内容概述 接口技术基础 总线技术 存储器及其接口 中断控制系统
DMA接口技术 并行接口技术 定时器计数器 D/A、A/D转换接口
一、接口技术基础
1、微机系统的组成：中央处理器、存储器、输入/出设备、接口电路 2、按照传输信息类型的不同：数据总线、地址总线、控制总线
3、8086CPU内部功能分为两个部分：BIU总线接口部件 、执行部件EU BIU与EU相互协调以完成CPU的工作
在早期的CPU中，程序的执行由取指指令和执行指令交替进行，取指期间，CPU必须等待。如图1-2(a)所示，指令的提取和执行是以串行方式进行的。 4、8086的两种工作模式及其特点
8088/8086 CPU芯片能够工作在两种模式下：最小模式与最大模式。这两种不同的工作模式适合不同的场合。8086 CPU的MN/MX(Minimum/Maximum Mode Control)管脚是最大/最小模式控制信号，决定了8086 CPU工作在哪种工作模式。如果MN/MX接+5V，那么CPU工作在最小模式；如果MN/MX接地，那么CPU工作在最大模式。
最小模式一般用于组成基于8086 CPU的最小系统。最小模式是指微机系统中只有8086或8088一个CPU。在这个系统中，所有的总线控制信号直接由CPU提供。系统中的总线控制电路被减到最少。图1-4所示为8086 CPU工作在最小工作模式时的典型配置。
最大模式是指微机系统中包含两个或多个CPU，其中一个主处理器是8086或8088 CPU，其他处理器为协处理器，它们协助主处理器工作。常用的协处理器有8087协处理器和8089协处理器。前者是专用于数值运算的协处理器；后者是专用于控制输入/输出操作的协处理器。图1-5所示为8086 CPU在最大工作模式下的典型配置
5、时钟周期、总线周期、指令周期的关系
6、数据信息通常包括3种形式：数字量、模拟量和开关量
7、寄存器包括数据输入寄存器、数据输出寄存器、控制寄存器和状态寄存器
二、总线技术
按照总线在系统中的位置进行分类：片内总线、局部总线、系统总线、通信总线 总线控制方式分为哪两类：集中式总线控制、分布式总线控制（分类依据）
三、存储器及其接口
存储器的主要技术性能指标：存储容量、存取周期、取数时间、可靠性、性价比 存储器种类：RAM ROM FLASH 等
四、中断控制接口
（内中断、外中断：）
通常的中断源可以分为外中断源(如I/O设备引起的中断)和内中断源(如软件指令引起的中断)两类。
微机系统对中断的处理根据引起中断的事件所处的地点，分成了内中断和外中断。其中，内中断有强迫中断和自愿中断两种。
中断处理过程：包括中断请求、中断排队、中断响应、中断服务、中断返回共5个阶段
中断处理要做好的6件事：保护现场、开中断、提供中断服务、恢复现场、返回(使用中断返回指令IRET)
中断优先级的典型：最高-除法出错中断 最低-单步中断（调试程序）（为什么？） CPU的中断优先级从高到低为：
除法出错中断，类型0 (软件中断)
溢出中断，类型4(软件中断) INT n，类型n(软件中断)
NMI，类型2(硬件中断)
INTR，类型32～255(硬件中断)
单步中断，类型1(软件中断)
中断向量表：INT 0——除法出错中断 INT 1——单步中断
INT 2——外部引入不可屏蔽中断 INT 3——断点中断 INT 4/INT 0—溢出中断 8259A工作编程：ICW （1、2、3、4）OCW
五、DMA接口技术
DMA控制器主要由地址寄存器、字节计数器、控制寄存器、设备地址寄存器和控制逻辑
等几部分组成
8237A的两种工作状态：主工作模块和从工作模块
8237A的四种工作模式：单字节、数据块、请求传送（计0，外部EOP，DREQ变无效）、级联
DMA与CPU关系
DMA的7种状态周期：SI （等待）S0（过渡） S1 S2 S3 S4 (S1—S4为DMA传输周期) SW
六、并行接口技术
并行接口的基本功能：数据缓冲、选通控制
并行接口的三个数据口A/B/C的特点： A：输入锁存器、输出锁存器和缓冲器 B: 8位输入缓冲器 C: 8位输出锁存和缓存
方式0 方式1 方式2（只能用于A端口）特点:
方式0的特点:方式0之所以被称为基本的输入/输出方式，是因为在这种方式下，A端口、B端口和C端口(C端口分为两个4位使用)都可提供简单的输入和输出操作，对每个端口不需要固定的应答式联络信号。工作在方式0时，在程序中可直接使用输入指令(IN)和输出指令(OUT)对各端口进行读写。方式0的基本定义是两个8位的端口和两个4位的端口。任何一个端口都可以作为输入或输出，输出的数据可以被锁存，输入的数据不能锁存。
方式1：选通的输入/输出方式
在这种方式下，当A端口和B端口进行输入输出时，必须利用C端口提供的选通和应答信号。而且这些信号与C端口中的某些位之间有着固定的对应关系，这种关系是硬件本身决定的，而不是软件可以改变的。由于工作在方式l时，要由C端口中的固定位来作为选通和应答等控制信号，因此称方式1为选通的输入/输出方式。方式1的基本定义是：分成两组(A组和B组)，每组包含一个8位的数据端口和1个4位的控制/数据端口。8位的数据端口既可以作为输入，也可以作为输出，输入和输出都可以被锁存。4位的控制/数据端口用于传送8位数据端口的控制和状态信息。 方式2：带选通的双向传输方式
在双向传输方式下，8255A可以向外设发送数据，同时CPU通过这8位数据线又接收
外设的数据，因此称为双向传输方式。方式2的基本定义是：只能适用于A端口，一个8位的双向端口(A端口)和1个5位的控制端口(C端口)。A端口的输入和输出都可以被锁存。5位的控制端口用于传送8位双向端口的控制和状态信息。当A端口工作在方式2时，由PA7～PA0作为8位数据线，因为要由C端口对A端口进行控制，所以称为带选通的双向传输方式。
8255A有三种工作方式，分别称为方式0、方式1和方式2。其中：A端口可以工作在三种方式中的任意一种下；B端口只能工作在方式0和方式1下；C端口通常作为控制信号使用，配合A端口和B端口工作。
工作方式字与C端控制字如何区分？（标示位 D7）
方式选择控制字用来决定8255A三个数据端口各自的工作方式，它的格式如图6-4
所示，由一个8位的寄存器组成。
8255A有3种不同的工作方式：方式0、方式1和方式2。方式选择控制字用来指定
A组、B组的工作方式以及在不同方式下PA、PB的数据输入/输出方向。
七、定时器、计数器
定时计数器8253的主要用途：在多任务的分时系统中用来作为中断信号以实现程序的切换。可以向I/O设备输出精确的定时信号。作为一个可编程的波特率发生器。实现时间延迟。
8253的内部结构组成：数据总线缓冲器、控制字寄存器、读/写控制逻辑和计数器 8253定时初值的计算：
已知fCLK0=10kHz，则TCLK0=0.1ms，所以计数初值如下：N=TOUT0/TCLK0=100ms/0.1ms=1000=03E8H 方式0的正常计数时序图及计数过程。
8253用作计数器时一般工作在方式0。方式0的工作时序如图7-4所示。CW表示8253的控制字，LSB表示低8位计数值。如果是16位计数方式，那么还有高8位计数值MSB。 计数过程
当写入方式0控制字后，OUT立即变为低电平，并且在计数过程中一直维持低电平。若GATE=1，写入初值后，在信号上升沿之后的下一个CLK脉冲计数值装入计数器，并开始计数，计数器减到零时，OUT输出变为高电平，且一直保持到该通道重新装入计数值或重新设置工作方式为止，此信号可用于申请中断。按方式0计数时，计数器只计一遍。 P176页 8253的工作方式小结：(1) 方式2、4、5的输出波形是相同的，都是宽度为一个CLK周期的负脉冲，但方式2连续工作，方式4由软件触发启动，方式5由硬件触发启动。(2) 方式5与方式1的工作过程相同，但输出波形不同，方式1输出的是N个宽度为N个CLK脉冲的低电平有效的脉冲(计数过程中输出为低电平)，而方式5输出的是宽度为一个CLK脉冲的负脉冲(计数过程中输出为高电平)。(3) 输出端OUT的初
始状态不同。方式0在写入方式字后输出为低电平，其余方式在写入控制字后，输出均由低电平变为高电平。(4) 任何一种方式，均是在写入计数初值之后才能开始计数，方式0、2、3、4都是在写入计数初值之后才开始计数的，而方式1和方式5需要外部触发启动才能开始计数。(5) 6种工作方式中，只有方式2和方式3是连续计数，其他方式都是一次计数，要继续工作需要重新启动，方式0、4由软件启动，方式1、5由硬件启动。(6) 门控信号的作用不同。通过门控信号GATE，可以干预8253某一通道的计数过程。在不同的工作方式下，门控信号起作用的方式也不一样，其中0、2、3、4是电平起作用，1、2、3、5是上升沿起作用，方式2、3对电平上升沿都可以起作用。(7) 在计数过程中改变计数值，它们的作用有所不同。(8) 计数到0后计数器的状态不同。方式0、1、4、5继续倒计数，变为FF、FE……而方式2、3则自动装入计数初值并继续计数。
八、D/A、A/D转换接口
D/A的主要参数指标：分辨率 转换精度 转换时间 输出量程 数据转换器的温度系数 D/A转换的过程：先把输入数字量的每一位代码按其权的大小转换成相应的模拟量，然后将代表各位的模拟量相加，就可以得到与该数字量成正比的模拟量，从而实现数字量到模拟量的转换。我们称这种转换方法为加权转换。
逐次逼近A/D转换器的工作原理:逐次逼近式A/D转换器是由逐次逼近寄存器、D/A转换器、比较器和缓冲寄存器组成的。
逐次逼近式A/D转换器的原理如图9-18所示。当启动信号由高电平变为低电平时，逐次逼近寄存器清0，这时，D/A转换器输出电压V0也为0。当启动信号变为高电平时，转换开始，同时逐次逼近寄存器进行计数。
工作原理：逐位逼近式A/D转换器是一种直接型A/D转换器，工作时与普通计数器不同，不是从低位往高位逐一进行计数和进位，而是从最高位开始，通过设置试探值来进行计数。具体来讲，在第一个时钟脉冲到来时，控制电路把最高位送到逐次逼近寄存器，使它的输出为10000000，这个输出数字一出现，D/A转换器的输出电压Vo就成为满量程值的128/255。这时，若V0>Vi，则作为比较器的运算放大器的输出就成为低电平，
控制电路据此清除逐次逼近寄存器中的最高位；若V0≤Vi，则比较器输出高电平，控制电路使最高位的1保留下来。 若最高位被保留下来，则逐次逼近寄存器的内容为10000000，下一个时钟脉冲使次低位D6为1。于是，逐次逼近寄存器的值为11000000，D/A转换器的输出电压V0到达满量程值的192/255。此后，若V0>Vi，则比较器输出为低电平，从而使次高位复位；若V0 计数式A/D转换器是由转换器、计数器和比较器组成的。 工作原理：工作时，计数器由零开始计数，将计数值送往D/A转换器进行转换，将 生成的模拟信号与输入模拟信号在比较器内进行比较，若前者小于后者，则计数值加1，重复D/A转换及比较过程。当这个信号值与输出模拟量比较相等时(在允许的误差范围内)，比较器输出一个停止计数信号给计数器，计数器立即停止计数。此时D/A转换器输出的模拟量即为模拟输入值，计数器的值就是转换成的相应的数字量值。 A/D的转换精度：如何计算？ A/D转换器也采用分辨率和转换误差来描述转换精度。 分辨率是指引起输出数字量变动一个二进制码最低有效位(LSB)时，输入模拟量的最 小变化量，小于此最小变化量的输入模拟电压变化不会引起输出数字量的变化，反映了A/D转换器对输入模拟量微小变化的分辨能力。在最大输入电压一定时，位数越多，量化单位越小，分辨率越高。 在理想情况下，输入模拟信号所有转换点应当在一条直线上，但实际的特性不能做 到输入模拟信号所有转换点在一条直线上。转换误差是指实际的转换点偏离理想特性的误差，转换误差通常用输出误差的最大值形式给出，常用最低有效位的倍数表示，反映A/D转换器实际输出数字量和理论输出数字量之间的差异。注意在实际使用中，当使用环境发生变化时，转换误差也将发生变化。 例题：12位A/D，输入电压10V，分辨率1/212= 能分辨的最小电压为：5×1/212= • 所有章节的小结内容 • 根据给定的状态字各位的含义，写出符合要求的相应的二进制（十六进制数） 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容