括积分器、比较器、计数器和标准电压源。()双积分式AD转换法双积分式AD转换器的工作原理如图a所示。逐次逼近式AD转换法是一种广泛应用的AD转换方法。它与计数式AD转换法有相似之处。()逐次逼近式AD转换法模数转换器的主要参数()转换精度转换精度反映了AD转换器的实际输出接近理论输出的精确程度。所谓转换时间是指完成一次AD转换所需要的时间。转换率为转换时间的倒数。它们都表示了AD转换的速度。()转换时间和转换率分辨率是指AD转换器能够分辨最小量化信号的能力。一个n位的AD转换器其分辨率等于模拟量输入的满量程值除以n。()分辨率模数转换器与系统的连接AD转换器芯片的模拟输入电压往往既可以是单端方式也可以是差动方式。这种类型的AD芯片常用VIN()、VIN()或IN()、IN()表示模拟输入端。()模拟输入电压的连接一种芯片其输出端具有可控的三态输出门例如ADC。另一种芯片其内部输出端虽有三态门但这个三态门不受外界信号的控制而是由AD转换电路在转换结束时自动接通。例如ADC。()数据输出线和系统总线的连接AD转换器芯片的输出方式可分为两种:AD转换器要求的启动信号可分为两种形式:AD转换器的启动转换信号()电平启动信号使用电平启动信号的芯片如AD、AD采用脉冲启动信号的AD芯片如ADC、ADC、ADC等脉冲启动信号()转换结束信号以及CPU读取转换数据的方式同步方式查询方式中断方式AD转换器的地线可分为两种类型()在一个系统中有数字量又有模拟量就会有两类芯片:地线的连接数字地模拟地数字电路芯片例如CPU、译码器、门电路等模拟电路芯片如DA转换电阻网络、运放等典型位AD转换器芯片ADC分辨率为位。总的不可调误差在LSB范围内。典型转换时间为μs。具有锁存控制的路多路开关。输出具有三态缓冲控制。采用置V单一电源供电此时模拟电压输入范围为~V。输出电平与TTL兼容。()主要性能()主要性能()ADC是一个具有引脚的双列直插式芯片图示出了各引脚信号()应用ADC实现AD转换ADC芯片和CPU总线连接原理图如图所示。ADC芯片的内部结构如图所示。()ADC芯片的引脚ADC的结构和工作原理()AD内部结构带有基准源和时钟的完整的位AD转换器。带有三态缓冲器输出的位或位微处理器总线接口。快速逐次逼近式AD转换典型的转换时间为μs。分辨率:位精度:LSB。典型位AD转换器芯片AD由图可以看到AD内部由两大部分构成()AD主要特性)AD芯片为双列直插式脚封装如图所示。)AD工作时序如图所示。AD的引脚及工作时序()DB~DB:位数字输出端最高有效位(MSB)为DB最低有效位(LSB)DB。VIN和VIN:均为模拟量输入端。其中VIN可输入~V的单极性信号也可输入V范围内的双极性信号VIN端可输入~V的单极性信号也可输入V范围内的双极性信号。Vi为模拟输入电压的实际值Umax为允许输入的模拟电压最大值n为转换的位数取和之一D为转换输出的数字量。位时为~位时为~。图是单极性输入时的连接图图是双极性输入时的连接图AD芯片的连接()在单极性输入时其模数转换关系为:Vi=VmaxnD在双极性输入时其模数转换关系为:Vi=VmaxnD其中小结概述接口的功能接口与系统的连接并行通信和并行接口芯片并行通信A可编程并行接口芯片串行通信和串行接口芯片串行通信的基本概念A可编程串行通信接口计数器定时器接口电路可编程计数器定时器的工作原理可编程计数器定时器模拟通道接口概述数模(DA)转换器模数(AD)转换器

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