《接口电路设计》PPT课件

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1、第四单元输入/输出系统和设备刘卫东liuwd@tsinghua.edu.cn教学内容安排第一讲输入/输出系统概述和输入/输出方式第二讲总线第三讲接口电路第四讲输入设备和输出设备第五讲本单元小结及考试说明第三讲接口电路设计2003年11月主要教学内容接口电路的作用接口电路的一般组成串行接口并行接口USB接口SCSI接口输入/输出系统控制方式：处理器如何管理设备总线：数据发送和通信接口：总线和设备的连接连接总线和设备（对设备提供编码）接收处理器（主设备）的命令，并提交给外部设备，同时，为主设备提供外部设备的状态数据缓冲对主设备屏蔽外部设备的差异（一种接口可以连接多种

2、类型的设备）设备：完成输入/输出任务接口的基本功能提供主机识别（指定、找到）使用的I/O设备的支持（为每个设备规定几个地址码或编号）建立主机和设备之间的控制与通信机制提供主机和设备之间信息交换过程中的数据缓冲机构提供主机和设备之间信息交换过程中的其他特别需求支持通用可编程接口电路通用能有多种用法与入/出功能可编程能通过指令指定接口的功能和运行控制参数接口内部组成设备识别电路数据缓冲寄存器（输入/输出）控制寄存器状态寄存器中断电路其他电路8251的基本功能可用于同步或异步传送同步传送时每字可为５～８bits，可用内或外同步，能自动插入同步字符。异步传送时每字可为５

3、～８bits，接收和发送时钟可为1，16或64倍的波特率。可产生中止字符并自动检测和处理。可用1，1.５或２位停止位。能检测假启动完全双工，双缓冲的发送器和接受器。具有检测奇偶错，数据丢失错和帧错的能力。全部入／出信号为TTL电平缓冲器Ｉ／ＯD7~D0（外部数据总线）状态缓冲器接受数据缓冲器发送数据／命令缓冲器接收控制接收器S-PＲxＤRxRDY/RxCＴxＤ发送器P-S发送控制／TxCTxETxRDY读／写控制逻辑RESETCLKC/D/RD/WR/CS调制／解调器控制/DTR/DSR/RTS/CTS串行异步传送中的有关概念奇偶校验：传送的波特率：波特率因子：

4、数据采样：接口CPU终端串行并行…...数据位，如8位1位1、1.5、2位标识态一次完整的数据传送时间CPU接口接口CPU串行：异步、同步：单工，半双工，全双工：停止位：数据位：起始位：D7D6D5D4D3D2D1D0同步?Y(D1D0=00)N(D1D000)D6:外同步检测1外同步SYNDET为输入0内同步SYNDET为输出D7:同步字符1单同步字符0双同步字符规定帧控制00无效011个停止位101.5个停止位112个停止位确定字符长度005bits016bits107bits118bitsTxC,RxC波特率因子00同步方式01异步1倍10异步16倍11异

5、步64倍对奇偶校验的规定X0不校验11偶校验01奇校验方式命令字的格式EHIRERSBBKRxEDTRTxENRTSD7D6D5D4D3D2D1D0工作命令字的格式发送器使能信号，1有效接收器使能信号，1有效数据终端就绪，使出为低/DTR使三个出错标志位复位发包信号BREAK请求发送信号，使出为低/RTS发软信号RESETD7D6D5D4D3D2D1D0DSRSYNDETFEOEPETxERxRDYTxRDY接口状态寄存器的内容格式发送器就绪信号，1有效并到串的发送器空，1有效接收器就绪信号，1有效奇偶错溢出错数据帧错数据设备就绪，1有效INTEL8251串行接

6、口芯片1D2D1282D3D0273RXDVCC264GRD/RXC255D4/DTR246D5/RTS237D6/DSR228D7RESET219/TXCCLK2010/WRTXD1911/CSTXEMPTY1812C/D/CTS1713/RDSYNDET/BD1614RXRDYTXRDY15D7~D0:I/O数据器件引脚图CLK：主时钟/RxC,RxD:接收时钟、数据/TxC,TxD:发送时钟、数据/WR、/RD:写、读命令/CS:片选信号C/D：控制/数据信号RESET：总清信号RxRDY:接收准备就绪TxRDY:发送准备就绪TxEMPTY:发送寄存器空/

7、DTR、/DSR：/RTS、/CTS：EHIRERSBBKRxEDTRTxENRTSD7D6D5D4D3D2D1D0D7D6D5D4D3D2D1D0DSRSYNDETFEOEPETxERxRDYTxRDY工作命令字的格式接口状态寄存器的内容格式内存储器和串行接口存储器由2组8位区组成，可运行于8位或16位方式；每组由1片2716RAM和2片28C64ROM芯片组成，亦可选用2764ROM芯片。对16位地址的最高3位译码，产生8个存储器片选信号，各自对应8192的存储容量。2路串行接口，其中一路正常运行，另一路经扩展后方可使用。对8位IO端口地址的最高4位译码，产

8、生8个IO芯片的片选信号