常用数字接口电路.ppt
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常用接口介绍PPT课件
AC指标：IEEE802.3ae-2002规范指出，所有的GMII接口信号都是点对点连接。对 于GMII接口接收端信号电压，IEEE802.3ae-2002规范给出了一个模板
GMII接口接收端信号电压模板
2020/2/24
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GMII(Gigabit Media Independent Interface)接口
2020/2/24
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GMII(Gigabit Media Independent Interface)接口
6、信号速率以及带宽 • GMII 接口工作频率最高为125MHz ，数据通路为8位并行通路，且GMII接口上
传送的信号不需经过编码，故信号带宽最高为125* 8=1000 Mbps。 • 由于GMII接口要向下兼容，故GMII接口必须支持1000M、100M及10M的工作带
i2c是oc或od输出结构如下图使用时必须在芯片外部进行上拉上拉电阻r的取值根据i2c总线上所挂器件数量及i2c总线的速率有关一般是标准模式下r选择10kohm快速模式下r选取1kohmi2c总线上挂的i2c器件越多就要求i2c的驱动能力越强r的取值就要越小实际设计中一般是先选取47kohm上拉电阻然后在调试的时候根据实测的i2c波形再调整r的值
XAUI(10 Gigabit Attachment Unit Interface )接口
1、参考标准 《IEEE Std 802.3 ae-2002》
2、接口概述 XAUI接口的形成基于XGMII(10 Gigabit Media Independent Interface)接口，即将32 位并行数据转换为4对SerDes通道的8位数据。由于XGMII接口信号线太多，不利于PCB 走线，因此很多支持10Gbps数据传输的MAC芯片与PHY芯片之间接口选择采用XAUI接口 。XAUI接口仅支持全双工操作。
GMII接口接收端信号电压模板
2020/2/24
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GMII(Gigabit Media Independent Interface)接口
2020/2/24
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GMII(Gigabit Media Independent Interface)接口
6、信号速率以及带宽 • GMII 接口工作频率最高为125MHz ，数据通路为8位并行通路，且GMII接口上
传送的信号不需经过编码，故信号带宽最高为125* 8=1000 Mbps。 • 由于GMII接口要向下兼容，故GMII接口必须支持1000M、100M及10M的工作带
i2c是oc或od输出结构如下图使用时必须在芯片外部进行上拉上拉电阻r的取值根据i2c总线上所挂器件数量及i2c总线的速率有关一般是标准模式下r选择10kohm快速模式下r选取1kohmi2c总线上挂的i2c器件越多就要求i2c的驱动能力越强r的取值就要越小实际设计中一般是先选取47kohm上拉电阻然后在调试的时候根据实测的i2c波形再调整r的值
XAUI(10 Gigabit Attachment Unit Interface )接口
1、参考标准 《IEEE Std 802.3 ae-2002》
2、接口概述 XAUI接口的形成基于XGMII(10 Gigabit Media Independent Interface)接口，即将32 位并行数据转换为4对SerDes通道的8位数据。由于XGMII接口信号线太多，不利于PCB 走线，因此很多支持10Gbps数据传输的MAC芯片与PHY芯片之间接口选择采用XAUI接口 。XAUI接口仅支持全双工操作。
常用数字接口电路
整理ppt
14
• 工作波形
W R C W N = 4
C L K G A T E
O U T 4 3 2 1 0
整理ppt
15
方式1-----复触发的单稳态触发器
特点：
• 硬件启动，不自动重复计数；
• 门控信号GATE是触发信号，上升沿有效。即开始计数
是由GATE的上升沿触发的；
• 控制字CW写入，OUT由低变高，OUT=1；
整理ppt
8
二. 外部引线及内部结构
连接系统端的主要引线：
D0----D7：8位双向数据线 CS：片选信号，由系统高位I/O地址译码产生 RD：读控制信号 WR：写控制信号 A0，A1：地址信号线，产生4个有效地址对应8253内部的 3个计数器
通道和1个控制寄存器
连接外设端的主要引线：
• 当计数器“减”计数到1时，输出端由高变低，再经过一 个CLK周期，即计数器计数到0时，输出端OUT又跳变为 高。所以方式2可以输出周期性负脉冲信号，其宽度固定 为一个CLK周期；
•OUT端输出的脉冲周期为N×TCLK，频率为CLK的1/N
•当计数器的值减为0时，自动重新装入计数初值，实现循
环计数。
整理ppt
18
• 工作波形
CW N=3 WR
CLK GATE
OUT
3 2 1 3 2 13
整理ppt
19
方式3-----方波发生器
特点：
• 软、硬件启动，自动重复计数。
• 门控信号GATE是触发信号，GATE=1或GATE的上升沿 均可触发，开始计数；
• 控制字CW写入，OUT由低变高，OUT=1；
CW=12 LSB=3
WR
《E1接口电路原理》课件
E1接口电路的基本组成
编码器：将数字信号编码为 E1信号
接收器：将数字信号转换为 模拟信号
发送器：将模拟信号转换为 数字信号
解码器：将E1信号解码为数 字信号
线路接口：连接E1线路和设 备
控制单元：控制E1接口电路 的工作状态和参数设置
E1接口电路的工作原理
E1接口电路是一种数字通 信接口，用于传输语音和 数据信号。
稳定性：E1接口电路的稳定性较高，不易受到外界干扰，适合在恶劣环境下使用。
成本：E1接口电路的成本较低，适合大规模部署，与其他通信技术相比，具有较 高的性价比。
应用领域：E1接口电路主要应用于电信、金融、政府等对稳定性和可靠性要求较 高的领域，与其他通信技术相比，应用领域较为单一。
感谢您的观看
汇报人：
同步信号：E1接口的8个同步信号时隙用于传输同步信号
E1接口的信号传输过程
信号接收：E1接口接收来自电信运 营商的模拟信号
信号处理：对数字信号进行编码、 解码、纠错等处理
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
信号转换：将模拟信号转换为数字 信号
信号传输：将处理后的数字信号通 过E1接口传输到其他设备或网络
E1接口电路的技术发展趋势
数字化：E1接口电路将逐渐向数字化方向发展，提高传输效率和稳定性。 集成化：E1接口电路将更加集成化，减少硬件设备的数量和体积，降低成本。 智能化：E1接口电路将更加智能化，具备自我诊断和修复功能，提高系统的可靠性。 网络化：E1接口电路将更加网络化，实现与其他网络设备的互联互通，提高系统的灵活性。
传输数据：E1接口可以传输大量的数据，适用于物联网设备之间的数据传输。
连接设备：E1接口可以连接各种物联网设备，如传感器、控制器等。 网络通信：E1接口可以用于物联网设备的网络通信，如Wi-Fi、蓝牙等。 控制设备：E1接口可以用于控制物联网设备，如开关、阀门等。
常用数字接口电路
软件编程控制的方式 采用软件硬件相结合的方式
可编程定时 / 计数电路 8253 具有多种工作 方式，定时值和定时范围可用程序确定。 PC 机中的定时器主要用于系统日时钟计时.
* 8253的引脚
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 8 7 6 5 4 3 2 1
8253的内部地址
9 11 10 CLK0 GATE0 OUT0 CLK1 GATE1 OUT1
D7 D6 D0 计数器 D5 D4 D3 D2 工作方式 D1 数制 读/写格式
0 —二进制 1 —二― 十进制（BCD）
000 001 10 11 100 101 00 10 01 11 00 01 10 11 方式0 方式1 方式2 方式3 方式4 方式5 计数器锁存命令 只读/写高8位 只读/写低8位 首先写低8位 然后写高8位 选择计数器0 选择计数器1 选择计数器2 非法选择
A1 A0
选择对象
15 14
0
0 1
0
1 0
计数器0
计数器1 计数器2
RD WR A1 A0
CS
22 23 20 19 21
13
18 16 17
CLK2 GATE2 12
1
1
控制寄存器
图 8-3的引脚图 8253的引脚信号 8253
一、8253的内部结构及引脚
8253 具有 3 个独立的 16 位计数通道，用 24脚DIP封装，其主要功能如下： * 1 片上有 3 个独立的 16 位计数器通道，最大
LSB = 3
LSB =5
4
3
2
1
5
4
3
c. 方式2 计数过程中改变计数值
c. 方式2时计数过程中改变计数值
可编程定时 / 计数电路 8253 具有多种工作 方式，定时值和定时范围可用程序确定。 PC 机中的定时器主要用于系统日时钟计时.
* 8253的引脚
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 8 7 6 5 4 3 2 1
8253的内部地址
9 11 10 CLK0 GATE0 OUT0 CLK1 GATE1 OUT1
D7 D6 D0 计数器 D5 D4 D3 D2 工作方式 D1 数制 读/写格式
0 —二进制 1 —二― 十进制（BCD）
000 001 10 11 100 101 00 10 01 11 00 01 10 11 方式0 方式1 方式2 方式3 方式4 方式5 计数器锁存命令 只读/写高8位 只读/写低8位 首先写低8位 然后写高8位 选择计数器0 选择计数器1 选择计数器2 非法选择
A1 A0
选择对象
15 14
0
0 1
0
1 0
计数器0
计数器1 计数器2
RD WR A1 A0
CS
22 23 20 19 21
13
18 16 17
CLK2 GATE2 12
1
1
控制寄存器
图 8-3的引脚图 8253的引脚信号 8253
一、8253的内部结构及引脚
8253 具有 3 个独立的 16 位计数通道，用 24脚DIP封装，其主要功能如下： * 1 片上有 3 个独立的 16 位计数器通道，最大
LSB = 3
LSB =5
4
3
2
1
5
4
3
c. 方式2 计数过程中改变计数值
c. 方式2时计数过程中改变计数值
数字逻辑电路大全PPT课件(2024版)
第6页/共48页
Rb1 4kΩ
Rc 2 1.6kΩ
Vc 2
1
+VCC（ +5V） Rc4 130Ω
3
T2 4
1
3
A
31
2T2
D Vo
B
T1
C
Ve 2
1
3
2T 3
Re2
1kΩ
输入级
中间级
输出级
第7页/共48页
2．TTL与非门的逻辑关系
（1）输入全为高电平3.6V时。
T2、T3导通，VB1=0.7×3=2.1（V ），
列。 6 ． 74AS 系 列 —— 为 先 进 肖 特 基 系
列， 它是74S系列的后继产品。 7．74ALS系列——为先进低 功耗肖特基系列， 是74LS系列的后继产品。
第30页/共48页
2.3
一、 NMOS门电路 1．NMOS非门
MOS逻辑门电路
VDD (+12V)
VDD (+12V)
VDD (+12V)
0.4V
高 电 平 噪 声 容 限 第1V5页NH/共＝48V页OH （ min ） - VON ＝ 2.4V-2.0V ＝
四、TTL与非门的带负载能力
1．输入低电平电流IIL与输入高电平电流IIH （1）输入低电平电流IIL——是指当门电路的输入端
接低电平时，从门电路输入端流出的电流。
& Vo G0
呈 现 高 阻 ， 称 为 高 阻 态 ， 或 禁 止 态+V。CC
Rc2
Rc4
Rb1
Vc2 1
3
T2 4
A
&
B
L
EN
常用数字接口电路
23
主要内容回顾
可编程定时/计数器8253的控制字：
24
2 可编程并行接口8255
8255A是通用的可编程并行接口芯片，功能强， 使用灵活。适合一些并行输入/输出设备的使用。
一、并行输入/输出端口A，B，C 1、 8255A芯片内部包含3个8位端口 端口A：一个8位数据输出锁存／缓冲寄存器和一
15
16
四、8253控制字
17
只读写8位数据： 1、只写8位时，默认高8位为0。 2、只读低8位时，不读高8位。
读8253的计数值 1、将计数器当前值锁存在锁存器中 2、读出计数器值
18
FF04H — FF07H
19
[例7—2] 写出8253的初始化程序。其中，3个CLK频 率均为2MHZ。
1、计数器0在定时100s后产生中断请求；
2、计数器1用于产生周期为10 s的对称方波；
3、计数器2每1ms产生一个负脉冲。编写8253的初 始化程序。
方法：先确定各个计数器的工作方式，再计算其 计数器的初值。
1、计数器0工作在方式0，初值为100 s /0.5 s =200,可以只写低8位，二进制计数。所以控制 字为：00010000B=10H
MOV AL，10H ；计数器0，只写计数值低8位，方式0，二进制计数
OUT DX，AL
MOV AL，56H ；计数器1，只写计数值低8位，方式3，二进制计数
OUT DX，AL
MOV AL，0B4H ；计数器2，先写高8位再写低8位，方式2，二进制计数
OUT DX, AL
MOV DX，0FF04H
MOV AL, 200
；计数器0计数初值
OUT DX,AL
MOV DX,0FF05H
主要内容回顾
可编程定时/计数器8253的控制字：
24
2 可编程并行接口8255
8255A是通用的可编程并行接口芯片，功能强， 使用灵活。适合一些并行输入/输出设备的使用。
一、并行输入/输出端口A，B，C 1、 8255A芯片内部包含3个8位端口 端口A：一个8位数据输出锁存／缓冲寄存器和一
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四、8253控制字
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只读写8位数据： 1、只写8位时，默认高8位为0。 2、只读低8位时，不读高8位。
读8253的计数值 1、将计数器当前值锁存在锁存器中 2、读出计数器值
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FF04H — FF07H
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[例7—2] 写出8253的初始化程序。其中，3个CLK频 率均为2MHZ。
1、计数器0在定时100s后产生中断请求；
2、计数器1用于产生周期为10 s的对称方波；
3、计数器2每1ms产生一个负脉冲。编写8253的初 始化程序。
方法：先确定各个计数器的工作方式，再计算其 计数器的初值。
1、计数器0工作在方式0，初值为100 s /0.5 s =200,可以只写低8位，二进制计数。所以控制 字为：00010000B=10H
MOV AL，10H ；计数器0，只写计数值低8位，方式0，二进制计数
OUT DX，AL
MOV AL，56H ；计数器1，只写计数值低8位，方式3，二进制计数
OUT DX，AL
MOV AL，0B4H ；计数器2，先写高8位再写低8位，方式2，二进制计数
OUT DX, AL
MOV DX，0FF04H
MOV AL, 200
；计数器0计数初值
OUT DX,AL
MOV DX,0FF05H
微型计算机课件 第9章 输入输出方法及常用的接口电路
(3) 数据缓冲电路：接口电路输入/输出的数据、控制及状 态信息都是通过此缓冲电路传送的，它和系统的数据总线相连， 能起隔离、缓冲作用。
并不是所有接口都具备上述全部功能的。接口需要哪些功 能取决于I/O设备的特点，有的还需要专用的I/O接口电路。
I/O接口电路按不同方式分类主要有以下几种： (1) 按数据传送方式分类，可分为并行接口和串行接口； (2) 按功能选择的灵活性分类，可分为可编程接口和不可 编程接口； (3) 按通用性分类，可分为通用接口和专用接口； (4) 按数据控制方式分类，可分为程序型接口和 DMA(Direct Memory Access)型接口。程序型接口一般都可采 用程序中断的方式实现主机与I/O设备间的信息交换。DMA型 接口用于连接高速的I/O设备如磁盘、光盘等大信息量的传输。
9.1.3 I/O接口的其他功能 1．对信号的形式和数据格式进行交换与匹配 CPU只能处理数字信号，信号的电平一般在0～5 V之间，
而且提供的功率很小。而外部设备的信号形式是多种多样的， 有数字量、模拟量(电压、电流、频率、相位)、开关量等。所 以，在输入输出时，必须将信号转变为适合对方需要的形式。 如将电压信号变为电流信号，弱电信号变为强电信号，数字信 号变为模拟信号，并行数据变为串行数据。
2．提供信息相互交换的应答联络信号 计算机执行指令时所完成的各种操作都是在规定的时钟信 号下完成的，并有一定的时序。而外部设备也有自己的定时与 逻辑控制，通常与CPU的时序是不相同的。外设接口就需将外 设的工作状态(如“忙”、“就绪”、“中断请求”)等信号及 时通知CPU，CPU根据外设的工作状态经接口发出各种控制信 号、命令及传递数据，接口不仅控制CPU送给外设的信息，也 能缓存外设送给CPU的信息，以实现CPU与外设间信息符合时 序的要求，并协调地工作。
数字电路数字量输入输出课件
符号
形状
7段码 .gfedcba
符号
形状
7段码 .gfedcba
’0’
00111111
’8’
01111111
’1’
00000110
’9’
01100111
’2’
01011011
’A’
01110111
’3’
01001111
’B’
01111100
’4’
01100110
’C’
00111001
’5’
01101101
5.2.3 总线信号与接口的连接
数据信号的连接 地址信号的连接：译码信号 控制信号的连接
例1、简单的输入接口举例
常用芯片：74LS244 应用例子：开关接口
&
≥1
≥1
+5V
例2、 简单的输出接口举例
输出端口应具备锁存器功能. 常用芯片：74LS273 74LS374(具有三态输出的锁存器) 应用例子：发光二极管接口
a b c d e f g DP
7406
反相器
74LS273
Rx8
≥1
74LS138
D0～D7
IOW#
IOR#
Y0
Y1
F0H = 0000 0000 1111 0000 F1H = 0000 0000 1111 0001
&
≥1
A7～A4
A15～A8
A3
A2
A1
A0
D0
D1
D2
查询方式传送
适用于外设并不总是准备好，而且对传送速率、传送效率要求不高的场合。 CPU在与外设交换数据前必须询问外设状态—— “你准备好没有？” 对外设的要求：应提供设备状态信息 对接口的要求：需要提供状态端口 优点：软件比较简单 缺点：CPU效率低，数据传送的实时性差，速度较慢
形状
7段码 .gfedcba
符号
形状
7段码 .gfedcba
’0’
00111111
’8’
01111111
’1’
00000110
’9’
01100111
’2’
01011011
’A’
01110111
’3’
01001111
’B’
01111100
’4’
01100110
’C’
00111001
’5’
01101101
5.2.3 总线信号与接口的连接
数据信号的连接 地址信号的连接：译码信号 控制信号的连接
例1、简单的输入接口举例
常用芯片：74LS244 应用例子：开关接口
&
≥1
≥1
+5V
例2、 简单的输出接口举例
输出端口应具备锁存器功能. 常用芯片：74LS273 74LS374(具有三态输出的锁存器) 应用例子：发光二极管接口
a b c d e f g DP
7406
反相器
74LS273
Rx8
≥1
74LS138
D0～D7
IOW#
IOR#
Y0
Y1
F0H = 0000 0000 1111 0000 F1H = 0000 0000 1111 0001
&
≥1
A7～A4
A15～A8
A3
A2
A1
A0
D0
D1
D2
查询方式传送
适用于外设并不总是准备好，而且对传送速率、传送效率要求不高的场合。 CPU在与外设交换数据前必须询问外设状态—— “你准备好没有？” 对外设的要求：应提供设备状态信息 对接口的要求：需要提供状态端口 优点：软件比较简单 缺点：CPU效率低，数据传送的实时性差，速度较慢
《PLC应用技术》课件——2.2 PLC输入输出接口电路
PLC启停控制三相异步电动机
—— PLC输入/输出接口电路
本讲内容
PLC接口电路的概念 直流输入接口电路 继电器输出接口电路 晶体管输出接口电路
小结与思考
NO 01
第一部分
PLC接口电路的概念
1.1 什么是接口电路
PLC的接口电路通常也称为I/O单元(或I/O模块）， 是PLC与工业 生产现场之间的连接部件。 被控对象的各种数据通过PLC的输入接口被检测，以这些数据作为 PLC对被控对象进行控制的依据 PLC作为输出接口将处理结果送给被控对象以实现控制目的
输出端口
内
部输 电 出 LED
KA
路指 示 R1
VD
负载 KA
FU
COM
输出端口的
公共端口
＋－
外
~
部 电
－ ＋源
3.2 电路分析
当你所编写的程序经过内部电路运行
输出高电平
内
部
输
电
出 LED
KA
路
指
示
R1
VD
编写的程序
负载
－＋
3.2 电路分析
输出高电平，发光二极管LED指示灯工作，输出指示灯亮，同时KA线圈得电
＋－
源
C
R
LED
内
部
滤波
电
路
R2
COM 电源极性任意 信号输入端点的
公共端口
输入指示
2.2 电路分析
光电耦合器工作，将外部信号单方向传送给PLC内部电路，而PLC内部电路的运行逻辑由我们 编写的PLC程序决定
外部信号输入
信号输入端点
S
R1
外 －＋
部 直
C
—— PLC输入/输出接口电路
本讲内容
PLC接口电路的概念 直流输入接口电路 继电器输出接口电路 晶体管输出接口电路
小结与思考
NO 01
第一部分
PLC接口电路的概念
1.1 什么是接口电路
PLC的接口电路通常也称为I/O单元(或I/O模块）， 是PLC与工业 生产现场之间的连接部件。 被控对象的各种数据通过PLC的输入接口被检测，以这些数据作为 PLC对被控对象进行控制的依据 PLC作为输出接口将处理结果送给被控对象以实现控制目的
输出端口
内
部输 电 出 LED
KA
路指 示 R1
VD
负载 KA
FU
COM
输出端口的
公共端口
＋－
外
~
部 电
－ ＋源
3.2 电路分析
当你所编写的程序经过内部电路运行
输出高电平
内
部
输
电
出 LED
KA
路
指
示
R1
VD
编写的程序
负载
－＋
3.2 电路分析
输出高电平，发光二极管LED指示灯工作，输出指示灯亮，同时KA线圈得电
＋－
源
C
R
LED
内
部
滤波
电
路
R2
COM 电源极性任意 信号输入端点的
公共端口
输入指示
2.2 电路分析
光电耦合器工作，将外部信号单方向传送给PLC内部电路，而PLC内部电路的运行逻辑由我们 编写的PLC程序决定
外部信号输入
信号输入端点
S
R1
外 －＋
部 直
C
数字通道接口.ppt
注：实验中，此处的负脉冲可用PS代替， 因为保护卡译码中含有IOR和IOW信号。
• 如若只检测一个开关的状态若开关K为OFF（断开） 状态，则置TEMP单元为0；若开关K为ON（闭合）状态， 则置TEMP单元为1。
接口电路
控制程序
TEMP DB ？
MOV DX，380H
IN AL，DX
TEST AL，80H
JZ ON
OFF： MOV TEMP，0
JMP EXIT
ON： MOV TEMP，1
EXIT： ret
简例2、控制8只发光二极管的亮与灭简单输出接口。
接口电路
控制程序
MOV AL，0FH
MOV DX，380H
NOT AL
OUT DX，AL
此处的上升沿也 可用PS代替。
对应位为1则亮， 为0则灭。
•若只控制一个LED闪烁。 接口电路
，Q输出
• 寄存器寄存器可由触发器构成，也可由锁存器构成。
• 常用芯片：
74LS3738D（透明）锁存器，即选通端G为高有效时， Q跟随D输入，一旦失效变为低电平时，锁住此时已建 立的数据电平。三态输出， 共选通控制，共输出允许
OE。
74LS3748D触发器，三态输出，共输出控制，
共时钟。
• 8个触发器都是边沿触发器，即在时钟正跳变时，Q输 出将为D输入的逻辑状态。
74LS2448总线缓冲器，非反相三态输出。内部由 二组三态门组成，每组4个三态门共输出允许G。
功能表
A（1A，2A） 数据输入 Y（1Y，2Y） 数据输出 G（1G，2G）＝L，AY输出允许
• 244与245的区别是：一个双向传送，一个单向传 送。∴245 多一个方向控制DIR。
• 如若只检测一个开关的状态若开关K为OFF（断开） 状态，则置TEMP单元为0；若开关K为ON（闭合）状态， 则置TEMP单元为1。
接口电路
控制程序
TEMP DB ？
MOV DX，380H
IN AL，DX
TEST AL，80H
JZ ON
OFF： MOV TEMP，0
JMP EXIT
ON： MOV TEMP，1
EXIT： ret
简例2、控制8只发光二极管的亮与灭简单输出接口。
接口电路
控制程序
MOV AL，0FH
MOV DX，380H
NOT AL
OUT DX，AL
此处的上升沿也 可用PS代替。
对应位为1则亮， 为0则灭。
•若只控制一个LED闪烁。 接口电路
，Q输出
• 寄存器寄存器可由触发器构成，也可由锁存器构成。
• 常用芯片：
74LS3738D（透明）锁存器，即选通端G为高有效时， Q跟随D输入，一旦失效变为低电平时，锁住此时已建 立的数据电平。三态输出， 共选通控制，共输出允许
OE。
74LS3748D触发器，三态输出，共输出控制，
共时钟。
• 8个触发器都是边沿触发器，即在时钟正跳变时，Q输 出将为D输入的逻辑状态。
74LS2448总线缓冲器，非反相三态输出。内部由 二组三态门组成，每组4个三态门共输出允许G。
功能表
A（1A，2A） 数据输入 Y（1Y，2Y） 数据输出 G（1G，2G）＝L，AY输出允许
• 244与245的区别是：一个双向传送，一个单向传 送。∴245 多一个方向控制DIR。
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第7章
常用数字接口电路
1
主要内容：
掌握二种可编程接口芯片的应用 了解串行通信的一般概念
2
7.1 接口电路概述
CPU与外设之间信息交换的通道 信息缓冲、信息变换、电平转换、联络控制 分类： 功能 传送方式 传送的信息类型
输入接口 并行接口 数字量的输入/输出接口 输出接口 串行接口 模拟量的输入/输出接口
方式5（硬件触发选通）
– 写入初值时，GATE端应保持低电平。 – GATE每出现一次正脉冲，计数一个周期，然后停止计数。 – 每 的个负计脉数冲周。期结束时（减到0时），OUT端输出一个TCLK宽度 – 计数过程中修改初值不影响本轮计数过程。
7
外部引线及内部结构
DB
A1 A0
IOW IOR 片选信号
D7-D0
CLK0 GATE0
OUT0
A1
A0
CLK1
GATE1
WR
OUT1
RD
CLK1
CS
GATE1
8253 OUT1
通道0 通道1 通道2
8
外部引线及内部结构
连接系统端的主要引线：
D7～D0
A1 A0
CS
00
RD
01
WR
10
A1，A0
计数器(3个)——包括 16位初值寄存器 16位计数寄存器
（减法计数器）
控制寄存器—— 存放控制命令字（只写） 占用4个地址— 3个计数器，1个控制寄存器
12
定时/计数的工作过程
1. 设置8253的工作方式 2. 设置计数初值到初值寄存器 3. 第一个CLK信号使初值寄存器的内容置入
计数寄存器 4. 以后每来一个CLK信号，计数寄存器减1 5. 减到0时，OUT端输出一特殊波形的信号 注：以上计数过程中还受到GATE信号的控制
11
– 用于选择四个编址部件之一
选择 计数通道0 计数通道1 计数通道2 控制寄存器
引线结构
9
外部引线及内部结构
计数通道的主要引线（每通道均相同）： CLKn 时钟脉冲输入，计数器的计时基准。 GATEn 门控信号输入，控制计数器的启停。 OUTn 计数器输出信号，不同工作方式下
产生不同波形。
（n = 0～2）
10
8253的内部结构
编址部件0
~
D0
数据Biblioteka D7总线缓冲器
计数器 0
CLK 0 GATE 0 OUT 0
RD
片
WR A0
读/写
内
计数器
A1
逻辑
总
1
CS
线
CLK 1
GATE 1 编址部件1
OUT1
控制 寄存器
编址部件3
计数器 2
CLK 2 GATE 2 OUT 2
编址部件2
11
编程结构—程序员的观点
13
二、计数启动方式
程序指令启动————软件启动 外部电路信号启动——硬件启动
软件启动过程
GATE端保持为高电平
写入计数初值后的第2个 CLK脉冲的下降沿开始计数
硬件启动过程 GATE端有一个上升沿
对应CLK脉冲的下降沿开始计数
14
三、工作方式
方式0——计数结束中断 方式1——可重复触发的单稳态触发器 方式2——频率发生器 方式3——方波发生器 方式4——软件触发选通 方式5——硬件触发选通
软、硬件启动，自动重复计数。
装入初值后OUT端变高电平，计数到 最后一个CLK时OUT输出负脉冲，并 连续重复此过程。
工作波形
软、硬件启动，自动重复计数。
装入初值后OUT端变高电平，
然后OUT连续输出对称方波：
前 N/2或（N+1）/2 个CLK，OUT为高， 后N/2或（N-1）/2 个CLK， OUT为低。
5
如何实现定时？
软件方法：用一段程序实现延时
• 利用程序循环延迟指定的时间 • 缺点：CPU占用率？延时精度？兼容？
硬件方法：定时/计数器电路
• 利用脉冲计数在设定的时间输出定时信号
● 8253是一种硬件定时/计数器芯片
6
一、外部引线及内部结构
8253概貌 – 3个16位的定时/计数器（通道） – 24引脚双列直插式 – 最高计数频率2MHz – TTL电平兼容 – 单电源+5V供电
方式1（单稳态触发器） – 门控信号GATE端的跳变触发计数，可重复触发。 – 若下一次GATE上升沿提前到达，则OUT端负脉冲 拉宽为两次计数过程之和。 – 计数过程中写入新初值不影响本次计数。
19
各种工作方式特点
方式2（频率发生器） – GATE为计数的控制信号：GATE变低计数停止，再 变高时的下一个CLK下降沿，从初值开始重新计数。 – 每个计数周期结束时（减到1时），OUT端输出一个 TCLK宽度的负脉冲。 – 计数过程自动重复进行。 – 计数过程中修改初值不影响本轮计数过程。
方式3（方波发生器） – OUT输出方波，前半周期为高，后半周期为低。 – 计数过程中修改初值不影响本半轮计数过程。 – 其余的与方式2 类似。
20
各种工作方式特点
方式4（软件触发选通）
– 计数过程中，GATE端应保持高电平。 – 每写入一次初值，计数一个周期，然后停止计数。 – 每 的个负计脉数冲周。期结束时（减到0时），OUT端输出一个TCLK宽度 – 计数过程中修改初值不影响本轮计数过程。
17
工作方式
方式4
(软件触发选通)
软件启动，不自动重复计数。 装入初值后输出端变高电平， 计数结束输出一个CLK宽度的负脉冲
方式5
(硬件触发选通)
工作波形
硬件启动，不自动重复计数。
OUT端波形与方式4相同
18
各种工作方式特点
方式0（计数结束中断） – 计数过程中，GATE端应保持高电平。 – 每写入一次初值计数一个周期，然后停止计数。 – OUT端输出是一个约(N+1)TCLK宽度的负脉冲。 – 计数过程中可随时修改初值重新开始计数。
15
工作方式
方式0
(计数结束中断)
软件启动，不自动重复计数。 装入初值后OUT端变低电平， 计数结束OUT输出高电平。
工作波形
方式1
(单稳态触发器)
硬件启动，不自动重复计数。
装入初值后OUT端变高电平， 计数开始OUT端变为低电平， 计数结束后又变高。
16
工作方式
方式2
(频率发生器)
方式3
(方波发生器)
8086系统中最常用的数字接口电路芯片： – 8253、8255、8250
3
7.2 可编程定时/计数器8253
掌握: 引线功能及计数启动方法 6种工作方式及其输出波形 8253的使用:
– 芯片与系统的连接 – 芯片的初始化编程
4
定时/计数器的用途
可以实现定时与计数两个功能，可用于 – 系统时钟 – DRAM刷新定时 – 定时采样 – 实时控制 – 脉冲的计数 – 。。。
常用数字接口电路
1
主要内容：
掌握二种可编程接口芯片的应用 了解串行通信的一般概念
2
7.1 接口电路概述
CPU与外设之间信息交换的通道 信息缓冲、信息变换、电平转换、联络控制 分类： 功能 传送方式 传送的信息类型
输入接口 并行接口 数字量的输入/输出接口 输出接口 串行接口 模拟量的输入/输出接口
方式5（硬件触发选通）
– 写入初值时，GATE端应保持低电平。 – GATE每出现一次正脉冲，计数一个周期，然后停止计数。 – 每 的个负计脉数冲周。期结束时（减到0时），OUT端输出一个TCLK宽度 – 计数过程中修改初值不影响本轮计数过程。
7
外部引线及内部结构
DB
A1 A0
IOW IOR 片选信号
D7-D0
CLK0 GATE0
OUT0
A1
A0
CLK1
GATE1
WR
OUT1
RD
CLK1
CS
GATE1
8253 OUT1
通道0 通道1 通道2
8
外部引线及内部结构
连接系统端的主要引线：
D7～D0
A1 A0
CS
00
RD
01
WR
10
A1，A0
计数器(3个)——包括 16位初值寄存器 16位计数寄存器
（减法计数器）
控制寄存器—— 存放控制命令字（只写） 占用4个地址— 3个计数器，1个控制寄存器
12
定时/计数的工作过程
1. 设置8253的工作方式 2. 设置计数初值到初值寄存器 3. 第一个CLK信号使初值寄存器的内容置入
计数寄存器 4. 以后每来一个CLK信号，计数寄存器减1 5. 减到0时，OUT端输出一特殊波形的信号 注：以上计数过程中还受到GATE信号的控制
11
– 用于选择四个编址部件之一
选择 计数通道0 计数通道1 计数通道2 控制寄存器
引线结构
9
外部引线及内部结构
计数通道的主要引线（每通道均相同）： CLKn 时钟脉冲输入，计数器的计时基准。 GATEn 门控信号输入，控制计数器的启停。 OUTn 计数器输出信号，不同工作方式下
产生不同波形。
（n = 0～2）
10
8253的内部结构
编址部件0
~
D0
数据Biblioteka D7总线缓冲器
计数器 0
CLK 0 GATE 0 OUT 0
RD
片
WR A0
读/写
内
计数器
A1
逻辑
总
1
CS
线
CLK 1
GATE 1 编址部件1
OUT1
控制 寄存器
编址部件3
计数器 2
CLK 2 GATE 2 OUT 2
编址部件2
11
编程结构—程序员的观点
13
二、计数启动方式
程序指令启动————软件启动 外部电路信号启动——硬件启动
软件启动过程
GATE端保持为高电平
写入计数初值后的第2个 CLK脉冲的下降沿开始计数
硬件启动过程 GATE端有一个上升沿
对应CLK脉冲的下降沿开始计数
14
三、工作方式
方式0——计数结束中断 方式1——可重复触发的单稳态触发器 方式2——频率发生器 方式3——方波发生器 方式4——软件触发选通 方式5——硬件触发选通
软、硬件启动，自动重复计数。
装入初值后OUT端变高电平，计数到 最后一个CLK时OUT输出负脉冲，并 连续重复此过程。
工作波形
软、硬件启动，自动重复计数。
装入初值后OUT端变高电平，
然后OUT连续输出对称方波：
前 N/2或（N+1）/2 个CLK，OUT为高， 后N/2或（N-1）/2 个CLK， OUT为低。
5
如何实现定时？
软件方法：用一段程序实现延时
• 利用程序循环延迟指定的时间 • 缺点：CPU占用率？延时精度？兼容？
硬件方法：定时/计数器电路
• 利用脉冲计数在设定的时间输出定时信号
● 8253是一种硬件定时/计数器芯片
6
一、外部引线及内部结构
8253概貌 – 3个16位的定时/计数器（通道） – 24引脚双列直插式 – 最高计数频率2MHz – TTL电平兼容 – 单电源+5V供电
方式1（单稳态触发器） – 门控信号GATE端的跳变触发计数，可重复触发。 – 若下一次GATE上升沿提前到达，则OUT端负脉冲 拉宽为两次计数过程之和。 – 计数过程中写入新初值不影响本次计数。
19
各种工作方式特点
方式2（频率发生器） – GATE为计数的控制信号：GATE变低计数停止，再 变高时的下一个CLK下降沿，从初值开始重新计数。 – 每个计数周期结束时（减到1时），OUT端输出一个 TCLK宽度的负脉冲。 – 计数过程自动重复进行。 – 计数过程中修改初值不影响本轮计数过程。
方式3（方波发生器） – OUT输出方波，前半周期为高，后半周期为低。 – 计数过程中修改初值不影响本半轮计数过程。 – 其余的与方式2 类似。
20
各种工作方式特点
方式4（软件触发选通）
– 计数过程中，GATE端应保持高电平。 – 每写入一次初值，计数一个周期，然后停止计数。 – 每 的个负计脉数冲周。期结束时（减到0时），OUT端输出一个TCLK宽度 – 计数过程中修改初值不影响本轮计数过程。
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工作方式
方式4
(软件触发选通)
软件启动，不自动重复计数。 装入初值后输出端变高电平， 计数结束输出一个CLK宽度的负脉冲
方式5
(硬件触发选通)
工作波形
硬件启动，不自动重复计数。
OUT端波形与方式4相同
18
各种工作方式特点
方式0（计数结束中断） – 计数过程中，GATE端应保持高电平。 – 每写入一次初值计数一个周期，然后停止计数。 – OUT端输出是一个约(N+1)TCLK宽度的负脉冲。 – 计数过程中可随时修改初值重新开始计数。
15
工作方式
方式0
(计数结束中断)
软件启动，不自动重复计数。 装入初值后OUT端变低电平， 计数结束OUT输出高电平。
工作波形
方式1
(单稳态触发器)
硬件启动，不自动重复计数。
装入初值后OUT端变高电平， 计数开始OUT端变为低电平， 计数结束后又变高。
16
工作方式
方式2
(频率发生器)
方式3
(方波发生器)
8086系统中最常用的数字接口电路芯片： – 8253、8255、8250
3
7.2 可编程定时/计数器8253
掌握: 引线功能及计数启动方法 6种工作方式及其输出波形 8253的使用:
– 芯片与系统的连接 – 芯片的初始化编程
4
定时/计数器的用途
可以实现定时与计数两个功能，可用于 – 系统时钟 – DRAM刷新定时 – 定时采样 – 实时控制 – 脉冲的计数 – 。。。