文档介绍：第八章常用可编程接口芯片及其应用
§ 可编程接口芯片概述
§ 8255A可编程并行接口芯片
§ 8253可编程定时器/计数器
可编程接口芯片概述
munication),基本的通信方式有两种,一种是并行通信,另一种是串行通信。
并行通信时,数据各位同时传送。例如CPU通过8255A与外设交换数据时,就采用并行通信方式。这种方式传送数据的速度快,但使用的通信线多,如果要并行传送8位数据,需要用8根数据线,另外还要加上一些控制信号线,随着传输距离的增加,通信线成本的增加将成为突出的问题,而且传输的可靠性随着距离的增加而下降,因此并行通信适用于近距离传送数据的场合。
在远距离通信时,一般都采用串行通信方式,它具有需要的通信线少和传送距离远等优点。串行通信时,要传送的数据或信息必须按一定的格式编码,然后在单根线上,按一位接一位的先后顺序进行传送,发送完一个字符后,再发送第二个;接收数据时,每次从单根线上一位接一位的接收信息,再把它们拼凑成一个字符,送给CPU作进一步处理。当微机与远程终端或远距离的中央处理机交换数据时,都采用串行通信方式。采用串行通信的另一个出发点是,有些外设,如调制解调器(MODEM)、鼠标器等。本身需要用串行方式通信。
并行接口技术
CPU芯片本身总是以并行方式接收和发送数据,因此并行接口是微机系统中最常用的接口之一。实现并行输入/输出的接口就是并行接口。
并行接口的特点是:可以在多根数据线上同时传送以字节或字为单位的数据。并行接口(与其相对应的串行接口相比)具有传输速度快、效率高等优点;但由于所用电缆多,在长距离传输时,电缆的损耗、成本及相互之间的干扰会成为突出的问题。所以并行接口一般适用于数据传输率较高、而传输距离较短的场合。
并行接口连接CPU与并行外设,实现两者间的并行通信,在信息传送过程中,起到输出锁存或输入缓冲的作用。
并行接口的典型硬件结构包括:
1、一个或一个以上具有锁存或缓冲的数据端口
2、与CPU进行数据交换所必须的控制和状态信号
3、与外设进行数据交换所必须的控制和状态信号
4、端口译码电路
5、控制电路
1、简单的并行接口技术
简单的并行接口可由一些锁存器和(或)三态门组成。需要注意的是,单纯的三态门只能用作总线缓冲器/驱动器,它没有锁存功能,不能保持数据;单纯的锁存器不能起到隔离总线的作用,一般只用作输出接口而不用作输入接口;而带三态门输出的锁存器既可用作输入接口,又可用作输出接口,以实现总线的隔离。
常用来构成简单并行接口的芯片包括:8位三态输出缓冲驱动器74LS244/240(反相)、8位三态双向缓冲驱动器74LS245、8位三态双向锁存器74LS373 /573等。
CPU
数据总线
地址
译码
读出信号
写入信号
复位
准备好
中断请求
地址
输
入
设
备
输
出
设
备
控制寄存器
输入缓冲寄存器
输出缓冲寄存器
状态寄存器
片选
A
0
A
1
数据输入准备好
数据输入
数据输入回答
数据输出
数据输出准备好
数据输出回答
并行接口连接外设示意图
外设将数据=>接口
→状态线“数据输入准备好”=1;
→接口把接收到数据输入缓冲寄存器;
→数据输入回答=1,作为对外设响应信号;
→外设撤消“数据”和“数据输入准备好”信号;
CPU从接口读取数据
→接口收到数据,设置“输入准备好”状态位;
→供给CPU查询或问CPU发中断请求;
→ CPU从接口读取数据,
接口自动清除状态寄存器输入准备好状态位(准备好);
→数据总线处于高阻状态。开始下一个输入过程
输入过程
输出:每当外设从接口取走一个数据以后,
CPU往接口中输出数据
→接口中状态寄存器发中断请求;
(“输出准备好”=1,表示CPU可以往接口中输出数据)
→ CPU向接口输出数据,数据到接口缓冲寄存器;
→接口自动清除“输出准备”好。
将数据送往外设:
接口向外设发送一个“驱动信号”,启动外设接收数据。
→外设收到数据向接口发一个“数据输出回答”信号;
→接口收到的信号将状态寄存器中“输出准好”=1;
→ CPU输出下一个数据。
输出过程
可编程通用接口芯片简介
(1)寻址功能
芯片有片内寄存器,由端口地址访问
对芯片写控制字, 设置芯片功能
CPU与芯片寄存器间交换信息
芯片有片选控制线CS
CPU地址线经译码产生
片选控制线 CS
CS和片内寄存器端口地址确定
片内寄存器地址值的唯一性