微机原理接口技术课件3.ppt

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第一章8086程序设计第二章MCS-51程序设计第三章微机基本系统的设计第四章存贮器与接口第五章并行接口第六章计数器、定时器与接口第七章显示器与键盘接口第八章串行通信及接口第九章数模转换器和模数转换器接口 本章知识点微处理器系统的构成PC机的总线技术ISA总线扩展技术MCS-51单片机扩展技术基于CPLD的设计 本章知识点微处理器系统的构成PC机的总线技术ISA总线扩展技术MCS-51单片机扩展技术基于CPLD的设计 微处理器系统的构成微处理器的总线微处理器的支持电路外围设备的扩展方法 微处理器的总线微处理器系统的基本结构 微处理器的总线地址总线的驱动传送的是地址单向 微处理器的总线地址总线驱动常用器件--74LS244 微处理器的总线数据总线的驱动传送的是指令和数据双向 微处理器的总线数据总线驱动常用器件--74LS245 微处理器的总线数据总线驱动常用器件--74LS245 微处理器的总线数据总线驱动常用器件--74LS245 微处理器的总线数据总线和地址总线的分离 微处理器的总线数据总线和地址总线的分离 微处理器的支持电路时钟电路内部振荡器外部振荡器 微处理器的支持电路复位电路 微处理器的支持电路CPU监控电路 常用接口包括：并行接口键盘与显示器接口定时器/计数器接口串行接口模数和数模转换接口外围设备的扩展方法 存储器和IO组织：内存映射式编址输入输出映射式编址外围设备的扩展方法 内存映射式编址IO与存储器统一编址无专门的输入输出指令无专门的输入输出请求信号外围设备的扩展方法 输入输出映射式编址IO与存储器分别编址专门的输入输出指令专门的输入输出请求信号外围设备的扩展方法 外围设备的扩展方法地址译码电路：全译码电路部分译码线选电路 全译码电路除了存储器、输入输出设备需要的地址信号外，其他地址信号全部参加译码地址的利用率高电路复杂外围设备的扩展方法 全译码电路外围设备的扩展方法 全译码电路外围设备的扩展方法 部分译码除了存储器、输入输出设备需要的地址信号外，其他地址信号未全部参加译码多个地址对应一个实际存储器或外设的地址，地址的利用率低电路简单外围设备的扩展方法 部分译码外围设备的扩展方法 部分译码外围设备的扩展方法0000H4000H8000HC000H0800H4800H8800HC800H3800H7800HB800HE800H 线选电路除了存储器、输入输出设备需要的地址信号外，其他地址信号直接控制存储器或输入输出设备控制用的地址信号不能同时处于选中状态外围设备的扩展方法 线选电路A0-A12A13、A14、A15C000HA000H6000H外围设备的扩展方法 本章知识点微处理器系统的构成PC机的总线技术ISA总线扩展技术MCS-51单片机扩展技术基于CPLD的设计 PC机的总线技术十六位微处理器的接口电路PC机的总线PCXT总线ISA总线 8088为8位外部数据总线的微处理器数据总线的驱动数据、地址总线的分离十六位微处理器的接口电路 8088的基本系统十六位微处理器的接口电路 十六位微处理器的接口电路地址数据8088的基本系统 十六位微处理器的接口电路8086为16位外部数据总线的微处理器数据总线的驱动数据、地址总线的分离字/字节的寻址方式 十六位微处理器的接口电路8086的基本系统 十六位微处理器的接口电路8086---字/字节的寻址方式 PC机的总线 PC机的总线PCXT总线最初应用在以8088为CPU的PCXT机上8位数据线(称为8位槽)、20位地址总线(寻址范围为1MB)6条中断请求线采用了62个引脚的插线槽 ISA总线可选择使用8位或16位数据线在工控机上为PC104总线PC机的总线 PCI总线32位局部总线用于486及以上的PC机中独立于处理器的设计，通过改变主桥路可支持多种处理器采用突发方式传输PC机的总线 总线信号的类型：数据总线---数据传输地址总线---存储器与I/O寻址控制总线---读写信号、中断处理、DMA处理电源与地---±12V、±5VPC机的总线 PCXT总线地址总线A0-A19：输出用来对系统存储器或I／O接口进行寻址；可寻址的存储器空间为lMB；设计时考虑的I/O接口寻址范围为1K，使用了地址信号A0~A9 PCXT总线数据总线D0-D7：双向用来在微处理器、存储器和I／O接口之间传送数据、控制命令或信息 PCXT总线控制总线AEN：输出，地址允许信号。该信号用来切断CPU对总线的控制-MEMR，-MEMW：输出，内存读、写信号-IOR，-IOW：输出，I/O读、写信号 PCXT总线控制总线IRQ2-IRQ7：输入，第2级至第7级硬件中断请求输入信号DRQl-DRQ3：输入，第l到第3的3条DMA请求信号DACK0-DACK3：输出，DMA通道0-3的DMA响应信号 ISA总线地址总线LA17—LA23(I/O)：ISA总线中新增的地址信号线，可以给系统提供多达16MB的寻址能力 ISA总线数据总线SD8-SD15(I/O)：系统数据总线的高字节信号，为保持与XT总线的兼容性，可通过增加的16位存储器或16位I/O接口控制信号确定所用的数据线的位数。 ISA总线数据总线当此控制信号有效时，使用XT总线的低8位和新增加的高8位，即16位数据信号SD0-SD15当16位控制信号无效时，使用XT总线的数据信号，即低8位的地址信号，此时无论指令中访问的地址为偶数字节，或奇数字节，或字地址，均为SD0-SD7 ISA总线控制信号-MEMCS16(I)：存储器16位数据选择信号-IOCS16(I)：I/O16位数据选择信号集电极开路门或三态驱动SBHE(I/O)：系统总线高字节允许信号，有效时(高电平)，表示数据总线传送的是高字节(SD8-SD15)。16位设备用此信号控制数据总线缓冲器接到SD8-SD15 ISA总线中断请求信号8259中断控制器增加为两片，而原有一片的IRQ2成为第二片的中断连接信号。将原有XT总线上的IRQ2定义该为新增加芯片的IRQ9。新增的中断请求信号为IRQ10~12，IRQ14、IRQ15 本章知识点微处理器系统的构成PC机的总线技术ISA总线扩展技术MCS-51单片机扩展技术基于CPLD的设计 ISA总线扩展技术ISA总线的基本时序基本I/O地址、中断分配接口的扩展 XT总线I/O读5*210nS=1.05μSISA总线扩展技术 ISA总线16位I/O操作3*125nS=0.375μSISA总线的基本时序 ISA总线8位I/O操作6*125nS=0.75μSISA总线的基本时序 基本I/O地址、中断分配保留I/O地址：2C0H-2CFH保留硬件中断类型:IRQ10-IRQ12 接口的扩展地址2C0H-2CFH的译码数据总线的驱动 接口的扩展ISA总线的8位I/O扩展的基本电路2C0H-2CFH的译码部分地址和控制信号的驱动数据总线的驱动 接口的扩展地址2C0H-2CFH的译码2C0H-2CFH2C0H-2C3H2C4H-2C7H2C8H-2CBH2CCH-2CFHAEN 接口的扩展数据总线的驱动选中时输出有效IOR有效时读入 接口的扩展ISA总线的16位I/O扩展的基本电路IOCS16的产生数据总线的驱动SBHE信号 本章知识点微处理器系统的构成PC机的总线技术ISA总线扩展技术MCS-51单片机扩展技术基于CPLD的设计 MCS-51单片机扩展技术程序存储器与数据存储器各64KMCS-51单片机采用了存贮器映射的方法。存贮器地址与外围设备地址在64K范围内统一安排P0口为数据/地址总线，必须通过地址锁存的方法分离低8位的地址信号P2口为高8位地址信号P3口为片内外设的信号 MCS-51单片机扩展技术89C51带内部程序存储器89C51最小系统通过P0、P2口产生8位数据总线和16位地址总线 MCS-51单片机扩展技术 本章知识点微处理器系统的构成PC机的总线技术ISA总线扩展技术MCS-51单片机扩展技术基于CPLD的设计 基于CPLD的设计接口的基本结构地址译码信号的产生数据缓冲电路MCS-51最小系统的设计 接口的基本结构 地址译码基于CPLD的地址译码电路 数据缓冲数据输出带三态缓冲的数据输入 数据缓冲双向数据缓冲 数据缓冲多输入时的双向数据缓冲内部输入数据总线内部输出数据总线 MCS-51最小系统的设计输入输出数据缓冲地址与数据总线的分离 输入数据缓冲输出数据缓冲地址分离MCS-51最小系统的设计