接口应用实例

微机原理与接口技术

－通讯接口卡设计2/5/20232通讯接口卡设计2/5/20233通讯接口卡设计2/5/20234通讯接口卡设计2/5/20235通讯接口卡设计2/5/20236通讯接口卡设计2/5/20237通讯接口卡设计接口卡与计算机连接图通讯接口卡2/5/20238通讯接口卡设计设计要求PC机管理分站配置以及状态，向接口卡发送分站站表；接收接口卡传送的数据并进行处理。接口卡接收并存储PC机发送的站表数据；按照站表自动呼叫分站；接收分站数据，存入数据缓冲区；如果分站没有应答或应答错误，则认为与该分站通讯故障，将故障状态记录入数据缓冲区；向PC机传送分站数据。2/5/20239通讯接口卡设计设计要求分站数据采集向接口卡传输所采集数据数据传输方式

PC机－接口卡：ISA总线接口卡－分站：485方式，数据传输速率600bit/s，半双工异步通讯

CPU80312/5/202310通讯接口卡设计接口卡主要接口设备

8031

程序存储器：27256

数据存储器：62256

地址锁存器：74LS373

并行接口：8255

接口卡编址电路

防止程序“跑飞”：看门狗电路

定时计数器：8253

通讯驱动电路…2/5/202311通讯接口卡设计接口卡组成原理框图803174LS24474LS24474LS245PC总线数据线地址、控制线75176485总线37327256EPR0M62256RAM74L46888255PA口8253读、写控制2/5/202312通讯接口卡设计结构框图2/5/202313通讯接口卡设计硬件设计部分2/5/202314通讯接口卡设计8031采用内部震荡方式，选用11.05MHz的晶体振荡器选用27256作为外部程序存储器，将8031引脚接地，迫使系统从外部程序存储器取指外部中断用于同主机通讯

T0溢出中断用于定时

T1作为波特率发生器（600bit/s)2/5/202315通讯接口卡设计程序存储器2725632K×8位的可改写的只读存储器，有位地址线，存储器的地址空间为地址线A14~A8依次接8031的P2.6~P2.0，A7~A0通过地址锁存器依次接8031的P0.7~P0.0。数据线D7~D0直接与8031的P0.7~P0.0连接。片选信号线接地，在系统正常工作期间一直保持有效。读允许线与8031单片机的外部程序存储器读选通信号线连接，用来控制程序读出。150000H-7FFFH2/5/202316通讯接口卡设计数据存储器62256

32K×8位的RAM，用于存储从主机接收的站表以及从分站读取的数据。有15位地址线，存储器的地址空间为0000H-7FFFH。地址线的连接同EPROM27256。数据线连接同EPROM27256。片选信号由8031的P2.7给出读允许线与8031单片机的信号线连接写允许线与8031单片机的信号线连接2/5/202317通讯接口卡设计8255控制逻辑8255根据PC机的命令控制其工作方式

与接口卡的接口通过8255通道A和C实现接口卡与PC机间的连接，通道A作为一个8位的双向总线使用，输入输出都是锁存的，PA7~PA0与8031的P0.7~P0.0相联，利用C通道的4位作为控制和状态联络线2/5/202318通讯接口卡设计8255PC7PC6PC4PC5RDWRPAOBFACKSTBIBF2/5/202319通讯接口卡设计8255（输出缓冲器满）：是8255输出的联络信号，表示PC机已把数据输出到8255的A口。此引脚接至8031,向8031申请中断，接口卡接收PC机数据。 （响应信号）：接口卡发送给PC机的对输出缓冲器满的响应信号，此引脚接至8031的端口，表示A口的数据已经被接收。 （选通输入）：该引脚接8031的端口，是接口卡送给PC机的把输入数据锁存进输入缓冲器的控制信号。

IBF（输入缓冲器满）：PC机发送给接口卡的对选通输入的响应信号，用于指示输入数据还没有被PC机取走，该引脚接P1.5端口，用于接口卡的查询。2/5/202320通讯接口卡设计8255与主机接口CPU本身的驱动能力有限，采用总线驱动器以减少CPU的负载。74LS245用于数据总线双向驱动74LS244用于地址总线和三态控制线单向驱动。2/5/202321通讯接口卡设计编址电路2/5/202322通讯接口卡设计接口卡与分站通讯电路2/5/202323通讯接口卡设计软件设计部分2/5/202324通讯接口卡设计数据存储器存储数据地址分配状态表缓冲区存放分站的配置状态，分站激活为37H，分站挂起为0；分站1：1001H；分站2：1002H；分站3：1003H；…故障表缓冲区存放分站的故障状态，分站激活为37H，分站挂起为0；分站1：2001H；分站2：2002H；分站3：2003H；…分站数据缓冲区分站1：3040H；分站2：3080H；分站3：30C0H；… 2FFFH单元存放与主机通讯时主机发送来的站号，接口卡根据该站号向主机发送数据。2FFEH单元存放系统连接的分站数。2/5/202325通讯接口卡设计接口卡工作流程初始化8031设置串口工作模式（模式3）及控制字SCON，T1作为波特率发生器（模式2），T0用于定时（模式1），初始化控制字寄存器TMOD初始化缓冲区设分站均处于激活状态、通讯正常，状态表缓冲区及故障表缓冲区置常数37H；数据缓冲区3040H～3800H清零，8031内RAM的0区R6寄存器存放分站个数2FFFH单元：存放与主机通讯时主机发送来的站号，接口卡根据该站号向主机发送数据。2FFEH单元：存放系统连接的分站数。2/5/202326通讯接口卡设计接口卡工作流程同分站通讯通过8031串行口TXD发出一个地址字节，置分站TB8为1，引发所有分站串口中断，各分站在其中断服务程序中判断该地址是否与自身一致，若一致则与接口卡进行数据通讯，否则结束服务，接口卡以接收到的应答信号判断呼叫分站是否存在通讯故障接口卡收到正确的应答信号开始接收数据，此期间不允许PC机向接口卡申请中断，此时是禁止的，通讯接口卡与任何一个分站交换完数据后开放，并延迟10ms2/5/202327通讯接口卡设计接口卡工作流程

T0中断服务程序：与分站交换数据时，防止通讯故障时，接口卡无休止等待

8253中断服务程序：接口卡为防止呼叫分站而产生的程序死机而设置的唤醒功能与主机通讯子程序PC机发出联络信号后，8255的PC7口（）输出一低电平信号，向8031申请中断，在中断服务程序实现数据交换2/5/202328通讯接口卡设计通讯协议接口卡与PC机监控主机初始化8255，置控制字C1H（11000001B），端口A工作于双向方式

PC机发送联络信号F8H，接口卡收到后，置标志位42HPC机向接口卡发送分站站表，首先发送F8H，然后发送站表数据接口卡向PC机发送分站数据，首先发送联络信号8FH，然后发送该分站是否处于挂起状态或故障状态及分站的个数，最后依次发送分站数据。2/5/202329通讯接口卡设计通讯协议接口卡与分站起始标志：固定格式为1111111