哪些功能由软件程序控制实现随着大规模集成电路的发展-吉林大学.ppt

第4章数据通信方式及常用接口芯片
概述
外部设备是微型机系统的必要的组成部分。外部设备与计算机之间需通过硬件连接和软件控制来建立联系。这一硬件、软件的综合便是接口。接口位于计算机主机与外部设备之间,它的功能是使主机与外部设备能正确地交换信息。
在设计接口之前,首先应当了解某一类型外部设备所要完成的功能,为完成这些功能应做哪些操作,以及如何实现。进一步还应了解对控制信号有什么要求,输入、输出什么信息。这样才能明白外部设备和接口电路之间的交换关系,才能确定哪些功能由硬件逻辑电路实现,哪些功能由软件程序控制实现。
随着大规模集成电路的发展,目前出现的一般倾向是把接口功能分成通用接口和专用接口两种。
通用接口芯片一般有可编程的和不可编程的。不可编程的芯片一般功能比较简单,对各种机型均可适用;可编程的芯片一般功能较多,控制较复杂,有的芯片只与某一机型配套,也有一些芯片可适用于几种性能接近的机型。
对许多功能很强的外部设备,接口很复杂,常常设计成专用接口芯片来实现。这种专用芯片有时甚至可能是一个带微处理器的控制系统。按芯片传送信息方式划分,接口芯片可分为并行接口和串行接口两类。
可编程并行接口8255A
8255有三个8位并行的数据端口PA、PB、PC,各个口的输入输出功能由程序确定。
A口具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。
B口具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入缓冲器(不锁存)。
C口具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入缓冲器(不锁存)。这个口在方式0控制下,可分为两个4位的口,用于传送数据或状态字。
8255有三种基本工作方式:
方式0-一基本输入输出方式
方式1――选通输入输出方式
方式2――双向传送方式
8255控制字格式
可编程多功能接口8155
8155控制字格式
8155用于定时器扩展
(1)定时器的方式选择
8155片内有一个14位减法计数器,可对输入脉冲进行减法计数。外部有两个定时器引脚端TIN、TOUT。TIN为定时器时钟输入,由外部输入时钟脉冲;TOUT为定时器输出,输出各种信号、波形。定时器的14位计数器由04H端口(低8位)和05H端口的D5-D0(高6位)组成。定时器输出有四种波形,可由定时器方式编程选择,。
(2)定时器的编程
对定时器进行编程时,首先将计数常数及定时器方式送入定时器端口(定时器低8位及定时器高6位、定时器方式)04H及05H。计数常数在0002H~3FFFH之间选择。
计数器的启动和停止计数由命令寄存器(00H)的最高两位控制。
8155举例
例1 8155定时器初始化编程
使8155用作I/O口和定时器工作方式,A口定义为基本输入方式,B口定义为基本输出方式,定时器作为方波发生器,对输入脉冲进行24分频(8155中定时器最高计数频率为4MHZ),设I/O口地址为:
命令/状态口 7F00H
PA口 7F01H
PB口 7F02H
PC口 7FO3H
定时器低8位 7F04H
定时器高8位 7F05H
8l55初始化编程如下:
MOV DX, 7F04H ;指向定时器低8位
MOV AL, 18H ;计数常数0018H=24
OUT DX, AL ;计数常数低8位装入
INC DX ;指向定时器高8位
MOV AL, 40H ;设定定时器方式为连续方波输出
OUT DX, AL ;定时器高8位装入
MOV DX, 7F00H ;指向命令/状态口
MOV AL, 0C2H ;命令控制字设定A口为基本输入方式。
;B口为基本输出方式,并启动定时器。
OUT DX, AL
可编程定时/计数器8254
在计算机系统中,定时系统通常包括两个部分:时钟电路和定时电路。
时钟电路包括外部时钟发生器和CPU内部的时序电路,它产生整个计算机系统的最基本的控制信号和同步信号,主要用于CPU内部的指令执行过程,相应产生控制时序,比如,取指令周期,读写周期,中断响应周期,总线响应周期等。时钟电路也可为定时电路提供基准时钟信号。
定时电路主要应用于计算机的接口电路,这部分电路可根据接口的要求,产生各种不同的时序信号。定时电路的基准时钟信号有两种产生办法:一是由系统的时钟电路产生;二是由独立的时钟源产生。这两钟方法在实际应用中都很常用。
8254的内部结构
8254的通道结构