微机接口技术 教学课件 ppt 作者 第三版 王成端ppt 第12章微机接口分析与设计.ppt

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1、第12章微机接口分析与设计第12章微机接口分析与设计学习目标：◆掌握微机接口设计的基本方法；◆重点掌握硬件系统设计与软件系统设计的基本思路；◆了解系统的可靠性及产生干扰的原因，掌握抑制干扰噪声的主要方法；◆通过学习本章的应用案例，重点掌握微机接口系统设计的总体思路，包括硬件电路的设计方法、接口软件的编写方法等。第12章微机接口分析与设计本章目录：12.1微机接口设计基本方法12.2微机接口的可靠性与抗干扰设计12.3定时显示系统的设计实例习题与思考题12.1微机接口设计基本方法12.1.1微机接口设计基础12.1.2硬件系统的设计12.1.3软件系统的设计12.1.4微机接口设计应注意的

2、问题返回上一级12.1.1微机接口设计基础1.微机接口信号分析2.微机接口信号转换3.微机接口驱动程序分析与设计返回上一级1.微机接口信号分析（1）CPU的类型和引脚定义，如数据线宽度、地址线宽度和控制线的逻辑定义，以及时序关系。（2）外围设备3条连线：数据线、控制线和状态线。返回上一级2.微机接口信号转换与CPU和外设连接的信号在逻辑、时序或电平上不同，或需要一定的驱动等。因此，要经过一定的转换和改造才能连接，以保证信息的正确传输。返回上一级3.微机接口驱动程序分析与设计编写驱动程序步骤：熟练掌握接口芯片的编程方法，如控制字各位的含义、各控制字的使用顺序和使用场合，它们对应的端口等。根

3、据具体应用场合确定接口的工作方式。依据硬件连接关系编写驱动程序，包括接口的初始化程序和接口控制的输入/输出工作程序。返回上一级12.1.2硬件系统的设计硬件开发是指微型计算机接口硬件的开发。基本方法：①熟悉与掌握微机及其提供的接口资源。②确定接口的功能、整体结构与软硬件分工。③完成接口与总线的硬件连接，自身功能的硬件设计，并选择适当的元器件完成有关的硬件设计。④使用有关的电路板CAD、PROTEL等软件设计逻辑图、印刷电路图，并制作实验板。⑤与软件协同调试实验板，验证硬件的设计是否合理及功能是否实现。若有问题，分析问题所在，直至正确无误为止。⑥完善文档等工作，最终完成硬件设计与开发。返回

4、上一级硬件开发注意问题①可参照或照搬现成适用和成熟的电路，。②对于小的硬件设计，可使用面包板搭接；大一些的硬件设计，最好制成电路实验板。同时，在实验板验证无误后，再做批量硬件生产。③硬件开发调试是至关重要的。④在整个设计过程中，应使设计的硬件性能价格比最优。返回上一级12.1.3软件系统的设计1.微机软件结构2.微机软件接口返回上一级1.微机软件结构软件结构层次表（1）应用层建立在DOS基础上的用户服务层。用户在这一层可通过应用程序控制和使用微型计算机系统，同时也可开发应用系统的软件部分。（２）DOS命令层COMMAND.COM等文件组成的操作系统（DOS）层，为用户提供DOS命令等服务

5、。返回上一级（3）DOS服务层由DOS调用组成的服务层，主要为用户提供DOS调用服务。（4）ROM-BIOS服务层建立在机器ROM中的基本I/O程序系统服务，为用户控制常用的外部设备提供BIOS调用等服务。（5）硬件控制层微机裸机为用户提供了硬件资源，是微机系统的硬件基础，并为所有微型计算机软件、硬件提供服务。用户开发的硬件接口也是这一层。返回上一级2.微机软件接口用户开发控制硬件的软件方式：在DOS命令层开发控制软件；在DOS服务层开发控制软件；在ROM-BIOS服务层开发控制软件；在硬件控制层上与硬件直接打交道。返回上一级基于开发效率的原则：凡能由高一层次提供的服务而实现的功能，决不

6、调用低一层次的服务来实现；凡能由高一层次提供的服务不能实现的功能，才用低一层次的服务来实现。所以，目前接口软件开发一般采用高级语言与汇编语言混合编程，即用高级语言编写用户界面等高层繁琐工作，而对于直接控制低层硬件部分软件则用汇编语言实现。返回上一级12.1.4微机接口设计应注意的问题1.软、硬件综合考虑2.逻辑关系和时序关系统筹考虑3.单、通用和扩展同时考虑返回上一级12.2微机接口的可靠性与抗干扰设计12.2.1系统的可靠性12.2.2产生干扰的原因12.2.3抗干扰的措施返回上一级12.2.1系统的可靠性计算机监控系统的可靠性是指系统无故障运行的能力。可靠性常用“平均无故障运行时间”

7、，即平均的故障间隔时间MTBF(meantimebetweenfailures)来定量地衡量。返回上一级提高系统的可靠性选用性能稳定的元器件充分考虑元器件的布局抗干扰设计返回上一级12.2.2产生干扰的原因微机应用系统模拟部分本身的噪声模拟电路的干扰噪声：（1）输入干扰（2）交流电源干扰（3）直流电源干扰（4）地线干扰（5）电磁辐射干扰。返回上一级12.2.3抗干扰的措施（1）电路结构处理可以通过差分放大器从噪声中提取模拟信号（2）