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吉林大学远程教育学院. 计算机接口技术. 总复习. 主讲人： 赵宏伟 教授 总学时： 32 吉林大学计算机科学与技术学院. 第 一 讲. 课程复习. 课程总体要求 1 ．较深入地了解微机接口的组成及工作原理； 2 ．掌握微机的各种接口方式； 3 ．掌握分析和设计典型接口（包括软硬件）的方法。. 第 1 章 绪 论. 1.1 概 述： 微处理器及其发展，微型机发展趋势，微机系统的组成、基本结构 1.2 什么是接口 1.3 接口的功能 1.4 接口的基本组成 1.5 接口的分类： 按应用分类，按接口功能分类. 接口的分类.

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  1. 吉林大学远程教育学院 计算机接口技术 总复习 主讲人： 赵宏伟 教授 总学时： 32 吉林大学计算机科学与技术学院 第 一 讲

  2. 课程复习 课程总体要求 • 1．较深入地了解微机接口的组成及工作原理； • 2．掌握微机的各种接口方式； • 3．掌握分析和设计典型接口（包括软硬件）的方法。

  3. 第1章 绪 论 • 1.1 概 述：微处理器及其发展，微型机发展趋势，微机系统的组成、基本结构 • 1.2 什么是接口 • 1.3 接口的功能 • 1.4 接口的基本组成 • 1.5 接口的分类：按应用分类，按接口功能分类

  4. 接口的分类 • 一、按应用分类 • 1．用户交互接口 • 2．辅助操作接口 • 3．传感接口 • 4．控制接口

  5. 第2章 输入输出技术 • 2.1 概述 • 2.2 输入输出的寻址方式：存储器映象寻址方式，I/O映象寻址方式 • 2.3 输入输出控制方式：无条件传送控制方式，程序查询传送控制方式，中断传送控制方式，直接存储器存取（DMA）方式 • 2.4 中断控制器8259A：8259A的内部结构、引脚功能、工作方式、编程 • 2.5 DMA控制器8237A：8237A的内部结构、引脚功能、工作方式、编程

  6. 第3章 存储器接口 • 3.1 概述：存储器的分类、半导体存储器 • 3.2 典型存储芯片 • 3.3 存储器与CPU的接口 • 3.4 动态存储器及其接口 • 3.5 存储器的扩充与驱动：存储器的扩充、总线的驱动、CPU时序与存储器存取速度之间的配合 • 3.6 软盘及软盘控制器：软盘的结构、软盘的分类、软盘驱动器 • 3.7 硬盘存储器：硬盘与硬盘驱动器、硬盘的几个基本概念、硬盘适配器 • 3.8 光盘存储器：光盘存储器的分类、工作原理、CD-ROM光盘结构、驱动器与适配器、光驱技术

  7. 第4章 数据通信方式及常用接口芯片 • 4.1 概述 • 4.2 可编程并行接口8255A：8255的结构、方式选择、工作方式特点、 • 4.3 可编程多功能接口8155：8155的结构及引脚、工作方式与基本操作 • 4.4 可编程定时/计数器8254：8254的内部结构、引脚功能、工作方式、编程 • 4.5 实时时钟与CMOS RAM：MC146818的内部结构、引脚功能、工作方式、编程 • 4.6 串行通信基础：串行通信方式、波特率、数据传送方式、调制与解调 • 4.7 可编程异步通信接口8250：8250的内部结构、引脚功能、编程

  8. 可编程多功能接口8155

  9. 8254的通道结构

  10. MC146818的内部结构 • 1．时基输入与时钟输出：可接入三种频率的时钟：4.197304MHz、1.048576MHz、32.768KHz。 • 2．中断周期/方波速率选择逻辑：用于选择中断周期的长短和方波输出频率的大小，二者的选择不是任意的，而是具有连锁性和相关性，有固定的16种组合。 • 3．方波输出逻辑 • 4．总线接口 • 5．时钟日历修改逻辑与BCD/二进制增加逻辑：采用二种数制，即二进制计数和BCD码计数，由编程选择。 • 6．寄存器组：有A、B、C、D 4个8位寄存器，用于保存CPU送来的编程控制字和芯片本身的某些状态。 • 7．时钟、报警、日历RAM：用于保存秒、分、时等时钟日历信息及报警时间信息。 • 8．用户RAM：50个字节，可使用户保存其它信息。

  11. 8250 内部结构框图

  12. 吉林大学远程教育学院 计算机接口技术 总复习 主讲人： 赵宏伟 教授 总学时： 32 吉林大学计算机科学与技术学院 第 二 讲

  13. 第5章 总线及其接口 • 5.1 概述：总线、总线标准、总线的分类 • 5.2 IBM PC总线 • 5.3 ISA总线 • 5.4 PCI总线 • 5.5 STD总线：模块化设计、STD总线规范、STD总线工业控制机的应用系统模式 • 5.6 IEEE 488总线：IEEE 488总线的特点、总线结构、总线定义及功能、总线数据的传送技术 • 5.7 RS-232C串行接口总线：RS-232C总线标准、串行接口应用举例 • 5.8 CAN总线

  14. 独立CAN接口 集成CAN接口 CAN节点的设计

  15. 第6章 模拟通道及其接口 • 6.1 概述 • 6.2 D/A转换及其接口：D/A转换原理、8位D/A转换器DAC 0832、8位CPU与超过8位的DAC接口、12位D/A转换器DAC 1210。 • 6.3 A/D转换及其接口：A/D转换原理、8位A/D转换器ADC 0809、12位A/D转换器AD574、双积分式A/D转换器MC14433。 • 6.4 V/F转换及其接口：V/F转换原理、V/F转换器LM331 • 6.5 采样保持器：采样保持原理、采样保持器的主要性能指标、LF398及其应用。 • 6.6 多路模拟开关CD4051

  16. DAC 0832的内部构造

  17. ADC 0809 内部结构

  18. AD574内部结构

  19. 由CD4051、LF398等芯片组成的应用电路

  20. 第7章 外部设备及其接口 • 7.1 概述 • 7.2 LED数码显示器及其接口：LED显示器结构与原理、LED显示器与显示方式、LED显示器接口。 • 7.3 打印机及其接口：打印机概述、微型打印机。 • 7.4 绘图仪及其接口 • 7.5 CRT显示器及其接口：显示器的工作原理、CRT控制器、显示器的基本概念、显示器技术。 • 7.6 键盘及其接口：PC系列机键盘、抖动与串键、独立式键盘、矩阵键盘、键盘工作方式。 • 7.7 鼠标器及其接口 • 7.8 BCD拨码盘及其接口 • 7.9 扫描仪及其接口：扫描仪的工作原理、扫描仪的分类、扫描仪的性能指标、几个扫描仪的应用问题。

  21. 软件译码显示器接口

  22. WPD7810HG PLA ROM 64KB 字库扩展卡A RAM 8KB 字库扩展卡B RAM 32KB ROM (CC0) 接 口 ROM (CC1) 打印头控制 打印驱动电路 打印头 走纸字车电机控制 字车电机驱动 字车电机 面 板 走纸电机控制 走纸电机 电 源 电磁铁控制电路 电磁铁 LQ-1600K打印机主要结构

  23. 显示器的工作原理

  24. 矩阵键盘的行扫描法

  25. 第8章 抗干扰技术 • 8.1 概述：干扰的含义、干扰的来源、干扰窜入的渠道、干扰抑制方法。 • 8.2 空间干扰的抑制：屏蔽技术、接地技术。 • 8.3 供电系统干扰的抑制 • 8.4 过程通道干扰的抑制：去耦和滤波、隔离技术、光纤传输的原理及应用。 • 8.5 软件抗干扰技术

  26. 填空题 • 1．打印机按其结构分为＿击打式＿和＿非击打式＿两种。 • 2．AD574采用的转换原理是＿逐次逼近式＿。 • 3．常见的A/D转换器分为＿计数式＿和＿逐次逼近式＿，＿双积分式＿和＿并行式＿四种。其中抗干扰性最好的是＿双积分式＿，但它的主要缺点是＿速度慢＿。 • 4．4KB容量的存储器系统，若首地址为A4000H，则末地址为＿A5000H＿。 • 5．采用SDLC/HDLC方式时，标志场信息为＿01111110＿。 • 6．键盘按其提供编码方式分为＿编码键盘＿和＿非编码键盘＿两种。 • 7．LED七段显示器的显示方式分为＿静态显示＿和＿动态显示＿两种。 • 8．8255A的＿C＿端口可工作于位控方式,＿A＿端口可工作于双向方式。 • 9．DAC1210的分辨率是＿12位＿。

  27. 简答题 （1） 1.接口按应用分为哪几类？每一类试举一例。 • 答： • 从应用角度分类，微计算机接口一般可分为四种基本类型。 • 用户交互接口：键盘接口 • 辅助操作接口：CPU与ROM及RAM接口 • 传感接口：压力传感器接口 • 控制接口：LED显示灯接口 2. 什么是接口？接口的功能是什么？ • 答： • 在微计算机系统中，CPU与外部设备之间的联系，需要有特定的硬件连接和相应的软件控制。完成这一任务的软、硬件综合称为接口。 • 接口应具有以下功能。（1）地址译码或设备选择（2）数据缓冲和锁存（3）信息格式与电平转换（4）数据传送的协调。

  28. 简答题 （2） 3. 设计一个查询式输入的接口电路，并根据这一电路编写相应的查询输入程序。 • 答： • 程序查询方式的硬件接口部分应包括数据端口，状态端口，端口选择及控制逻辑等三个部分。端口选择及控制逻辑由地址译码器和逻辑部门电路组成，最终产生有效的数据端口及状态端口的片选信号（或称设备选择信号）。状态端口一般就是三态缓冲器，而数据端口可能是三态缓冲器（对输入设备而言）或数据锁存器（对输出设备而言）。数据传送通过数据总线进行（8088是8位），而状态信息往往只需要一位，它可以连接到CPU数据总线的任一位上，由程序控制识别这一位的状态，进而作出判断：是允许数据传送，还是需要继续查询状态。 • 程序对每个I/O设备的查询，是通过检查该设备的状态标志来实现的。例如，某一I/O设备的状态标志为“1”，表示该设备已准备好，可以同CPU交换数据，否则，就不能与CPU交换数据，而要继续查询状态标志。因此最简单的查询方法是用输入指令IN逐个读取I/O设备的状态标志，并对状态标志进行相应的测试。

  29. 简答题 （3） 4. 简述8254的三种读出方式。 • 答： • ①简单读出方式。一个计VE道的现有计数值可以通过读取减1计数器CE而获得（在未锁存的状态下，OL跟随CE，即CE的状态可通过OL读出）。 • ②锁存读出方式。该方式利用一条锁存命令，该命令是控制字中读/写格式的一种组合，可作为命令的特征码。 • ③回读命令方式。回读命令是读取某通道的现有计数值及（或）状态的命令。 5．简述MC146818的基本功能。 • 答： • MC146818是MOTOROLA公司生产的CMOS实时时钟/日历芯片，该芯片可产生秒、分、时，星期、日、月及年等7个时标，可通过程序读取或修改这些时标，可提供100年日历，可编程任意设定定时中断，定时范围由30.517µs至23时59分59秒，还有CMOS RAM存储器，其应用十分广泛。

  30. 简答题 （4） 6．简述模数转换的基本过程。 • 答： • 采样与量化是A/D转换的基本过程。 • （1）采样。为了把一个连续变化的模拟信号转变成对应的数字信号，就必须首先把模拟信号在时间上离散化，也就是对模拟信号进行采样。采样的过程一般是：先使用一个采集电路，按等距离时间间隔，对模拟信号进行采样，然后用保持电路将采集来的信号电平保持一段时间，以便模数转换器正确地将其转换成对应的数字量。 • （2）量化。模拟量输入信号被采样以后，得到的是时间上离散，幅值上连续的信号，即离散信号，但是要想用计算机处理，就必须把这种信号转换为时间上和幅值上都离散的信号，即数字信号。这种把离散信号转变为数字信号的过程，就是量化过程。

  31. 简答题 （5） 7．8237A有哪几种传送方式？有哪几种传送类型？ • 答： • 有四种工作方式： • （1）单字节传送方式。 • （2）数据块传送方式。 • （3）请求传送方式。 • （4）级连方式。 • 采用DMA读，DMA写，DMA校验等三种不同的传送类型。

  32. 简答题 （6） 8．机械触点开关的主要特点是什么？如何解决？ • 答： • 抖动是开关本身的一个最普遍的问题，它的产生是当机械开关的触点闭合时，在达到稳定之前需要短暂抖动或弹跳几下，即反复闭合，断开几次之后，才能达到可靠地闭合在一起。抖动也存在于开关断开时，其情形与开关闭合时相同。 • 根据所用键的不同质量，键的抖动时间可为10～20ms。键的抖动会引起一次按键被读入多次。解决键的抖动可以使用硬件滤波方法或软件延迟方法。硬件滤波是对每一个键加上R—C滤波电路，或加上RS去抖电路。这种方法通常在键数少的情况下使用。而键数较多时，则经常采用软件去抖动技术，这种方法的实质就是采用一个产生20ms左右延迟的子程序，以等待键的输出达到完全稳定后才去读取代码。

  33. 简答题 （7） 9．LED显示器的工作原理是什么？何谓共阳极？何谓共阴极？ • 答： • LED显示器是用发光二极管显示字形的显示器件。在应用系统中通常使用的是七段显示器。七段显示器由七段组成，每一段是一个发光二极管，排成一个“日”字形。通过控制某几个发光二极管的导通发光而显示出某一字形，如数字0～9，字符A、B、C、D、E、F、P等。 • 为了能采用不同的驱动电路，一个七段显示器内部的七个发光二极管的连接有两种方法。一种叫共阴极接法，每个发光二极管的阴极接在一起，在使用中应将阴极接低电平，当某个发光管的阳极接高电平时，相应发光二极管就被点亮。另一种接法叫共阳极接法，即把所有发光管的阳极在内部连在一起，使用时应接高电平，当某个发光管的阴极接低电平时，相应发光二极管就亮。

  34. 简答题 （8） 10．简述异步通信与同步通信的主要区别。 • 答： • （l）时钟要求 • 同步通信：发送与接收时钟频率精确相等。 • 异步通信：发送与接收时钟频率基本相等即可。 • （2）控制信息 • 同步通信：要求对整个数据块附加帧信息，用于高速数据链路。 • 异步通信：要求对每个数据字符均附加帧信息，用于低速设备，低速传送。 • （3）校验方式 • 同步通信：采用16位循环冗余校验码，可靠性高。 • 异步通信：采用1位奇偶校验，可靠性相对较低。

  35. 简答题 （9） 11．以行扫描方式为例，简述非编码键盘的工作过程。 • 答： • 行扫描法是步进扫描方式，每次向键盘的某一行发出扫描信号，同时通过检查列线的输出来确定闭合键的位置。 • 图中给出了一个4×4的键盘矩阵，共有16个键。假设其中第2行第2列的键N(2,2)闭合，其余断开，行扫描的过程是这样的：微处理器先输出0000到键盘的4根行线。

  36. 分析题 1．8259A当前最高优先权为IR4，若OCW2命令设置为自动循环优先权方式，试指出命令执行后8259A的优先权排队顺序。 • 答： • IR5、IR6、IR7、IR0、IR1、IR2、IR3、IR4 2．设某存储器系统ROM容量为2KB，末地址为27FFH，RAM为4KB，已知其地址是连续的，且ROM区在前，RAM区在后，求该存储器系统的存储器首地址和末地址。 • 答： • 首地址2000H，末地址37FFH。 3．设异步串行通信的波特率为2400波特，若传送1KB的数据，每帧信息占10个数据位，试计算传送所需的时间。 • 答： • 1024＊10＊（1／2400）＝4.3（s） 4．若同时锁存8254的0通道和1通道的状态和计数值，试写出其对应的回读命令字。 • 答： • 1100 0110

  37. 应用题 （1） • 例：利用DAC 0832 设计一个三角波信号发生器，试画出接口电路，写出控制程序。 • 答： MOV DX，300H R0：MOV CX，0FFH MOV AL，00H R1：OUT DX，AL INC AL LOOP R1 MOV CX，0FFH R2：DEC AL OUT DX，AL LOOP R2 JMP R0

  38. 应用题 （2） • 例：PC/XT机控制ADC 0809构成一个压力参数采集系统，要求以查询方式采集400个压力值，存入ADBUF开始的存储单元，试设计硬件接口电路，并编写程序。 • 答： • DATA SEGMENT • ADCBUF DB 8 DUP(?) ；采样数据缓冲区 • DATA ENDS • ADCC EQU 84H ；A/D控制口地址 • ADCS EQU 88H ；A/D状态口地址

  39. 应用题 （3） CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX, DATA MOV DS, AX MOV BX, OFFSET ADCBUF ；设置A/D缓冲区 MOV CX, 400 ；设置采样次数 X3: MOV AL, 0 OUT ADDC, AL ；启动ADC 0809通道0 X1: IN AL, ADCS ；读取状态口 TEST AL, 80H ；析取EOC JNZ X1 ；EOC≠0，ADC 0809未开始转换，等待 X2: IN AL, ADCS TEST AL, 80H JZ X2 ；EOC≠1，ADC 0809未转换完成，等待 IN AL, ADCC ；读数据 MOV [BX], AL INC BX ；指向下一个数据缓冲单元 LOOP X3 MOV AX, 4C00H INT 21H CODE ENDS END START

  40. 课程复习＆样题分析结束 祝同学们取得好成绩

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