经济学微机原理与接口技术学习教案

1、会计学1经济学微机经济学微机(wi j)原理与接口技术原理与接口技术第一页，共65页。 输入输出(I/O)是指微型计算机与外界的信息交换，即通信(communication)。微型计算机与外界的通信，是通过输入输出设备进行的，通常一种I/O设备与微型机连接，就需要一个连接电路(dinl)，我们称之为I/O接口。 接口是用于控制微机系统接口是用于控制微机系统(xtng)与外设或外设与系统与外设或外设与系统(xtng)设备之间的数据交换和通信的硬件电路。接口设计设备之间的数据交换和通信的硬件电路。接口设计涉及到两个基本问题，一是中央处理器如何寻址外部设备，涉及到两个基本问题，一是中央处理器如何寻址

2、外部设备，实现多个设备的识别；二是中央处理器如何与外设连接，进实现多个设备的识别；二是中央处理器如何与外设连接，进行数据、状态和控制信号的交换。行数据、状态和控制信号的交换。第1页/共64页第二页，共65页。 1.接口的一般定义 接口是一组电路，是中央处理器与存储器、输入输出设备等外设之间协调动作的控制(kngzh)电路。 接口电路并不局限在中央处理器与存储器或外设之间，也可在存储器与外设之间，如直接存储器存取DMA接口就是控制(kngzh)存储器与外设之间数据传送的电路。6.1 接口(ji ku)的基本概念6.1.1 接口(ji ku)的功能第2页/共64页第三页，共65页。6.1 接口(j

3、i ku)的基本概念 2. 2.接口电路的功能接口电路的功能 接口电路的作用就是将来自外部设备的数据信号传送给处接口电路的作用就是将来自外部设备的数据信号传送给处理器，处理器对数据进行适当加工理器，处理器对数据进行适当加工(ji gng)(ji gng)，再通过接，再通过接口传回外部设备。口传回外部设备。 所以，接口的基本功能就是对数据传送实现控制，具体包所以，接口的基本功能就是对数据传送实现控制，具体包括以下括以下5 5种功能：地址译码、数据缓冲、信息转换、提供命种功能：地址译码、数据缓冲、信息转换、提供命令译码和状态信息以及定时和控制。令译码和状态信息以及定时和控制。第3页/共64页第四页

4、，共65页。6.1 接口(ji ku)的基本概念 3. 3.接口电路的基本接口电路的基本(jbn)(jbn)结构结构第4页/共64页第五页，共65页。 控制命令逻辑电路控制命令逻辑电路(dinl)(dinl)一般由命令字寄存器和控一般由命令字寄存器和控制执行逻辑组成，这一部分是接口电路制执行逻辑组成，这一部分是接口电路(dinl)(dinl)的的“中央中央处理器处理器”，用来完成全部接口操作的控制。，用来完成全部接口操作的控制。 状态设置和存储电路主要由一组数据寄存器构成，中央状态设置和存储电路主要由一组数据寄存器构成，中央处理器和外设就是根据状态寄存器的内容进行协调处理器和外设就是根据状态寄

5、存器的内容进行协调(xitio)(xitio)动作的。动作的。 数据存储和缓冲电路也是一组寄存器，用于暂存数据存储和缓冲电路也是一组寄存器，用于暂存中央处理器和外设之间传送的数据，以完成速度中央处理器和外设之间传送的数据，以完成速度(sd)(sd)匹配匹配工作。工作。 6.1 接口的基本概念第5页/共64页第六页，共65页。1.数据(shj)传送方式 在微机系统内，如，大系统部件之间的数据传送都采用并行数据传送方式。 并行数据的每一位都对应独立的传输线路，所以数据传送速度快，但线路多，一般只用于较短距离的数据传送。 （1）并行数据传送6.1.2 接口控制(kngzh)原理第6页/共64页第七页

6、，共65页。 串行数据传送是将构成字符的每个二进制数据位，按一定的顺序逐位进行传送的方式。 串行数据传送主要用于远程终端或经过公共电话网的计算机之间的通信。 远距离数据传送采用串行方式比较经济，但串行数据传送比并行数据传送控制复杂。（2）串行数据传送6.1.2 接口控制(kngzh)原理第7页/共64页第八页，共65页。异步串行通信协议规定(gudng)字符数据的传送格式： 异步串行通信中，接收设备和发送设备必须保持异步串行通信中，接收设备和发送设备必须保持(boch)(boch)相同的传送波特率，并与每个字符数据的起始相同的传送波特率，并与每个字符数据的起始位同步。位同步。 起始位、数据位、

7、奇偶位和停止位约定，在同一起始位、数据位、奇偶位和停止位约定，在同一次传送过程中必须保持次传送过程中必须保持(boch)(boch)一致。一致。 6.1.2 接口(ji ku)控制原理第8页/共64页第九页，共65页。2. 传送控制(kngzh)方式 6.1.2 接口控制(kngzh)原理传送控制方式有查询传送控制方式有查询(chxn)(chxn)、中断和、中断和DMA3DMA3种。种。（1）查询方式 查询方式是中央处理器在数据传送之前通过接口查询方式是中央处理器在数据传送之前通过接口的状态设置存储电路询问外设，待外设允许传送数的状态设置存储电路询问外设，待外设允许传送数据后才传送数据的操作方

8、式。据后才传送数据的操作方式。第9页/共64页第十页，共65页。2. 传送(chun sn)控制方式 （1）查询方式6.1.2 接口(ji ku)控制原理在查询方式下，在查询方式下，CPUCPU需要完成以下操作需要完成以下操作(cozu)(cozu)：(1)CPU(1)CPU向接口发出传送命令，输入数据或输出数据；向接口发出传送命令，输入数据或输出数据；(2)(2)中央处理器查询外设是否允许传送？中央处理器查询外设是否允许传送？ 在查询方式下，中央处理器需要花费较多的时间去不在查询方式下，中央处理器需要花费较多的时间去不断地断地“询问询问” 外设，外设的接口电路处于被动状态。外设，外设的接口电

9、路处于被动状态。 传送控制方式有传送控制方式有查询查询、中断中断和和DMADMA3 3种。种。第10页/共64页第十一页，共65页。（2）中断方式6.1.2 接口(ji ku)控制原理 中断方式是在外设要与中央处理器传送数据时，中断方式是在外设要与中央处理器传送数据时，外设向中央处理器发出请求，中央处理器响应外设向中央处理器发出请求，中央处理器响应(xingyng)(xingyng)后再传送数据的操作方式。后再传送数据的操作方式。 在中断方式在中断方式(fngsh)(fngsh)下，中央处理器不必查询下，中央处理器不必查询外设，提高了系统的工作效率，但中央处理器管理中外设，提高了系统的工作效率

10、，但中央处理器管理中断的接口比管理查询复杂。断的接口比管理查询复杂。 第11页/共64页第十二页，共65页。（3）直接存储器存取（DMA）方式6.1.2 接口控制(kngzh)原理 DMA DMA 方式是数据不经过中央处理器在存储器和外方式是数据不经过中央处理器在存储器和外设之间直接传送设之间直接传送(chun sn(chun sn) )的操作方式。的操作方式。DMADMA方式是这方式是这3 3种方式中种方式中效率最高的一种传送效率最高的一种传送(chun sn(chun sn) )方式，方式，DMA DMA 方式控制接口也最复方式控制接口也最复杂，需要专用的杂，需要专用的DMADMA控制器。

11、控制器。 DMA DMA 方式适合数据量较大的传送，如存储器与磁盘方式适合数据量较大的传送，如存储器与磁盘(c pn)(c pn)之间的数据传送。之间的数据传送。 第12页/共64页第十三页，共65页。 接口控制信号可分为接口控制信号可分为(fn wi)(fn wi)两类：总线控制信号两类：总线控制信号 和和 输入输出控制信号。输入输出控制信号。 接口接口(ji ku)(ji ku)控制信号图控制信号图 输入输出控制信号比较复杂，不同控制方式的接口输入输出控制信号比较复杂，不同控制方式的接口(ji ku)(ji ku)信号不同。一般包括数据线、输入输出应答信号不同。一般包括数据线、输入输出应答

12、信号等。信号等。 中断接口和中断接口和DMADMA接口的控制信号更复杂一些，通常由接口接口的控制信号更复杂一些，通常由接口芯片提供专用控制信号来完成数据传送控制。芯片提供专用控制信号来完成数据传送控制。 总线控制信号包括数据线、地址线、总线控制信号包括数据线、地址线、 、 、等。、等。 6.1.3 接口控制信号第13页/共64页第十四页，共65页。 微处理器进行微处理器进行I/OI/O操作操作(cozu)(cozu)时，对时，对I/OI/O接口的寻址方式与接口的寻址方式与存储器寻址方式相似。即必须完成两种选择：一是选择出所选中存储器寻址方式相似。即必须完成两种选择：一是选择出所选中的的I/OI

13、/O接口芯片接口芯片( (称为片选称为片选) )；二是选择出该芯片中的某一寄存器；二是选择出该芯片中的某一寄存器( (称为字选称为字选) )。 通常有两种通常有两种I/OI/O接口结构接口结构(jigu)(jigu)：一种是标准的：一种是标准的I/OI/O结构结构(jigu)(jigu)，另一种是存储器映象，另一种是存储器映象I/OI/O结构结构(jigu)(memory (jigu)(memory mapped I/O)mapped I/O)。与之对应的有两种。与之对应的有两种I/OI/O寻址方式。寻址方式。 6.2 I/O指令(zhlng)和I/O地址译码第14页/共64页第十五页，共65

14、页。 标准标准(biozhn)(biozhn)的的I/OI/O寻址方式有以下寻址方式有以下3 3个特点：个特点： (1) I/O (1) I/O设备的地址空间设备的地址空间(kngjin)(kngjin)和存储器地和存储器地址空间址空间(kngjin)(kngjin)是独立的、分开的是独立的、分开的, ,即即I/OI/O接口接口地址不占用存储器的地址空间地址不占用存储器的地址空间(kngjin)(kngjin)。 (2) (2) 微处理器对微处理器对I/OI/O设备的管理是利用设备的管理是利用(lyng)(lyng)专专用的用的IN(IN(输入输入) )和和OUT(OUT(输出输出) )指令来

15、实现数据传送的。指令来实现数据传送的。 (3)(3) CPU CPU对对I/OI/O设备的读设备的读/ /写控制是用写控制是用I/OI/O读读/ /写控制写控制信号信号( ( 、 ) )。 一个外设常有若干个端口地址。一个外设常有若干个端口地址。 6.2.1 标准的I/O 寻址方式第15页/共64页第十六页，共65页。 1. 1.存储器映象存储器映象I/OI/O寻址方式又称为存储器对应寻址方式又称为存储器对应(duyng)I/O(duyng)I/O寻址方式，有寻址方式，有3 3个特点：个特点： (1)I/O (1)I/O接口与存储器共用同一个地址空间接口与存储器共用同一个地址空间(kngjin

16、)(kngjin)。即在系统设计时指定存储器地址空间。即在系统设计时指定存储器地址空间(kngjin)(kngjin)内的一个区域供内的一个区域供I/OI/O设备使用，故设备使用，故I/OI/O设备设备的每一个寄存器占用存储器空间的每一个寄存器占用存储器空间(kngjin)(kngjin)的一个地的一个地址。这时存储器与址。这时存储器与I/OI/O设备之间的唯一区别是其所占用的设备之间的唯一区别是其所占用的地址不同。地址不同。 (2)CPU (2)CPU利用对存储器的存储单元进行利用对存储器的存储单元进行(jnxng)(jnxng)操作的指令操作的指令来实现对来实现对I/OI/O设备的管理。设

17、备的管理。 (3)(3)CPUCPU用存储器读用存储器读/ /写控制信号写控制信号( ( 、 ) )对对I/OI/O设备设备进行读进行读/ /写控制。写控制。 6.2.2 存储器映像I/O 寻址方式第16页/共64页第十七页，共65页。 2. 2.存储器映象存储器映象(yn(yn xin xin)I/O)I/O寻址方式寻址方式的优点：的优点： （1 1）CPUCPU对外设的操作可使用全部的存储器操作指令对外设的操作可使用全部的存储器操作指令(zhlng)(zhlng)，故指令，故指令(zhlng)(zhlng)多，使用方便，如多，使用方便，如可对外设中的数据可对外设中的数据( (存于外设的寄存

18、器中存于外设的寄存器中) )进行算术和进行算术和逻辑运算，进行循环或移位等；逻辑运算，进行循环或移位等； （2 2）存储器和外设的地址分布图是同一个；）存储器和外设的地址分布图是同一个； （3 3）不需要专门的输入）不需要专门的输入/ /输出指令输出指令(zhlng)(zhlng)。 3. 3.其缺点其缺点(qudin)(qudin)有以下两种：有以下两种： （1）外设占用了内存单元，使内存容量减小； （2）存储器操作指令通常要比I/O指令的字节多，故加长了I/O操作的时间。6.2.2 存储器映像I/O 寻址方式第17页/共64页第十八页，共65页。1.输入指令IN Acc，Port或IN A

19、cc，DX 6.2.3 输入输出指令(zhlng) 输入指令输入指令(zhlng)(zhlng)是把一个字节或一个字由输入端口传是把一个字节或一个字由输入端口传送至送至AL(8AL(8位位Acc)Acc)或或AX(16AX(16位位Acc)Acc)。 端口地址若是由指令端口地址若是由指令(zhlng)(zhlng)中的中的portport所规定，则只可所规定，则只可寻址寻址 0 0255255。端口地址若用寄存器。端口地址若用寄存器 DX DX间址，则允许寻址间址，则允许寻址64K64K个输入端口。个输入端口。 第18页/共64页第十九页，共65页。2.输出指令OUT Port，Acc或OUT

20、 DX，Acc6.2.3 输入输出指令(zhlng) 输出输出(shch)(shch)指令是把在指令是把在 AL AL中的一个字节或在中的一个字节或在 AX AX中的一个字，传送至输出中的一个字，传送至输出(shch)(shch)端口。端口寻址方端口。端口寻址方式与式与ININ指令相同。指令相同。 输入输出输入输出(shch)(shch)指令传送字节还是字，取决于端指令传送字节还是字，取决于端口的宽度。口的宽度。PC XTPC XT机端口宽度只有位，只能传送字节。机端口宽度只有位，只能传送字节。 第19页/共64页第二十页，共65页。 80 x86 80 x86微处理器都由低微处理器都由低16

21、16位地址位地址(dzh)(dzh)线寻址线寻址 I/O I/O端端口，故可寻址口，故可寻址64K64K个个I/OI/O端口，但在实际的端口，但在实际的80 x86PC80 x86PC机中，机中，只用了最前面只用了最前面 1K 1K个端口地址个端口地址(dzh)(dzh)，也即只寻址，也即只寻址1K1K范围内的范围内的I/OI/O空间。因此仅使用了地址空间。因此仅使用了地址(dzh)(dzh)总线的总线的低低1010位，即只有地址位，即只有地址(dzh)(dzh)线线A9A9A0A0用于用于I/OI/O地址地址(dzh)(dzh)译码。译码。 在在DMADMA操作时，操作时，DMADMA控制器

22、控制了系统总线。控制器控制了系统总线。DMADMA控制器在控制器在发出地址的同时还要发出地址允许信号发出地址的同时还要发出地址允许信号AENAEN，所以还必须，所以还必须(bx)(bx)将将DMADMA控制器发出的地址允许信号控制器发出的地址允许信号AENAEN也参加端也参加端口地址的译码，用口地址的译码，用AENAEN限定地址译码电路的输出。当限定地址译码电路的输出。当 AEN AEN信号有效时即信号有效时即 DMA DMA控制器控制系统总线时，地址译码电控制器控制系统总线时，地址译码电路无输出；当路无输出；当 AEN AEN信号无效时，地址译码电路才有输出。信号无效时，地址译码电路才有输出

23、。 6.2.4 I/O 接口(ji ku)的端口地址译码第20页/共64页第二十一页，共65页。 无论是大规模集成电路的接口芯片，还是基本的输入输无论是大规模集成电路的接口芯片，还是基本的输入输出缓冲单元，都是由一个或多个出缓冲单元，都是由一个或多个(du (du )寄存器加上寄存器加上一些附加控制逻辑构成的。对这些寄存器的寻址就是对一些附加控制逻辑构成的。对这些寄存器的寻址就是对接口的寻址。接口的寻址。 通常采用两级译码方法，译码地址的高位组确定一个地通常采用两级译码方法，译码地址的高位组确定一个地址区域，作为组选信号；低位组地址直接接到芯片的地址区域，作为组选信号；低位组地址直接接到芯片的

24、地址输入端，选择芯片内各寄存器。址输入端，选择芯片内各寄存器。 6.2.4 I/O 接口(ji ku)的端口地址译码第21页/共64页第二十二页，共65页。图图6-46-4是采用直接地址是采用直接地址(dzh)(dzh)译码寻址端口的电路。译码寻址端口的电路。 图图6-46-4所示的直接地址译码电路所示的直接地址译码电路(dinl)(dinl)的输出线分别用于输的输出线分别用于输入和输出。入和输出。 6.2.4 I/O 接口(ji ku)的端口地址译码1.直接地址译码 直接地址译码是一种局部译码方法直接地址译码是一种局部译码方法，按照系统分，按照系统分配给某接口的地址区域，对地址总线的某些位进

25、行配给某接口的地址区域，对地址总线的某些位进行译码，产生对该接口包含的缓冲器和寄存器的组选译码，产生对该接口包含的缓冲器和寄存器的组选信号，再由低位地址线对组内缓冲器和寄存器译码信号，再由低位地址线对组内缓冲器和寄存器译码寻址。寻址。 第22页/共64页第二十三页，共65页。 图图6-56-5所示的直接地址译码电路所示的直接地址译码电路(dinl)(dinl)的输出线，既可以用的输出线，既可以用于输入也可以用于输出。于输入也可以用于输出。图6-5 输入输出直接地址译码 6.2.4 I/O 接口(ji ku)的端口地址译码第23页/共64页第二十四页，共65页。PCPC微机接口微机接口(ji k

26、u)(ji ku)芯片的译码电路芯片的译码电路6.2.4 I/O 接口(ji ku)的端口地址译码第24页/共64页第二十五页，共65页。6.2.4 I/O 接口(ji ku)的端口地址译码2.间接端口地址译码 间接端口地址译码仅使用两个端口地址就可以对多间接端口地址译码仅使用两个端口地址就可以对多个端口进行寻址，个端口进行寻址，第一个端口地址指向地址寄存器第一个端口地址指向地址寄存器，第二个端口地址指向数据寄存器第二个端口地址指向数据寄存器。端口寄存器的地址。端口寄存器的地址都要先送到地址存器，然后再根据地址寄存器的内容都要先送到地址存器，然后再根据地址寄存器的内容来选择端口寄存器。来选择端

27、口寄存器。从处理器看来，系统只须对地址从处理器看来，系统只须对地址寄存器和数据寄存器进行寻即可，对端口各寄存器的寄存器和数据寄存器进行寻即可，对端口各寄存器的第二次寻址由地址寄存器的内容确定。第二次寻址由地址寄存器的内容确定。 第25页/共64页第二十六页，共65页。 这种译码电路(dinl)节省系统地址空间，但在寻址时必须把间接地址作为数据输出，这样就多使用了一条OUT指令。 6.2.4 I/O 接口(ji ku)的端口地址译码间接(jin ji)端口译码电路图 第26页/共64页第二十七页，共65页。 在接口电路中，大量使用三态缓冲器、寄存器和三态在接口电路中，大量使用三态缓冲器、寄存器和

28、三态缓冲寄存器来作微处理器与外部设备的数字量通道，用来缓冲寄存器来作微处理器与外部设备的数字量通道，用来输入输出数据或检测和控制与之相连接的外部设备。微处输入输出数据或检测和控制与之相连接的外部设备。微处理器可以将接口电路中的三态缓冲理器可以将接口电路中的三态缓冲( (寄存寄存) )器视为存储单元，器视为存储单元，把控制或状态信号作为把控制或状态信号作为(zuwi)(zuwi)数据位信息写到寄存器中或从三态数据位信息写到寄存器中或从三态缓冲缓冲( (寄存寄存) )器中读出。寄存器的输出信号可以接到外部设器中读出。寄存器的输出信号可以接到外部设备上，外部设备的信号也可以输入到三态缓冲寄存器中。备

29、上，外部设备的信号也可以输入到三态缓冲寄存器中。 一般说来，微处理器都是通过三态缓冲一般说来，微处理器都是通过三态缓冲(hunchng)(hunchng)(寄存寄存) )器检测器检测外设的状态，通过输出寄存器发出控制信号。外设的状态，通过输出寄存器发出控制信号。 6.3 数字(shz)通道接口第27页/共64页第二十八页，共65页。 数据输出数据输出(shch)(shch)寄存器用来寄存微处理器送出的数据和命令。寄存器用来寄存微处理器送出的数据和命令。74LS27374LS273可以用作无条件可以用作无条件传送的输出传送的输出(shch)(shch)接口电路。接口电路。 6.3.1 数据(sh

30、j)输出寄存器8D触发器74LS273第28页/共64页第二十九页，共65页。 外设输入外设输入(shr)(shr)的数据和状态信号，通过数据输入的数据和状态信号，通过数据输入(shr)(shr)三态缓冲三态缓冲器经数据总线传送给微处理器。器经数据总线传送给微处理器。74LS244三态总线(zn xin)驱动器 74LS244 74LS244可以用作无条可以用作无条件传送的输入件传送的输入(shr)(shr)接口电路。接口电路。 6.3.2 数据输入三态缓冲器第29页/共64页第三十页，共65页。 三态缓冲寄存器是三态缓冲器和寄存器组成的。数据三态缓冲寄存器是三态缓冲器和寄存器组成的。数据进入

31、寄存器寄存后并不立即进入寄存器寄存后并不立即(lj)(lj)从寄存器输出，要经过三态缓从寄存器输出，要经过三态缓冲才能输出。三态缓冲寄存器既可以作数据输入寄存器，冲才能输出。三态缓冲寄存器既可以作数据输入寄存器，又可作数据输出寄存器。寄存器既可以由触发器构成，也又可作数据输出寄存器。寄存器既可以由触发器构成，也可以锁存器构成。触发器与锁存器是有差别的。可以锁存器构成。触发器与锁存器是有差别的。 74LS373 74LS373就是三态缓冲锁存器，就是三态缓冲锁存器，74LS37474LS374是三态缓冲触是三态缓冲触发器，它的引线发器，它的引线(ynxin)(ynxin)排列与排列与74LS37

32、374LS373相同。相同。 6.3.3 三态缓冲寄存器第30页/共64页第三十一页，共65页。 寄存器和缓冲器接口的应用简单又灵活，只要处理好寄存器和缓冲器接口的应用简单又灵活，只要处理好它们的时钟端它们的时钟端( (选通端选通端) )或输出允许端与微型计算机的连接或输出允许端与微型计算机的连接(linji)(linji)即可。在下述应用接口电路中都使用图即可。在下述应用接口电路中都使用图6-106-10所示的电路的所示的电路的地址译码，该电路的地址译码，该电路的8 8个输出端是对图个输出端是对图6-56-5所示的输入输出所示的输入输出直接地址译码电路的进一步译码的输出。直接地址译码电路的进

33、一步译码的输出。 图6-10 读缓冲器和写寄存器信号(xnho) 6.3.4 寄存器和缓冲器接口(ji ku)的应用第31页/共64页第三十二页，共65页。 需要注意的是图需要注意的是图6-106-10中的不仅仅是对地址信号中的不仅仅是对地址信号译码的输出信号，其中也包含有输入和输出的读译码的输出信号，其中也包含有输入和输出的读或写信号。若使用的仅仅是对地址信号译码的输或写信号。若使用的仅仅是对地址信号译码的输出信号，则要将它和出信号，则要将它和 或者或者 相与后才能用作读相与后才能用作读缓冲器或写寄存器的信号。缓冲器或写寄存器的信号。 6.3.4 寄存器和缓冲器接口(ji ku)的应用第32

34、页/共64页第三十三页，共65页。 发光二极管显示器（发光二极管显示器（LEDLED）是微型计算机应用系统中常用）是微型计算机应用系统中常用(chn(chn yn yn) )的输出装置。的输出装置。 6.3.4 寄存器和缓冲器接口(ji ku)的应用1.七段发光二极管显示器接口 第33页/共64页第三十四页，共65页。七段显示器动态显示接口七段显示器动态显示接口(ji ku)(ji ku)电电路路第34页/共64页第三十五页，共65页。 把从把从PCPC机的键盘键入机的键盘键入(jin r)(jin r)的六位十进制数送七段显的六位十进制数送七段显示器显示的程序如下：示器显示的程序如下： st

35、ack segment stack stack segment stack stackstack dw 32 dup(0) dw 32 dup(0) stack ends stack ends data segment data segment IBF DB 7 IBF DB 7，0 0，7 DUP(0)7 DUP(0) SEGPT SEGPT DB 40H DB 40H，79H79H，24H24H，30H30H，19H19H，12H12H，2 2，78H78H，0 0，18H18H data ends data ends code segment code segment start pro

36、c far start proc far assume ss assume ss：stackstack，cscs：codecode，dsds：datadata push ds push ds sub ax sub ax，axax push ax push ax mov ax mov ax，datadata mov ds mov ds，axax MOV DX MOV DX，OFFSET IBF OFFSET IBF ；键入；键入 MOV AH MOV AH，1010 INT 21H INT 21H AGANO AGANO： MOV BP MOV BP，OFFSET IBF+2 OFFSET IB

37、F+2 ；建立；建立(jinl)(jinl)指针指针 MOV AH MOV AH，20H 20H ；位指针代码；位指针代码 MOV BH MOV BH，0 0 ；将键入数的；将键入数的ASCIIASCII码变为码变为BCDBCD数数 AGANI AGANI： MOV BL MOV BL，DSDS：BPBP AND BL AND BL，0FH0FH第35页/共64页第三十六页，共65页。 MOV AL，SEGPTBX ；取BCD数的七段显示代码 MOV DX，380H ；输出段码 OUT DX，AL MOV AL，AH ；输出位码 MOV DX，384H OUT DX，AL MOV CX，100

38、0 ；延时 LOOP $ INC BP ；调整BCD数存放指针(zhzhn) SHR AH，1 ；调整位指针(zhzhn) AND AH，AH ；键入的6位数都输出否? JNZ AGANI ；6位数都已输出则退出内循环 MOV AH，11 ；系统功能调用检查键盘有无输入 INT 21H CMP AL，0 ；键盘有输入AL=0FFH，无输入AL=0 JE AGANO ；有键入结束程序运行，无键入循环 ret start endp code ends end start第36页/共64页第三十七页，共65页。 本节介绍的键盘是由若干个按键组成的开关矩阵，用本节介绍的键盘是由若干个按键组成的开关矩阵

39、，用于向计算机输入数字、字符等代码于向计算机输入数字、字符等代码(di m)(di m)，是最常用的输入电路。，是最常用的输入电路。 在键盘的按键操作中，其开或闭均会产生在键盘的按键操作中，其开或闭均会产生101020ms20ms的的抖动，可能导致一次按键被计算机多次读入的情况。通常抖动，可能导致一次按键被计算机多次读入的情况。通常采有采有RCRC吸收电路或吸收电路或RSRS触发器组成的闩锁电路来消除按键抖触发器组成的闩锁电路来消除按键抖动；也可以采用软件延时的方法消除抖动。这里设开关动；也可以采用软件延时的方法消除抖动。这里设开关(kigun)(kigun)为为理想开关理想开关(kigun)

40、(kigun)即没有抖动。即没有抖动。 6.3.4 寄存器和缓冲器接口(ji ku)的应用2.键盘接口 第37页/共64页第三十八页，共65页。 下图是一个下图是一个4 44 4键盘及其接口电路键盘及其接口电路(dinl)(dinl)，用它向计算机，用它向计算机输入输入0 0F 16F 16个十六进制数码。个十六进制数码。 77 B7 D7 E777 B7 D7 E77B BB DB EB7B BB DB EB7D BD DD ED7D BD DD ED7E BE DE EE7E BE DE EE按键与编码的对应关系按键与编码的对应关系第38页/共64页第三十九页，共65页。第39页/共64页

41、第四十页，共65页。7410 D3 D2 D1 D089A56B23CFEDD4D5D6D7如键入(jin r)2键的键译码（键分析）流程行输出(shch)全0（380H）读（384H）全1111？YN有键入逐行扫描0111（380H）读（384H）全1111？1011（380H) 1101读（384H）1011行码列码AL低4位AL高4位Y第40页/共64页第四十一页，共65页。将行列(hng li)拚码BDHAL与键表比较(bjio)查寻相应键值BX显示(xinsh)键值第41页/共64页第四十二页，共65页。KEYTAB DB 7EH,7DH,0BDH,0DDH,7BH,0BBH,0DB

42、H,77H DB 0B7H,0D7H,0E7H,0EBH,0EDH,0EEH,0DEH,0BEHLOP1: MOV DX, 380H MOV AL, 0 将行线全部(qunb)置0 OUT DX, AL定义(dngy)0F的相应键码表 MOV DX, 384H IN AL, DX ； 读入列值 AND AL, 0F0H ；取高4位 CMP AL, 0F0H ；是否全“1111” JE LOP1 ；全“1111”则无键入第42页/共64页第四十三页，共65页。 MOV BX, 0 ；置计数初值 MOV AH, 77H ；检测(jin c)键盘的行的输出初值 LOP2: MOV DX, 380H

43、MOV AL, AH OUT DX, AL ；输出行值 MOV DX, 384H IN AL, DX ；输入列值 AND AL, 0F0H CMP AL, 0F0H ；是否在本行 JNE LOP3 ROR AH, 1 ；本行无键入，则检查(jinch)下一行 JMP LOP2第43页/共64页第四十四页，共65页。LOP3: AND AH, 0FH ; 取行输出(shch)值 OR AL, AH ; 与列输入值，组合代码AL LOP4: CMP AL, KEYTABBX JE LOP5 INC BX JMP LOP4 LOP5: ADD BL, 30H CMP BL, 3AH ； 将键值转换(

44、zhunhun)为 ASCII字符 JC LOP6 ； 09 加30H ADD BL, 7 ； AF 加37H LOP6: MOV DL, BL MOV AH, 2 显示(xinsh)键入的值 INT 21H RET第44页/共64页第四十五页，共65页。 微型计算机只能处理数字形式的信息，但是在实际工微型计算机只能处理数字形式的信息，但是在实际工程中大量遇到的是连续变化的物理量。例如程中大量遇到的是连续变化的物理量。例如 温度、压力、温度、压力、流量、光通量、位移量以及连续变化的电压流量、光通量、位移量以及连续变化的电压(diny)(diny)、电流等等。、电流等等。 对于非电信号的物理量，

45、必须先由传感器进行检测，对于非电信号的物理量，必须先由传感器进行检测，并且转换为电信号并且转换为电信号, ,然后经过放大器放大为然后经过放大器放大为0 05V5V电平的模电平的模拟量。拟量。 模拟通道接口的作用就是实现模拟量和数字量之间的模拟通道接口的作用就是实现模拟量和数字量之间的转换。模转换。模/ /数数(A/D)(A/D)转换就是把输入的模拟量变为数字量，转换就是把输入的模拟量变为数字量，供微型计算机处理。数供微型计算机处理。数/ /模模(D/A)(D/A)转换就是将微型计算机处转换就是将微型计算机处理后的数字量转换为模拟量输出。理后的数字量转换为模拟量输出。 6.4 模拟(mn)通道接

46、口第45页/共64页第四十六页，共65页。 A/D A/D和和D/AD/A的重要的重要(zhngyo)(zhngyo)技术指标有：技术指标有： 1. 1. 分辨率分辨率(resolution)(resolution) 分辨率是指转换器对输出的数字分辨率是指转换器对输出的数字(shz)(shz)量与输入的模拟量或量与输入的模拟量或输出的模拟量与输入的数字输出的模拟量与输入的数字(shz)(shz)量的分辨能力，通常用二进制量的分辨能力，通常用二进制数的位数来表示转换器的分辨率。位数越多分辨率也就越数的位数来表示转换器的分辨率。位数越多分辨率也就越高。对于高。对于n n位转换器，其分辨率为整个模拟

47、量的位转换器，其分辨率为整个模拟量的1/2n1/2n。 2. 2. 转换时间转换时间 转换时间指转换器完成一次模拟量与数字量转换所花转换时间指转换器完成一次模拟量与数字量转换所花的时间。这个的时间。这个(zh ge)(zh ge)参数直接影响到系统的速度。参数直接影响到系统的速度。 6.4 模拟通道接口第46页/共64页第四十七页，共65页。3. 3. 量化误差量化误差 量化误差是指实际输出值与理论值之间的误差，量化量化误差是指实际输出值与理论值之间的误差，量化误差是转换器的转换分辨率直接误差是转换器的转换分辨率直接(zhji)(zhji)造成的。造成的。 由于由于(yuy)(yuy)输入模拟

48、量是连续变化的输入模拟量是连续变化的, ,只有当它的值为只有当它的值为0.0196V0.0196V的整数倍时，模拟量值才能准确转换成对应的数字量，否的整数倍时，模拟量值才能准确转换成对应的数字量，否则模拟量将被则模拟量将被“四舍五入四舍五入”后由相近的数字量输出。后由相近的数字量输出。 例如例如 0.025V 0.025V被转换成被转换成01H01H输出，输出，0.032V0.032V被转换成被转换成02H02H输输出，最大误差为出，最大误差为1/21/2个最低有效位，这就是量化误差。个最低有效位，这就是量化误差。 具有具有8 8位分辨率的位分辨率的A/DA/D转换器，当输入转换器，当输入(s

49、hr)0(shr)05V5V电压时，对电压时，对应的数字输出为应的数字输出为00H00HFFHFFH，即输入，即输入(shr)(shr)每变化每变化0.0196V0.0196V时，输出时，输出就变化就变化1 1。 6.4 模拟通道接口第47页/共64页第四十八页，共65页。 由于由于D/AD/A转换器与微型计算机接口时，微型计算机是靠转换器与微型计算机接口时，微型计算机是靠输出指令输出数字输出指令输出数字(shz)(shz)量供量供DACDAC转换之用，而输出指令送出的数转换之用，而输出指令送出的数据在数据总线上的时间是短暂的据在数据总线上的时间是短暂的 ( (不足一个输出周期不足一个输出周期

50、) )，所，所以以DACDAC和微型计算机间，需有数据寄存器来保持微型计算机和微型计算机间，需有数据寄存器来保持微型计算机输出的数据，供输出的数据，供DACDAC转换用。转换用。 目前生产的目前生产的DACDAC芯片可分为芯片可分为2 2类，一类芯片内部设置有类，一类芯片内部设置有数据寄存器，不需外加电路就可直接与微型计算机接口。数据寄存器，不需外加电路就可直接与微型计算机接口。另一类芯片内部没有数据寄存器，因此不能直接与微型计另一类芯片内部没有数据寄存器，因此不能直接与微型计算机接口，必须通过并行接口与微型计算机接口。算机接口，必须通过并行接口与微型计算机接口。 下面分别介绍下面分别介绍(j

51、isho)(jisho)这二类这二类DACDAC芯片与微型计算机的接口方法。芯片与微型计算机的接口方法。 6.4.1 数模转换器及其与微型(wixng)计算机的接口第48页/共64页第四十九页，共65页。1 18 8位数模转换器位数模转换器DAC0832DAC0832 DAC0832 DAC0832是具有是具有2020条引线的双列直条引线的双列直插式插式CMOSCMOS器件，它器件，它内部具有两级数据内部具有两级数据(shj)(shj)寄存器，寄存器，完成完成8 8位电流位电流DADA转转换。换。（1）DAC0832的结构(jigu)第49页/共64页第五十页，共65页。（2 2）DAC083

52、2DAC0832与微型计算机的接口与微型计算机的接口 由于由于DAC0832DAC0832内部有输入寄存器和内部有输入寄存器和DACDAC寄存器，所以它寄存器，所以它不需要外加其他电路便可以与微型计算机的数据总线直接不需要外加其他电路便可以与微型计算机的数据总线直接相连相连(xin(xin lin) lin)。根据。根据DAC0832DAC0832的的5 5个控制信号的不同连接个控制信号的不同连接方式，使得方式，使得它可以有它可以有3 3种工作方式。种工作方式。 1) 1) 直通方式直通方式 将将 、 、 和和 接地，接地，ILEILE接高电平接高电平, ,就能使得两个寄就能使得两个寄存器跟随

53、输入的数字量变化，存器跟随输入的数字量变化，DACDAC的输出也同时跟随变化。的输出也同时跟随变化。直通方式常用于连续反馈控制的环路中。直通方式常用于连续反馈控制的环路中。 图6-22 DAC0832内部结构框图(kungt)和引线1 18 8位数模转换器位数模转换器DAC0832DAC0832第50页/共64页第五十一页，共65页。 2) 2) 单缓冲工作方式单缓冲工作方式 将其中一个寄存器工作在直通状态，另一个处于受将其中一个寄存器工作在直通状态，另一个处于受控控的锁存器状态。在实际应用中的锁存器状态。在实际应用中, ,如果只有一路模拟量输如果只有一路模拟量输出出, ,或虽有几路模拟量但并

54、不要求同步或虽有几路模拟量但并不要求同步(tngb)(tngb)输出，就输出，就可采用单缓冲可采用单缓冲方式。方式。 单缓冲单缓冲(hunchng)(hunchng)方式连接的方法有方式连接的方法有3 3种，如图种，如图6-236-23所示。所示。 第第1 1种方法种方法(fngf)(fngf)为使为使DACDAC寄存器处于直通方式。寄存器处于直通方式。 第第2 2种方法是使输入寄存器处于直通方式。种方法是使输入寄存器处于直通方式。 第第3 3种方法是使输入寄存器和种方法是使输入寄存器和DACDAC寄存器同时处于受控寄存器同时处于受控的锁存器状态。的锁存器状态。1 18 8位数模转换器位数模转

55、换器DAC0832DAC0832第51页/共64页第五十二页，共65页。将数据区将数据区BUFFBUFF中的数据转换为模拟电压输出的程序中的数据转换为模拟电压输出的程序(chngx)(chngx)如下如下: : stack segment stack stack segment stack stackstack dw 32 dup(0) dw 32 dup(0) stack ends stack ends data segment data segment BUF DB 23 BUF DB 23，4545，6767， COUNT EQU $-BUF COUNT EQU $-BUF data e

56、nds data ends code segment code segment start proc far start proc far 略略 MOV BX MOV BX，OFFSET BUFOFFSET BUF MOV CX MOV CX，COUNTCOUNT AGAIN AGAIN： MOV DXMOV DX，380H380H MOV AL MOV AL，BXBX OUT DX OUT DX，ALAL INC BX INC BX LOOP AGAIN LOOP AGAIN 略略 end start end start第52页/共64页第五十三页，共65页。例例6.16.1产生产生(chn

57、shng)(chnshng)锯齿波。锯齿波。 在许多应用中在许多应用中, ,要求有一个线性增长的锯齿波电压来控制检要求有一个线性增长的锯齿波电压来控制检测过程、移动记录笔或移动电子束等。对此可通过测过程、移动记录笔或移动电子束等。对此可通过DAC0832DAC0832的输的输出端接运算出端接运算(yn sun)(yn sun)放大器来实现。放大器来实现。 锯齿波产生电路 第53页/共64页第五十四页，共65页。产生锯齿波的程序产生锯齿波的程序(chngx)(chngx)如下如下: : stack segment stack stack segment stack stackstack dw 3

58、2 dup(0) dw 32 dup(0) stack ends stack ends code segment code segment start proc far start proc far assume ss assume ss：stackstack，cscs：codecode 略略 MOV DX MOV DX，380H380H AGAIN AGAIN： INC AL INC AL OUT DX OUT DX，ALAL PUSH AX PUSH AX MOV AH MOV AH，11 11 ；1111号功能号功能(gngnng)(gngnng)调用调用 INT 21H INT 21H

59、 CMP AL CMP AL，0 0 ；有键入；有键入AL=FFHAL=FFH，无键入，无键入AL=0AL=0 POP AX POP AX JE AGAIN JE AGAIN ；无键入继续；无键入继续 ret ret start endp start endp code ends code ends end start end start第54页/共64页第五十五页，共65页。 两个寄存器都处于受控方式。为了实现两个寄存器的两个寄存器都处于受控方式。为了实现两个寄存器的可控，应当给它们各分配一个端口地址，以便能按端口地可控，应当给它们各分配一个端口地址，以便能按端口地址进行操作。数址进行操作。

60、数/ /模转换采用两步写操作来完成。可在模转换采用两步写操作来完成。可在DACDAC转换输出前一个数据的同时，将下一个数据送到输入转换输出前一个数据的同时，将下一个数据送到输入(shr)(shr)寄存寄存器，以提高器，以提高DADA转换速度。还可用于多路数转换速度。还可用于多路数/ /模转换系统模转换系统, ,以以实现多路模拟信号同步输出的目的。实现多路模拟信号同步输出的目的。 3) 3) 双缓冲工作双缓冲工作(gngzu)(gngzu)方方式式第55页/共64页第五十六页，共65页。图6-25 DAC0832的双缓冲连接方式 图图6-256-25为为DAC0832DAC0832与微型计算机接