微型计算机技术讲稿6.doc

接口的功能及在系统中的连接
外设种类繁多,信号不同,速度差异很大
接口的功能
I/O寻址、输入/输出、数据转换、通讯联络(I/O传送控制)、中断管理(优先级、提供中断类型码等)、复位、错误检测。
可编程能力,综合性功能。
I/O接口的功能是提供数据缓冲和进行I/O控制。
接口与系统的连接
* 与CPU:数据总线—数据I/O通道、状态信息读取、控制命令写入
控制总线—控制信号联络。如输入控制信号:STB(选通输入)、IBF(输入缓冲器满);输出控制信号:ACK(应答)、OBF(输出缓冲器满)
片选及端口(寄存器)地址选择—地址线连接
中断请求/应答或DMA请求/应答
* 与外设:数据通道
控制联络(握手信号)
接口寄存器选择方式:
以地址区分
以读写区分
以特征位区分
以顺序区分
串行接口和串行通信
串行接口
串行通信—数据传送逐位进行,每一位数据占有一固定的时间长度。
控制端口,数据端口,接收/发送时钟。
串行通信有关名词
全双工、半双工
全双工—收发双方可同时通信,占有两条线路或两个频道等
半双工—收发分时进行。占有一条线路
同步方式、异步方式
* 同步方式—收发双方采用统一的时钟,发送方在发送数据之前需要先发同步字符,接收方检测到同步字符后(双方取得同步)方进行数据传送。
同步方式数据格式:同步字符、数据、数据、数据……
在数据间隙可插入同步字符
* 异步方式—收发双方不需要“同步”,不需要统一的时钟。
异步方式数据格式:
起始位-数据位(5-8位)-校验位-停止位(1、)、起始位-数据位(5-8位)-校验位-停止位(1、)
……
区别:
* 同步方式数据传输率高。因为非数据信息(起始位、停止位)比例小。同步传送时,一个信息帧包含若干个字符;
* 同步传输收发双方需采用统一的时钟。
异步接收:
高
┎─←──────——┰←————────‍──┐高
┖→检测RxD低电平┴→1/2D处检测RxD┴→接收数据位→奇偶检测→去掉停止位
低低
同步接收:
┎─←──────——──‍───┐否
┖→接收数据→是同步字符吗—┴→接收数据位→奇偶检测
是
串行通信标准
传输率
传输率—每秒传送数据位数。
波特率baud—单位时间内所传送的脉冲码元数。
比特率bit—单位时间内所传送的二进制码元数。
比特率≥波特率比特率=log2n * 波特率
数据传输率国际标准:110、300、600、1200、2400、4800、9600、、、
RS-232C总线标准
负逻辑
“1”-- -5V至-15V、“0”-- +5V至+15V
TTL→RS-232C MC1488/75150
RS-232C→TTL MC1489/75154
控制信号定义
一般:25脚针式(电压接口、电流环接口),9脚针式(仅含电压接口)
可编程串行通信接口INTEL-8251
用于串行通信的接口芯片:
USART-通用同步/异步接收/发送器如INTEL-8251
UART--通用异步接收/发送器如INTEL-8250 (PC机用)
USRT--通用同步接收/发送器
基本性能
数据传输率同步0-64K,异步0-
数据位 5-8位/字符
奇偶校验位奇校验、偶校验
异步方式下,可有1、、2个停止位
8251基本原理
8251的编程结构
编程结构:
数据端口:数据输入缓冲+接收移位寄存器(串入并出)
数据输出缓冲+发送移位寄存器(并入串出)
RxD—接收数据,TxD—发送数据
控制端口:控制寄存器
状态寄存器
方式寄存器
8251的功能结构
功能结构:
接收缓冲器--RxD、串入并出移位
接收控制电路—检测启动位(识别假启动位)、校验、形成状态位(错误、接收准备好等)
发送缓冲器—数据+附加信息位、并入串出移位、TxD
发送控制器—异步:数据+起始位、校验位、停止位
同步:插入同步字符,数据+校验位
数据缓冲器—提供与CPU数据总线的缓冲
读写控制—RD、WR、C/D(控制/数据端口选择)、CLK、RESET
MODEM控制—提供调制/解调器控制信号,便于与MODEM连接。
8251发送与接收
异步接收
异步发送TxEN=1(发送允许)且CTS=0(外设请求发送时),发送数据
RxD/TxD
发送格式和接收格式
同步接收
内同步:监测RxD,检测1-2个同步字符,检测到,SYNDET=1,输出
外同步