微机原理与汇编语言程序设计 教学课件 作者 刘永华 等 第13章 综合应用.ppt

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1、第13章综合应用学习目标本章主要讲解了微机接口的设计方法及微机系统综合应用举例。通过本章学习，读者应该掌握以下内容：微机接口设计的基本方法；硬件系统设计与软件系统设计的基本思路；中断处理程序的设计原则；微机接口系统设计的总体思路。1第13章综合应用教学内容13.1微机接口设计基本方法13.2硬件系统的设计13.3软件系统的设计13.4微型计算机硬件中断的开发与设计13.5综合应用举例习题与思考题十三213.1微机接口设计基本方法13.1.1微机接口信号分析13.1.2微机接口信号转换13.1.3微机接口驱动程序

2、分析与设计13.1.4微机接口设计与分析时应注意的几个问题返回目录313.1.1微机接口信号分析接口作为CPU与外设的中间界面，一方面要与CPU连接，另一方面要与外设连接。对CPU一侧，要弄清CPU的类型和引脚定义，如数据线宽度、地址线宽度和控制线的逻辑定义，以及时序关系有什么特点。对于数据线，要解决的一个问题是：目前使用的微机外设多数都是8位的，接口芯片多数也是8位的，它们与8位CPU相连很容易设计。那么如何与16位或32位CPU连接，这是接口设计和分析的一个关键。以Intel8086为例，其数据线为16位，

3、约定低8位数据线上的数据对应偶地址，高8位数据线上的数据对应奇地址。为了使8位接口芯片固定接低8位（或高8位）数据线，又能同时正确对端口进行寻址，需要采取一定的措施。返回目录413.1.1微机接口信号分析一般将接口芯片数据线接CPU低8位数据线，而将地址线A1（而不是A0）接到接口芯片的最低位地址线上，这就保证了接口芯片的所有口地址都是偶地址。对于地址线的接法是：将低地址线连接到接口芯片的地址线上（不同芯片需接的地址线条数可能不同），而其余地址线作为片选译码电路的输入。不同CPU的主要区别在控制线上，这是设计与

4、分析接口电路的重点。不仅要考虑逻辑上的关系，还要考虑时序上的配合。对于外设一侧，连线只有三种：数据线、控制线和状态线。设计和分析的重点放在控制和状态线上，因为接口上的同一个引脚接不同外设时作用可能不同。外设的速度千差万别，而且相差悬殊。因此，尤其要注意接口在时序上与CPU配合工作。返回目录513.1.2微机接口信号转换有些接口芯片的信号线可直接与CPU系统相连，有些信号线则需要经过一定的处理或改造，这种改造包括逻辑上、时序上或电平上的。特别是接外设侧的信号线，由于外设需要的电平常常不是TTL电平，而且要求有一定

5、的驱动能力。因此，多数情况下，要经过一定的转换和改造才能连接，以保证信息的正确传输。返回目录613.1.3微机接口驱动程序分析与设计编写驱动程序可按以下三个步骤进行。首先应熟练掌握接口芯片的编程方法，如控制字各位的含义、各控制字的使用顺序和使用场合，它们对应的端口等。其次，根据具体应用场合确定接口的工作方式。最后，依据硬件连接关系编写驱动程序，包括接口的初始化程序和接口控制的输入/输出工作程序。返回目录713.1.4微机接口设计与分析时应注意的几个问题1．软、硬件综合考虑在设计与分析接口时，都要做到软、硬件综合

6、考虑。一方面，有的功能既可由硬件实现，也可由软件实现，究竟用哪种方法好以及为什么要采用该方法都是值得研究的。另一方面，软件和硬件是紧密相关的，不能截然分开，硬件的改动必然涉及到软件的改动。一般应尽量简化硬件，而在有些功能上以软代硬，但也不能使程序太冗长烦琐。2．逻辑关系和时序关系统筹考虑在设计和分析接口时，往往把注意力集中在逻辑关系上，而忽视时序上的配合。其时序关系尤为重要，如果协调不好，即使逻辑上正确，也会丢失数据，甚至CPU根本就与外设联系不上，因此，从一开始就要双方的逻辑关系和时序关系统一考虑，以确保信息

7、的正确传输。返回目录813.1.4微机接口设计与分析时应注意的几个问题３．单、通用和扩展同时考虑在选择接口芯片和设计接口电路时，应尽量使硬件节省，逻辑简捷。但有时所设计的接口需要带不同的外设，这就要考虑通用性问题，必要时可在适当位置设置开关，以方便硬件的变更。另外，系统的扩展任务往往落在接口电路上。因此，如果在以后的使用中系统有扩展的可能，首先应在接口上留足扩展余地。返回目录913.2硬件系统的设计返回目录硬件开发是指微型计算机接口硬件的开发，其基本方法是：①熟悉与掌握微型计算机及其提供的接口资源，如微型计算机

8、总线、中断机构等。②确定接口的功能、整体结构与软硬件分工。③完成接口与总线的硬件连接，自身功能的硬件设计，并选择适当的元器件完成有关的硬件设计。④使用有关的电路板CAD、PROTEL等软件设计逻辑图、印刷电路图，并制作实验板。⑤与软件协同调试实验板，验证硬件的设计是否合理及功能是否实现。若有问题，分析问题所在，直至正确无误为止。⑥完善文档等工作，最终完成硬件设计与开发。1013.2硬件