微型计算机接口技术复习

1、微型计算机接口技术复习微型计算机接口技术复习教材教材 ：微型计算机原理与接口技术（第：微型计算机原理与接口技术（第2版）版）第第7 7章输入章输入/ /输出系统输出系统一接口电路的作用一接口电路的作用二、端口的概念、分类二、端口的概念、分类三、三、端口有两种编址方式。端口有两种编址方式。PC系列机采用端口独立系列机采用端口独立编址，并且仅使用编址，并且仅使用10位地址位地址A9-A0 参加译码。参加译码。四、最常用的四、最常用的 I/O 指令指令1.直接寻址直接寻址 I/O 指令（指令（8位端口地址）位端口地址）2. DX间接寻址间接寻址 I/O 指令（当端口地址指令（当端口地址 8位）位）五

2、五、微机系统与微机系统与 I/O 端口的信息交换端口的信息交换 有四种方式有四种方式: 无条件传送无条件传送, 查询方式查询方式,中断方式中断方式 , DMA方式方式要掌握：查询方式下输入与输出的编程过程要掌握：查询方式下输入与输出的编程过程六、六、8254定时器定时器/计数器计数器（1 1）掌握）掌握82548254定时器定时器/ /计数器的基本结构（三个计数器的基本结构（三个1616位计数器、控制位计数器、控制寄存器）和计数器的外部引脚功能（寄存器）和计数器的外部引脚功能（GATE,CLK,OUT)GATE,CLK,OUT)。 例：例：82548254计数器电路中计数器电路中, GATE=

3、1, GATE=1表示表示_。（2 2）82548254有有6 6种工作方式（方式种工作方式（方式0 0 方式方式5 5 ） 重点：方式重点：方式2 2、方式、方式3 3（包括计数过程、波形、周期和启动方式）（包括计数过程、波形、周期和启动方式） 方式方式2 2、3 3初值自动重装，其余四种方式没有初值自动重装功能初值自动重装，其余四种方式没有初值自动重装功能。例：设例：设82548254计数器计数器1 1工作于方式工作于方式3 3，输入时钟为，输入时钟为1000Hz1000Hz，计数初值为，计数初值为10H10H，且采用二进制计数方式，则一个周期内计数器，且采用二进制计数方式，则一个周期内计

4、数器1 1输出信号的高输出信号的高电平和低电平分别为电平和低电平分别为 _ _8_8_ _和和_8_8_ ms ms 。 （3 3）掌握）掌握82548254在微型计算机系统中的应用在微型计算机系统中的应用 （外扩（外扩82548254和和PCPC机系统中机系统中82548254） 例：例：8254的三个计数器在的三个计数器在PC系列中是如何应用的？系列中是如何应用的？(4(4）82548254初始化编程初始化编程 向控制寄存器写入方式选择命令字。向控制寄存器写入方式选择命令字。 目的目的: 选择一个计数器选择一个计数器, 并确定其工作方式和并确定其工作方式和 计数值（或计数值（或 计数初值）

5、的读计数初值）的读 / 写顺序。写顺序。 向选择的计数器写入计数初值向选择的计数器写入计数初值 (计数初值计数初值=Tout /Tclk)作业作业1 1 ：设：设PC PC 系统机外扩了一片系统机外扩了一片8254 8254 及相应的实验电路。及相应的实验电路。(1) 根据由门电路构成的译码电路，分析出该片根据由门电路构成的译码电路，分析出该片8254 8254 的四个端口地址。其中控制口的地址是的四个端口地址。其中控制口的地址是_ _213H_213H_。(2)2)设设CLK0 CLK0 已接至已接至8MHz 8MHz 时钟，为了能从时钟，为了能从OUT0 OUT0 输出输出4KHz 4KH

6、z 的方波，编写了的方波，编写了82548254初始化程序，其中假设初始化程序，其中假设0 0 号定时计号定时计数器工作在二进制方式。数器工作在二进制方式。I8254 PROC MOV DX,213H MOV AL,00110110B OUT DX,AL MOV DX,210H MOV AX,2000 OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX,AL RET I8254 ENDP第第8 8章中断系统章中断系统一中断概念一中断概念 CPU暂停执行现行程序暂停执行现行程序,转而处理随机事件转而处理随机事件,处理完毕后再处理完毕后再返回被中断的程序返回被中断的程序,这一全过程称为中断。这一

7、全过程称为中断。二、中断指令二、中断指令 STI CLI INT n IRET STI CLI INT n IRET 要求掌握要求掌握 。中断指令在中断程序设计中何时使用。中断指令在中断程序设计中何时使用 。CPUCPU执行中断指令后，完成哪些操作执行中断指令后，完成哪些操作 。STI,CLISTI,CLI只对可屏蔽中断请求有效只对可屏蔽中断请求有效例：例：CPUCPU执行执行IRETIRET指令后，从栈顶弹出指令后，从栈顶弹出 6 6 字节数据，分别赋给字节数据，分别赋给_IP_IP_、_CS_CS_和和 _FLAG_FLAG_。三中断向量三中断向量。中断向量是实模式下，中断服务子程序的中断

8、向量是实模式下，中断服务子程序的 入口地址入口地址。在实模式下，。在实模式下，CPU把把256种中断向量组成一张表设置在种中断向量组成一张表设置在 系统的系统的RAM最低端的最低端的1K单元（单元（0 3FFH)。n型中断向量存放在内存单元地址型中断向量存放在内存单元地址4*n4*n+3这四个单元这四个单元4n+0+2+3+1 n 型服务程序入口的偏移地址型服务程序入口的偏移地址 n 型服务程序入口的段基址型服务程序入口的段基址 n 型中断向量型中断向量 例：实模式下，从内存地址例：实模式下，从内存地址0000H:0048H开始的连续开始的连续4个单元中存放的内个单元中存放的内容为容为00H,

9、38H,30H,50H,则该地址所对应的中断类型码为则该地址所对应的中断类型码为12H，该中断所对，该中断所对应的中断服务子程序的入口地址为应的中断服务子程序的入口地址为5030H:3800h。中断向量表的引导作用l 中断向量的读取中断向量的读取 INT 21HINT 21H的的35H35H子功能子功能 入口：入口：AH=35H,AL=AH=35H,AL=中断类型码（中断号）中断类型码（中断号） 出口：出口：ES:BX=ES:BX=中断中断向量的段地址和偏移地址向量的段地址和偏移地址l 写入中断向量写入中断向量 INT 21HINT 21H的的25H25H子功能子功能 入口：入口：AH=25H

10、,AL=AH=25H,AL=中断类型码中断类型码 DS=DS=要写入的中断服务程序所在代码段要写入的中断服务程序所在代码段 的段基址的段基址 DX=DX=中断服务程序入口的偏移地址中断服务程序入口的偏移地址CPU中断中断硬件中断硬件中断(外部中断外部中断)软件中断软件中断(内部中断内部中断)PC机机256种种中断中断可屏蔽中断可屏蔽中断非屏蔽中断非屏蔽中断 四、微机系统中断分类四、微机系统中断分类 （1）对于）对于CPU中断、软件中断、非屏蔽中断中断、软件中断、非屏蔽中断(NMI) 。概念。概念 。中断类型码的获得。中断类型码的获得 CPU中断中断 自动获得自动获得 软件中断软件中断 包含在软

11、中断指令中包含在软中断指令中 非屏蔽中断非屏蔽中断 自动获得，自动获得，n=2（2）对于可屏蔽中断）对于可屏蔽中断 可屏蔽中断是通过可屏蔽中断是通过8259中断控制器连至中断控制器连至CPU的的 INTR。 对于对于8259要求掌握：要求掌握： 。8259中断响应过程（即中断响应过程（即CPU响应可屏蔽中断过程）响应可屏蔽中断过程） 重点：重点：ISR,IRR,IMR的作用的作用 中断响应信号是中断响应信号是2个连续的负脉冲，每个负脉冲的个连续的负脉冲，每个负脉冲的 作用作用 例：例：CPU响应可屏蔽中断的条件是什么？响应可屏蔽中断的条件是什么？。8259应用编程应用编程 每一个硬件中断服务程

12、序结束前必须向每一个硬件中断服务程序结束前必须向82598259送中断送中断 结束命令字（结束命令字（20H20H）向向82598259中断屏蔽寄存器写入屏蔽字。中断屏蔽寄存器写入屏蔽字。 对于微机系统可屏蔽硬件中断要求掌握：对于微机系统可屏蔽硬件中断要求掌握：中断级别中断级别最高最高最低最低 中断源中断源 日时钟中断日时钟中断 键盘中断键盘中断从从8259IR08259IR0 IR1 IR1 IR2 IR2辅串口辅串口主串口主串口并口并口2 2软盘软盘并口并口1 1 IR7IR7中断类型码中断类型码08H09H70H71H改向改向0AH72H 77H77H0BH0BH0CH0CHODHODH

13、0EH0EH0FH0FH。系统分配的。系统分配的8259口地址口地址 中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器 口地址口地址接收中断结束命令的接收中断结束命令的寄存器口地址寄存器口地址主主825921H20H从从8259A1HA0H对于要求掌握的可屏蔽中断：对于要求掌握的可屏蔽中断：。用户中断。用户中断 中断源中断源 外部外部 中断向量中断向量 71H,0AH71H,0AH 用户可置换的中断向量用户可置换的中断向量 71H,0AH71H,0AH 。日时钟中断。日时钟中断 中断源中断源 定时器定时器 中断向量中断向量 08H,1CH08H,1CH 用户可置换的中断向量用户可置换的中断向量 08H,1CH08

14、H,1CH 重点掌握重点掌握1CH1CH五。中断程序设计五。中断程序设计（1）主程序的编写）主程序的编写主要包括主要包括 a.中断向量的置换（读中断向量和写中断向量）中断向量的置换（读中断向量和写中断向量）。 b.硬件中断通路的开放和屏蔽。涉及到是否要对中断硬件中断通路的开放和屏蔽。涉及到是否要对中断开放开放操作。操作。 对于日时钟对于日时钟 08H (或其中的或其中的1CH), 默认下主默认下主8259已经打开，已经打开，无需再进行开放操作。无需再进行开放操作。（2）中断服务程序的编写）中断服务程序的编写根据置换的中断类型不同，需要解决是否要对中断管理器根据置换的中断类型不同，需要解决是否要

15、对中断管理器8259写中断结束命令字的问题。写中断结束命令字的问题。 对于日时钟对于日时钟 08H (或其中的或其中的1CH),不需要写不需要写中断结束命令字中断结束命令字假设微机系统外扩了如下的一个假设微机系统外扩了如下的一个单脉冲发生器单脉冲发生器，该，该单脉冲单脉冲发生器发生器电路受一个自复开关电路受一个自复开关K K的控制，每按一次的控制，每按一次K K，该电路输出一，该电路输出一个正脉冲，输入到系统机从个正脉冲，输入到系统机从82598259的的IR1IR1作为外部中断请求。作为外部中断请求。要求：每按一次要求：每按一次K K，屏幕上显示一行字符串，屏幕上显示一行字符串“Welcom

16、e!Welcome!”。主机键。主机键盘按任意键，程序结束，返回盘按任意键，程序结束，返回DOSDOS。（要求给出完整的源程序）。（要求给出完整的源程序）从从8259 IR1单脉冲发生器单脉冲发生器K .486 DATA SEGMENT USE16 MESG DB “B01040101”,”$” DATA ENDS CODE SEGMENT USE16 ASSUME CS:CODE,DS:DATABEG: MOV AX,DATA MOV DS,AX CLI CALL WRITE0A CALL I8259 STISCAN: MOV AH,1 INT 16H JZ SCAN MOV AH,4CH

17、INT 21HSERVICE PROC PUSHA PUSH DS MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV AH,9 MOV DX,OFFSET MESG INT 21H MOV AL,20H OUT 20H,AL POP DS POPA IRETSERVICE ENDP WRITE0A PROC PUSH DS MOV AX,CODE MOV DS,AX MOV DX,OFFSET SERVICE MOV AX,250AH INT 21H POP DS RETWRITE0A ENDPI8259A PROC IN AL,21H AND AL,11111011B OUT 21H,AL

18、 IN AL,0A1H AND AL,11111101B OUT 0A1H,AL RETI8259A ENDPCODE ENDS END BEG第第9 9章串行通信章串行通信一基本概念一基本概念1.1.异步串行通信的数据传输方式：异步串行通信的数据传输方式：单工通信、半双单工通信、半双工通信、全双工通信工通信、全双工通信 。 三种传输方式的特点。三种传输方式的特点。例：单工、半双工、全双工通信方式的特点是什么？例：单工、半双工、全双工通信方式的特点是什么？2. 2. 异步串行通信异步串行通信一帧数据的一帧数据的格式及通信速率的计算。格式及通信速率的计算。起始位起始位停止位停止位一帧一帧奇偶校奇

19、偶校验验位位 数据位数据位(低位低位)高位高位)3.3.为为实现通信，收发双方一帧数据的格式和通信实现通信，收发双方一帧数据的格式和通信速率速率要保持一致。要保持一致。 例：例： 异步通信一帧数据格式中，按照发送的次序，先传送异步通信一帧数据格式中，按照发送的次序，先传送 1 1位起始位位起始位，紧接着是数据紧接着是数据5-8 5-8 位，数据位后依次为位，数据位后依次为奇偶校验位奇偶校验位/ /（无）（无），1-21-2位停止位位停止位。4.RS2324.RS232信号采用负逻辑。信号采用负逻辑。“1”= 3V 15V，“0”= 3V 15V二、二、82508250芯片芯片 82508250

20、内部寄存器的功能。内部寄存器的功能。三三82508250的编程的编程（1 1）82508250的初始化编程。的初始化编程。（2 2） 82508250的应用编程的应用编程 串行通信程序设计包括硬件连接和软件编程。串行通信程序设计包括硬件连接和软件编程。 8250初始化步骤初始化步骤 80H线路控制寄存器，使除数寄存器访问位线路控制寄存器，使除数寄存器访问位=1 根据波特率计算出除数高根据波特率计算出除数高/低低8位位除数寄存器高除数寄存器高/低低8位，确定通信速率位，确定通信速率 D7=0的命令字的命令字线路控制寄存器：有线路控制寄存器：有2个目的个目的 定义一帧数据格式定义一帧数据格式 使除

21、数寄存器访问位使除数寄存器访问位=0，从而使后继的对合，从而使后继的对合用端口的访问只读写非除数寄存器用端口的访问只读写非除数寄存器 设置中断允许命令字设置中断允许命令字查询方式，则中断允许命令字查询方式，则中断允许命令字=0，禁止中断，禁止中断中断方式，使中断允许命令字中断方式，使中断允许命令字相应位相应位置置1 设置设置MODEM控制寄存器控制寄存器中断方式：中断方式：D3=1，允许，允许8250送出中断请求送出中断请求查询方式：查询方式：D3=0内环方式：内环方式：D4=1正常通信：正常通信：D4=0使用联络线：使用联络线：D1、D0位置位置18250查询方式下查询方式下接收和发送程序的

22、编程接收和发送程序的编程 在发送数据前，读通信线状态寄存器在发送数据前，读通信线状态寄存器(状态口状态口)获知获知发送保持寄存器或移位寄存器发送保持寄存器或移位寄存器是否空闲是否空闲，只有空闲，只有空闲（D5=1或或D6=1)时，时，CPU才能使用写数据（数据口）；才能使用写数据（数据口）； 在接收数据前，读通信线状态寄存器在接收数据前，读通信线状态寄存器(状态口状态口)获取获取接收缓冲寄存器是否已经收到接收缓冲寄存器是否已经收到一一帧数据帧数据，即，即D0=1时，时，CPU才能读数据（使用数据口）。才能读数据（使用数据口）。A A、B B两台两台PCPC机利用主串口进行点机利用主串口进行点-

23、 -点单工通信（不用联络点单工通信（不用联络线），发送线），发送采用查询方式采用查询方式，接收，接收采用中断方式采用中断方式。一帧字。一帧字符包含符包含7 7个数据位，个数据位，1 1个停止位，个停止位，1 1个校验位，通信速率为个校验位，通信速率为48004800波特（分频系数为波特（分频系数为0018H0018H）。）。（1 1）下图是）下图是A A、B B两机的两机的RSRS232C232C接口示意图，根据题意完成连接口示意图，根据题意完成连线（不可有多余连线）。线（不可有多余连线）。2345620234562077（2 2）下图是从）下图是从PCPC机的机的RS-232CRS-232C

24、接口引脚观察到的波形，所传送字符接口引脚观察到的波形，所传送字符的的1616进制进制ASCIIASCII码是码是_46H_46H_；该帧数据采用的奇偶校验方式是；该帧数据采用的奇偶校验方式是奇奇_ _校验；传送该帧数据需要的时间是校验；传送该帧数据需要的时间是_2ms(10/4800)_2ms(10/4800)_。-12V传送方向传送方向+12V（3）用对端口直接编程的方法为接收方编写）用对端口直接编程的方法为接收方编写8250初始初始化程序段。化程序段。I8250 PROC I8250 PROC MOV DX,3FBH MOV DX,3FBH MOV AL,80H MOV AL,80H OU

25、T DX,AL ; OUT DX,AL ;寻址位置寻址位置1 1 MOV DX,3F9H MOV DX,3F9H MOV AL,00H MOV AL,00H OUT DX,AL ; OUT DX,AL ;写除数高写除数高8 8位位 MOV DX,3F8H MOV DX,3F8H MOV AL,18H MOV AL,18H OUT DX,AL ; OUT DX,AL ;写除数低写除数低8 8位位 MOV DX,3FBH MOV DX,3FBH MOV AL,0AH MOV AL,0AH OUT DX,AL ; OUT DX,AL ;无校验传送无校验传送,8,8位数据位数据 MOV DX,3F9H

26、MOV DX,3F9H MOV AL,01H MOV AL,01H ；接收为中断方式接收为中断方式 OUT DX,AL OUT DX,AL MOV DX,3FCH MOV DX,3FCH MOV AL,08H ;OUT MOV AL,08H ;OUT2 2=1,=1,允许中断信号送出允许中断信号送出 OUT DX,AL OUT DX,AL RET RETI8250 ENDPI8250 ENDP 第第1010章并行章并行I/OI/O接口接口一、一、8255A定时器定时器/计数器计数器（1）内部结构、端口地址以及与系统总线的连接）内部结构、端口地址以及与系统总线的连接（2）8255A三种工作方式（

27、方式三种工作方式（方式0 方式方式2 ）的工作）的工作特点和特点和I/O过程过程A口可工作在方式0、1、2B口可工作在方式0、1C口可工作在方式0工作方式工作方式适用于端口适用于端口方式方式0：基本型入：基本型入/出出A口、口、B口、口、C口口方式方式1：选通型入：选通型入/出出A口、口、B口口方式方式2：双向传输：双向传输A口口十 二二、二、 8255初始化编程初始化编程十 三 工作在方式工作在方式0时：方式选择命令字时：方式选择命令字控制口控制口 工作在方式工作在方式1、2时时（需要两个）（需要两个）：1. 方式选择命令字方式选择命令字控制口控制口2. 允许中断（或禁止中断）的命令字允许中

28、断（或禁止中断）的命令字控制口控制口（3 3）在方式）在方式1 1中中C C口哪几个引脚作为信号联络线，各信号口哪几个引脚作为信号联络线，各信号联络线的含义。联络线的含义。例：例：82558255的数据口中，的数据口中，_A_A_口可工作在双向方式。口可工作在双向方式。例：例： 8255A8255A的的B B口初始化定义为选通型（方式口初始化定义为选通型（方式1 1）输入，对）输入，对8255A8255A采用查询方式，采用查询方式，必须先查询必须先查询_IBF(PC1)_IBF(PC1)_；若采用中断方式，必须先置；若采用中断方式，必须先置PCPC 2 2 为为1 1，并且利用并且利用 PC0

29、 PC0 作为中断请求信号线。作为中断请求信号线。a. 如果数据口（如果数据口（A,BA,B或或C)C)工作在方式工作在方式0 0， 直接采用直接采用IN/OUTIN/OUT指令对其进行读写。指令对其进行读写。b. b. 如果数据口如果数据口(A(A或或B)B)工作在方式工作在方式1 1， 如果采用查询方式，且如果采用查询方式，且 A A或或B B口定义为输入口口定义为输入口, ,先用先用ININ指令读入指令读入C C口的内容，查询其中的口的内容，查询其中的IBF=1IBF=1时时（输入缓冲（输入缓冲器满）器满）, ,表示表示CPUCPU可以继续用可以继续用ININ指令从指令从A A或或B B

30、口读入外设送口读入外设送来的数据。来的数据。 如果采用查询方式，且如果采用查询方式，且 A A或或B B口定义为输出口口定义为输出口, ,先用先用ININ指令读入指令读入C C口的内容，查询口的内容，查询OBF=1OBF=1时时（输出缓冲器空）（输出缓冲器空）, ,表示表示CPUCPU可以用可以用OUTOUT指令向指令向A A或或B B口写数据以送给外设。口写数据以送给外设。 系统机外扩一片系统机外扩一片8255A8255A及相应电路如下图所示，外扩及相应电路如下图所示，外扩8255A8255A的端口地的端口地址为址为200H200H203H,203H,现利用系统机的日时钟外扩现利用系统机的日时钟外扩1