典型接口芯片原理和应用

《典型接口芯片原理和应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1第5章典型接口芯片原理和应用5.1简单I/O接口电路及其应用5.2可编程外围接口芯片8255A及其应用5.3可编程计数器/定时器8253及其应用5.4串口通信和可编程接口芯片8251A及其应用25.1简单I/O接口电路及其应用I/O接口的功能采用I/O接口的必要性计算机和外设之间的信息交换带来一些问题：速度不匹配信号电平不匹配信号格式不匹配时序不匹配因此I/O设备不能直接与CPU的系统总线相连，必须在CPU与外设之间设置专门的接口电路来解决这些问题。3接口的功能：设置数据缓冲器以解决两者速度差异所带来的不协调问题设置信号电平转换电路设置信息转换逻辑以满足对各自格式的要求设置时序控制电路来

2、同步CPU和外设的工作提供地址译码电路，使CPU在同一时刻只能选中某一个I/O端口。I/O接口电路是外设和计算机之间传送信息的交换部件，也称为界面，它使两者之间能很好地协调工作，每一个外设都要通过接口电路才能和主机相连。CPU接口外设4随着大规模集成电路技术的发展，出现了许多通用的可编程接口芯片，可用它们来方便地构成接口电路。后面几章将介绍常见的可编程I/O接口芯片的原理、编程方法及与CPU的连接方法。可编程中断控制器8259A可编程计数器/定时器8253可编程外围接口芯片8255A串行通信和可编程接口芯片8251AA/D和D/A转换芯片。本章介绍最常用的简单I/O接口芯片,主要有缓冲器(

3、Buffer)和锁存器(Latch)。可编程输入输出接口芯片5二、简单的输入输出接口芯片缓冲器74LS244和74LS245连接在总线上的缓冲器都具有三态输出能力。在CPU或I/O接口电路需要输入输出数据时，在它的使能控制端EN（或G）作用一个低电平脉冲，使它的内部的各缓冲单元接通，即处在输出0或1的透明状态。数据被送上总线。当使能脉冲撤除后，它处于高阻态。这时，各缓冲单元像一个断开的开关，等于将它所连接的电路从总线脱开。74LS244和74LS245就是最常用的数据缓冲器。除缓冲作用外，它们还能提高总线的驱动能力。6（1）74LS244—单向数据缓冲器8个三态缓冲单元，分成两组，分别由门

4、控信号1G和2G控制。1G和2G为低电平时，数据传送；高电平时，输出高阻态。单向缓冲器，只能从A端到Y端。7（2）74LS245—双向数据缓冲器8个双向、三态缓冲器。门控信号输入端G。方向控制端DIR，高电平时，数据从A端传向B端；低电平时，从B端传向A端。82.锁存器74LS373锁存器具有暂存数据的能力，能将数据锁住，在输出控制信号的作用下将数据传送出去。74LS373是一种常用的8D锁存器，它可以直接挂在总线上，并具有三态总线驱动能力。两个控制输入端：输入使能端G和允许输出端OE。OE为低时：G为高时，D端数据到O端；G为低时，O端将是前面锁存的数据，不受D端的变化影响。OE为高时：

5、输出将呈高阻态。OEGDO低高高高低高低低低低X锁存高XX高阻态真值表9三、I/O端口及其寻址方式I/O端口CPU与外设通信时，传送的信息主要包括数据信息、状态信息和控制信息。这些信息分别进入不同的寄存器，通常将这些寄存器和它们的控制逻辑统称为I/O端口（Port），CPU可对端口中的信息直接进行读写。数据信息状态信息控制信息I/O接口外设数据端口数据端口状态端口控制端口10数据端口（DataPort）用来存放CPU与外设之间交换的数据，长度一般为1-2个字节，主要起缓冲作用。状态端口（StatusPort）用来指示外设的当前状态。每种状态用1位表示，由CPU读取。几种最常用的状态位有：准

6、备就绪位（Ready）针对CPU输入端口：1：数据寄存器已准备好数据，等待CPU读取，取走后，位清0。针对CPU输出端口：1：输出数据寄存器已空，可以接收下一个数据；新数据到达后，位清0。忙碌位（Busy）表明外设是否能接收数据。1：外设忙，暂时不允许CPU送信的数据过来。0：外设已空闲，允许CPU发送下一个数据。错误位（Error）1：指示在数据传送过程中出现错误。CPU进行相应的处理，如重新传送或中止操作等。11命令端口（CommandPort）也称为控制端口（ControlPort），用来存放CPU向接口发出的各种命令和控制字，以便控制接口和设备的动作。常见的命令信息有启动位、停止位

7、、允许中断位等。接口芯片不同，控制字的格式和内容是各不相同的，常见的控制字有方式控制字、操作命令字等。在微型计算机系统中，CPU通过接口和外设交换数据时，只有输入（IN）和输出（OUT）两种指令，所以只能把状态信息和命令信息当作数据来传送，并且将状态信息作为输入数据，控制信息作为输出数据，于是三种信息都可以通过数据总线来传送了。这三种信息被送入三种不同端口的寄存器，因而能实施不同的功能。122.I/O端口的寻址方法存储器