网络111微机接口教案7.docx
- 文档编号:25215192
- 上传时间:2023-06-06
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:22.67KB
网络111微机接口教案7.docx
《网络111微机接口教案7.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《网络111微机接口教案7.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
网络111微机接口教案7
指令存放在存储器中
1)取指令阶段:
将指令从存储器中取回到CPU
2)执行阶段:
对指令进行译码分析,将指令转换成控制信号一部分送到CPU内部的各个功能部件中,另外一部分通过CPU的引脚送出到系统中其他的功能部件。
触发器寄存器
1)位于CPU内部------有专门的名称
2)大批量的寄存器集合起来-----存储器----存储单元
3)位于接口电路中能被CPU读写的寄存器----端口
8086:
1)16位的数据信息
2)20位的地址信息,寻址1MB的存储空间
分时复用:
同一根引脚在不同的时间段内传送的二进制信息含义不同
存储单元数量*存储字位数
存储单元数量地址编址数
存储单元地址有多少位二进制信息与存储单元能存放多少位二进制信息
10100101
DB:
数据信息
AB:
地址信息
地址:
M,接口电路(端口)
注意:
1)同一个存储芯片中不同的存储单元之间不允许地址相同。
2)同一个接口芯片中不同的端口之间可能地址相同
3)不同接口芯片中端口地址之间不允许相同
4)PC机中存储器地址范围和端口地址范围可以相同,通过指令区分是对端口还是对存储器操作。
MOVAX,[12H]
INAX,12H
CB:
控制信息,请求信号,响应信号…
保护现场
8086CPU内部结构
AX:
AH,AL
BX
CX
DX
SI
DI
BP
SP
FR/PSW
6位状态标志为:
⑵零标志(ZF,ZeroFlag):
若运算结果为零,则ZF=1,否则ZF=0。
⑷进位标志(CF,CarryFlag):
当执行一个加法运算使最高位(字节操作的D7或字操作的D15)产生进位,或执行减法运算使最高位产生借位时,则CF=1,否则CF=0。
此外,循环和移位指令也会影响这一标志。
⑹溢出标志(OF,OverflowFlag):
在算术运算中,当补码运算结果超出了带符号数的表达范围,即字节运算的结果超出-128~+127,或者字运算结果超出-32768~+32767时,OF=1,否则为0。
CF还可以用来表示无符号数据运算是否溢出
OF还可以用来表示有符号数据运算是否溢出
01000111
01110000
10110111
3位控制标志为:
SIDI
⑵(可屏蔽)中断允许标志(IF,InterruptEnableFlag):
该标志用于对可屏蔽中断进行控制,若IF=0,则CPU拒绝外部INTR中断请求,本标志对内部中断和不可屏蔽中断不起作用。
CLISTI
EU:
执行部件
BIU:
总线接口部件
1)CPU读取M中的数据
2)CPU写数据到端口
3)CPU向外部中断源发送响应信号
4)CPU执行加法操作
5)CPU对指令进行译码分析
1.48086CPU的引脚信号和功能
分时复用引脚信号含义用时间来区分
1、最小方式(最小模式),最大方式(最大模式)
1)受MN/MX影响的信号线
HOLD,HLDA
判断:
最大模式下引脚RQ/GR引脚既可以传送总线请求信号,也可以传送CPU对总线请求的回应信号。
注意最大模式和最小模式下第31,30引脚的特点
RESET:
IP=0,CS=0FFFFH
系统复位以后,默认从物理地址=FFFF0H的地方开始执行程序
0FFFF0H+0=FFFF0H
1.5.2总线读/写信号
时钟周期:
T
总线周期:
CPU通过总线完成一次数据传送所需要的时间称为一个总线周期。
一个总线周期至少包含4个时钟周期:
T1,T2,T3,T4
T1,T2,T3,nTw,T4;Ti
指令周期:
完成一条指令所需要的时间叫做一个指令周期。
1.5.3可屏蔽中断响应周期
可屏蔽中断响应过程中,CPU需要在/INTA引脚上送出连续两个低电平,作用如下:
1)第一个/INTA是为了通知中断源CPU已经响应中断,要求中断源做好相应准备。
2)第二个/INTA,CPU读取中断源从低8位数据总线上传来的8位中断类型码
以下哪一个中断源的中断请求CPU通过/INTA引脚送出中断响应信号?
-----INTR可屏蔽中断请求
MOVAL,13H
MOVDX,1234H
MOV***,[]
JMP
JCJZJNZJNC
输入输出指令
CPU对外设的操作是通过接口电路完成,CPU对接口电路的操作是通过对端口读写完成的。
CPU对端口的读写是通过输入输出指令完成。
输入输出指令注意事项:
1)数据都要通过累加器完成(AL,AX)
2)当端口地址小于等于255(0FFH)的时候,端口地址可以直接在指令中出现
3)当端口地址大于等于256(100H)的时候,此时,端口地址必须先送入到DX中,指令中端口地址的位置必须用DX替换。
INAL,12H;将端口地址为12H端口中存放的8位
;二进制数据送入到AL中
INAX,12H;将端口地址为12H端口中存放的8位
;二进制数据送入到AL中,
;将端口地址为13H端口中存放的8位
;二进制数据送入到AH中,
INAL,DX;将DX中的内容作为端口地址,找到该地址
;对应端口,取出其中存放的8位二进制信
;息,将该信息送入到AL中
INAX,DX;将DX中的内容作为端口地址,找到该地址
;对应端口,取出其中存放的8位二进制信
;息,将该信息送入到AL中
;将DX中的内容+1作为端口地址,找到该地址
;对应端口,取出其中存放的8位二进制信
;息,将该信息送入到AH中
OUT12H,AL
OUT12H,AX
OUTDX,AL
OUTDX,AX
第二章总线技术
AB:
单向,三态
DB:
双向,三态,在某一个固定的时间段,数据传送是单向的
CB:
第三章微机接口技术概述
AB
A:
0:
-3V~-5V
1:
+3V~+5V
B:
0:
+3V~+5V
1:
-3V~-5V
可编程:
对可编程接口芯片工作之前,通过指令对该接口芯片工作方式的加以规定叫做接口芯片的初始化
CPU与外设通过接口交换的信息种类如下:
数据信息:
数字量,模拟量,开关量------数据口
状态信息:
--------状态口
控制信息:
是CPU送给接口电路,用来规定接口电路工作方式的信息。
---------控制口
CPU与接口电路连接的三大总线:
AB:
传送的是接口电路中端口需要的地址信息,该信息是用来区分具体端口的信息之一。
同一个接口电路中不同端口的区分往往光是地址信息不足以区分。
----其他的辅助信息:
控制信号中的读写信号,读写的先后顺序,数据中的标志位
CB:
传送的是控制信号和中断请求以及响应信号等
CB上传送的控制信息是否就是控制口中存放的信息?
?
?
DB:
传送数据,该数据可以是以下种类:
1)CPU与接口电路的数据口之间交换的信息
2)CPU读入的接口电路中状态口的状态信息
3)CPU写入到接口电路控制口中的控制信息
接口电路中控制口,数据口,状态口中的信息是通过以下总线传送到CPU的?
A地址总线B数据总线C控制总线D以上均可
3.1.4CPU与接口之间传送信息的方式
1、无条件传送:
主要适合简单外设/高速外设
2、查询传送:
3、中断传送:
4、
3.2端口地址编址方式和端口地址译码电路
3.2.1端口
端口:
位于接口电路中能被CPU读写的寄存器
3.2.2端口地址的编址方式
端口的地址值与存储器的地址范围之间的关系:
1、统一编址(存储器映像编址):
将端口看做存储器的一部分,两者共用同一个地址空间,并且指令系统采用同样的指令对两者进行操作。
在这种编址方式下,不允许存储器地址范围和端口地址范围相同。
单片机中常常采用这种方式
2、独立编址:
端口地址范围和存储器的地址范围是两个独立的地址空间,允许两者地址相同;指令系统采用不同的指令来实现对存储器和对端口的操作。
PC机中常常采用这种方式
3.2.3PC系列微机端口地址分配
3.2.4I/O端口地址译码电路
芯片需要片选信号:
/CS,/CE,当片选信号引脚上出现低电平的时候,表示该芯片被选中,也就是说该芯片能和其他功能部件之间实现数据的输入输出(对CPU来说就是数据的读写操作);芯片不被选中(片选信号无效),只是说明该芯片不能与其他功能部件进行数据传送,不代表该芯片不工作。
片内地址线:
由CPU提供的直接或者间接(通过锁存器)与芯片的地址信号引脚相连的地址线叫做片内地址线。
片外地址线:
由CPU提供的除了片内地址线之外的其他地址线。
主要作用是用来构成芯片的片选信号。
片选信号的构成方式称为译码方式
1)线选法:
芯片的片选信号直接或间接由片外地址线构成,片选信号构成和译码器无关。
2)部分译码法:
译码器的输出作为芯片片选信号的构成之一,片外地址线有悬空地址端(悬空地址线)。
因为有悬空地址线芯片的地址范围肯定不唯一。
基本地址范围:
当悬空地址线全部取0的时候对应的地址范围称为基本地址范围。
重叠地址范围:
3)全译码法:
译码器的输出作为芯片片选信号的构成之一,片外地址线没有悬空地址端。
虽然没有悬空地址线但是芯片的地址范围不一定唯一。
CPU提供n位二进制地址信息用于访问端口,系统中允许有2n个端口地址值,端口的数量大于等于2n个
第四章并行输入输出接口
此处的并行是指接口电路和外设之间以并行的方式进行数据传送。
4.2可编程并行I/O接口芯片8255A
4.2.18255主要特性
1)有三个数据端口:
A,B,C(PA,PB,PC)----PA7~PA0;PB7~PB0;PC7~PC0
2)A,B口对应的引脚一般是作为整体操作,A,B可以作为输入端口或者输出端口。
3)C口对应8根引脚,可以作为整体同时输入或者输出8位二进制数据,也可以将C口对应8根引脚分成两组:
C口高四位,C口第四位。
当A或者B口工作于方式1和方式2的时候,此时C口对应引脚自动充当联络信号,(自动:
在这种情况下,C口对应引脚信号的输入输出时序由8255根据数据传送的情况自行进行设置)
4)A口:
方式0,1,2
B口:
方式0,1
C口:
方式0
4.2.28255内部结构
1、A口和C口高四位------A组
B口和C口第四位------B组
4.2.38255引脚信号和功能
表4-18255的读写操作控制
A1A0
00------A口
01------B口
10------C口
11------控制口
7:
CPU通过数据总线DB将控制信息写入到8255的控制口
1,2,3:
CPU从8255端口读取数据
4,5,6:
CPU把数据从D0----D7送入到8255的对应端口
4.2.4初始化和控制字
一、控制口
1、工作方式控制字:
用来规定8255各个端口工作方式
2、置位复位控制字:
用来对8255的C口某一根引脚进行控制
8255初始化:
通过向控制口写入控制字来规定8255的工作方式
假设8255的端口地址:
80H~83H;要求A口工作于方式1输入,允许中断;B口工作于方式0输出。
同时要求对PC6进行置位操作。
MOVAL,1011*00*B
OUT83H,AL
MOVAL,0***1001B;设置INTEa=1,允许中断
OUT83H,AL
MOVAL,0***1101B
OUT83H,AL
……….
读取A口中的数据,存放到存储器[1024H]中
INAL,80H
MOV[1024H],AL
将存储器[1024H]中的内容通过B口送出
MOVAL,[1024H]
OUT81H,AL
4.2.58255的工作方式
1、方式0(基本输入输出):
在该工作方式下,8255不会自动产生联络信号,如果需要联络信号,必须由程序员通过指令产生联络信号。
图4.7中是否可以进行如下组合选择:
1、PC7,PC6
2、PC0,PC1
3、PC4,PC0
4、PC1,PC7
10000**1B
0***1111
********
00000100
00000*00
1)当D2(PC2,BUSY)=0,说明打印机空闲AND的结果=0ZF=1
2)….==>ZF=0,说明打印机忙
2、方式1(选通输入输出)
1)方式1输入
/STB:
输入设备送给8255的联络信号。
IBF:
输入缓冲器满信号,由8255产生,送给外设的联络信号。
INTR:
中断请求信号,8255产生,最终是送给CPU
INTE:
中断允许触发器
2)方式1输出
CPU将数据存放到8255相应端口中,同时该数据体现在端口对应引脚上,然后由8255将数据送达到外设
/OBF:
输出缓冲器满,由8255产生,送给外设的联络信号。
/ACK:
由外设产生,送给8255的联络信号
INTR:
由8255产生,送给CPU的中断请求信号
如果要求8255以中断的方式进行数据传送(也就是说在初始化8255的时候要完成对相应的中断允许触发器的置位操作):
A口工作于方式1输入,INTEA的置位通过对PC4;A口工作于方式1输出,INTEA的置位通过对PC6;
B口工作于方式1输入/输出,INTEB的置位通过对PC2
3、A口---方式2(双向输入输出)
例4.3缺少8259的初始化,缺少中断程序的装载
第五章串行通行接口
5.1.2串行通信的传输方式
1、信号的调制和解调
调制:
将需要发送的数字信号变成模拟信号-----D/A
解调:
将接收的模拟信号变成数字信号------A/D
调制方法:
1)调幅(ASK):
用幅度来区分0和1
2)调频(FSK):
用频率来区分0和1
3)调相(PSK):
用相位来区分0和1
2、信号的传输方式
1)单工
2)半双工
3)全双工
4)多工方式
奇校验:
偶校验:
原始数据:
101001011
发生一位错误的时候:
101000011
发生两位错误的时候:
101000111
奇偶校验方式只能检测出奇数个数值位传送错误的情况,当发生偶数个数值位传送错误的时候,不能发现该错误。
5.1.3、传输速率和传送距离
1、波特率:
Bpsbps
字符传送率:
2、波特率因子:
3、三中取二
5.2串行通信协议
5.2.1异步通信协议
异步串行通信:
字符内部各个数值位之间的传送是同步的(字符内部各个数值位之间按照固定的时间间隔传送),字符与字符之间的传送是异步的(字符与字符之间的时间间隔不确定);
同步串行通信:
假设传送数据格式如下:
1个起始位,8位数值位,1个奇偶校验位,1个停止位。
已知波特率为11000bps,问字符传送率=?
11000/(1+8+1+1)=1000
5.2.2同步通信
1、按照同步字符数量来分:
单同步:
同步字符只有一个
双同步:
同步字符有两个,两个同步字符可以相同也可以不相同。
2、按照同步字符与需要传送数据的位置来分:
内同步:
同步字符与需要传送的数据通过同一根线路传送。
外同步:
同步字符与需要传送的数据通过不同的线路传送。
5.3可编程串行通信接口芯片8251A
表5.2
C/D=0:
发送缓冲器(发送寄存器)/接收缓冲器(接收寄存器)---------数据口
C/D=1:
状态口,控制口
1)CPU读取8251接收缓冲器中存放的数据
2)CPU读取8251状态口中的状态信息
3)CPU将需要发送的数据写入到8251的发送缓冲器中
4)CPU将8251控制字写入到8251的控制口中
8251的:
奇地址:
C/D=1,此时对应的地址称为奇地址,该地址可以是奇数也可以是偶数
偶地址:
C/D=0,此时对应的地址称为偶地址,该地址可以是奇数也可以是偶数
例5.1MOVAL,OFAH
第六章计数器/定时器
6.28253
6.2.1主要特性
1.有三个独立的计数器/定时器,也称三个独立通道。
CNTi
2.每个计数器有6种工作方式。
3.计数脉冲可以是系统脉冲,也可以是外部事件。
4.计数制可以是二进制,也可以是8421BCD码。
5.触发方式可以是软件触发或硬件触发。
假设计数初值=1000H
1000H-1=?
二进制:
0FFFH;BCD:
H
999==〉100110011001B=999H
0000-1001
软件条件:
将计数初值写入到8253的相应通道。
硬件条件:
GATE引脚上的信号为有效信号------高电平,上升沿
软件触发:
当GATE引脚先满足有效信号要求,然后向8253写入计数初值。
硬件触发:
先向8253写入计数初值,然后使得GATE引脚先满足有效信号要求。
6.2.28253内部结构
CR:
计数初值寄存器,16位,CRH,CRL---写入
CE:
无论哪种工作方式,CLK引脚上的第一个下降沿作用是将CR中的计数初值送入到CE中。
程序员不能访问
OL:
输出锁存器,OL跟随CE数值变化,读出。
同一个通道的CR和OL共用同一个端口地址。
表6-1
A1A0=
00CTN0,01CNT1,10CNT2,11控制口
1、通过指令将计数初值写入到CR0
2、通过指令将计数初值写入到CR1
3、通过指令将计数初值写入到CR3
4、通过指令将控制字写入到计数器的控制口中。
5、通过指令读取已经锁存的OL0中的数据。
6、通过指令读取已经锁存的OL1中的数据。
7、通过指令读取已经锁存的OL2中的数据。
6.2.48253控制字和初始化编程
8253初始化过程:
1)向8253控制口写入控制字,用来规定工作方式
2)向8253对应通道写入计数初值。
假设8253端口地址为80H~83H
通道0工作方式1,BCD计数,计数初值1025
通道1工作方式3,二进制计数,计数初值1025
通道2工作方式5,二进制计数,计数初值50H
完成初始化,要求完成操作:
读取通道2当前的计数值
通道0初始化程序段如下:
MOVAL,00110011B
OUT83H,AL
MOVAL,25H
OUT80H,AL
MOVAL,10H
OUT80H,AL
通道1初始化程序段如下:
MOVAL,01110110B
OUT83H,AL
MOVAX,1025
OUT81H,AL
MOVAL,AH
OUT81H,AL
通道2初始化程序段如下:
MOVAL,10011010B
OUT83H,AL
MOVAL,50H
OUT82H,AL
读取通道2当前的计数值
MOVAL,10001010B
OUT83H,AL;向通道2发出锁存命令,使得OL2被锁存
INAL,82H
6.2.58253工作方式
即可硬件触发也可软件触发:
方式0,2,3,4
只能硬件触发:
方式1,5
方式3的占空比
N为奇数=(n+1)/2:
(n-1)/2
N为偶数==〉n/2:
n/2
N=8
N=95:
4
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 网络 111 微机 接口 教案