第5章 通用输入输出接口

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第5章习题解答

第5章习题解答

第五章可编程序控制器及其工作原理5-1 可编程序控制器具有哪些特点?答:可编程序控制器特点:1)抗干扰能力强,可靠性高;2)控制系统结构简单、通用性强、应用灵活;3)编程方便,易于使用;4)功能完善,扩展能力强;5)PLC控制系统设计、安装、调试方便;6) 维修方便,维修工作量小;7) 体积小、重量轻,易于实现机电一体化。

5-2 整体式PLC、组合式PLC由哪几部分组成?各有何特点?答:整体式结构的PLC是将中央处理单元(CPU)、存储器、输入单元、输出单元、电源、通信端口、I∕O扩展端口等组装在一个箱体内构成主机。

另外还有独立的I/O扩展单元等通过扩展电缆与主机上的扩展端口相连,以构成PLC不同配置与主机配合使用。

整体式结构的PLC结构紧凑、体积小、成本低、安装方便。

小型机常采用这种结构。

组合式结构的PLC是将CPU、输入单元、输出单元、电源单元、智能I∕O单元、通信单元等分别做成相应的电路板或模块,各模块可以插在带有总线的底板上。

装有CPU的模块称为CPU模块,其他称为扩展模块。

组合式的特点是配置灵活,输入接点、输出接点的数量可以自由选择,各种功能模块可以依需要灵活配置。

5-3 PLC控制与继电器控制比较,有何相同之处?有何不同之处?答:PLC控制与继电器控制的比较见下表:5-4 PLC的硬件指的是哪些部件?它们的作用是什么?答:PLC的基本结构由中央处理器(CPU),存储器,输入、输出接口,电源,扩展接口,通信接口,编程工具,智能I/O接口,智能单元等组成。

1)中央处理器(CPU)中央处理器(CPU)其主要作用有①接收并存储从编程器输入的用户程序和数据。

②诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误。

③用扫描的方式通过I∕O部件接收现场的状态或数据,并存入输入映像存储器或数据存储器中。

④PLC进入运行状态后,从存储器逐条读取用户指令,解释并按指令规定的任务进行数据传送、逻辑或算术运算等;根据运算结果,更新有关标志位的状态和输出映像存储器的内容,再经输出部件实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。

【哈工程】计算机硬件技术基础--10硬基第5章IO接口

【哈工程】计算机硬件技术基础--10硬基第5章IO接口

缺点:
1.内存地址资源减少
F0000H
I/O地址
2.寻址时间相对增长 FFFFFH
64KB
14

二、端口的独立编址
优点:
1.内存地址资源充分利用, 2.地址译码简单,寻址速度快。 00000H
CPU对内存和端口有不同的读写控制信号: IOR\IOW,MEMR\MEMW
内存 地址
缺点:
1.能够应用于端口的指令较少,
29
查询工作方式

优点:协调性好,可靠性高,
接口简单。

缺点:CPU效率低,数据传送的实时性
差,速度较慢。
单一外设时 的工作流程
30
防止死循环
超时?
N
Y
读入并测试外设状态
N
超时错
READY?
Y
复位计时器
N
与外设进 行数据交换 传送完?
Y
31
查询工作方式
CPU主动,I/O被动
多个I/O设备? 查询设备状态标志位有三种办法:
49
作业:
50
I/O接口基本结构框图
正确选择寄存 器地址
数据输入寄存器
地址 译码
数据输出寄存器
解决高速cpu 与慢速外设
数据 缓冲
控制寄存器 控制 逻辑
控制数据 读写流向
外 部 I/O 设 备
状态寄存器
8
I/O接口电路芯片的组成:


数据端口 控制端口 状态端口 地址译码电路 数据缓冲电路 控制逻辑电路
直接存储器存取(DMA)
专用I/O处理器方式。
26
一、无条件传送

适用于总是处于准备好状态的外设

第5章 输入、输出接口P0~P3--1讲解

第5章 输入、输出接口P0~P3--1讲解

武汉科技大学
电信系
2. P1口 字节地址90H,位地址90H—97H
P1.0—P1.7: 准双向I/O口 输出时一切照常,输入时要先对其写“1”
读锁存器
内部 总线
写锁 存器
2
DQ CK /Q
1
读引脚
单片机及接口技术
Vcc 内部上拉电阻
引脚P1.X
17
第五章 输入、输出接口P0~P3
武汉科技大学
电信系
P1口
输入数据时,要先对其写“1”
读锁存器
Vcc 内部上拉电阻
内部 总线 1
写锁 存器
2
DQ
1
CK /Q
0
截 引脚P1.X 止
1
读引脚 =1
18
单片机及接口技术
第五章 输入、输出接口P0~P3
武汉科技大学
电信系
P1口
读锁存器
输出数据 1 时
内部 总线 1
写锁 存器
2
DQ
1
CK /Q
0
1
Vcc 内部上拉电阻
1
读引脚 =0
控制=1时,此脚作通用输出口: 输出=1时
23
单片机及接口技术
第五章 输入、输出接口P0~P3
武汉科技大学
电信系
P2口
读锁存器
内部 总线 0
写锁 存器
2
DQ CK /Q
地址高8位 控制 =1
Vcc 内部上拉电阻
0
1
3
=0
导 引脚P2.X 通
1 读引脚 =0
单片机及接口技术
控制=1 时,此脚作通用输出口: 输出=0 时
例5-1.设计一电路,监视某开关K,用发光二极 管LED显示开关状态,如果开关合上,LED亮、 开关打开,LED熄灭

第一章 微型计算机及其体系结构

第一章 微型计算机及其体系结构

控制总线决定了系统总线的特点,例如功能、适应性等
1.2.2 微型计算机的软件系统
操作系统 汇编程序 文本编辑程序 调试程序
MS-DOS MASM和LINK DEBUG.EXE
为什么采用汇编语言?
1.3 微型计算机的工作过程
8088的内部结构
AH AL
BH BL
通用 寄存器
CH CL DH DL
由于微型计算机具有如下特点
体积小、价格低 工作可靠、使用方便、通用性强……
所以,可以分为两个主要应用方向
1.1.1 微型计算机的应用
用于数值计算、数据处理及信息管理方向
通用微机,例如:PC微机 功能越强越好、使用越方便越好
用于过程控制及嵌入应用方向
专用微机,例如:工控机、单片机、数字信号 处理器
• Pentium III(奔腾3) — 32位微处理器 - 增加了70条SSE (Streaming SIMD Extensions)指令 SSE:单指令多数据流式扩展技术 (128位整数,浮点 - 首次内置序列号
1.1.1 微型计算机的发展(续)
第6代之后:
• Pentium 4 — 32位微处理器(非P6第六代X86 系列CPU核心结构) - 超级管道技术 - 增加了144条SSE2指令 - 简单ALU运行在2倍的处理器核心频率下
1.4.7 PentiumIII 中心结构
1.4.8 PentiumIV 中心结构
Intel公司于2000年11月推出了Pentium4微处理 器,至今主频已达到2GHz。Intel公司的Pentium4 采用NetBurst体系结构架构,也带来了体系结构总 线与支持芯片组的改变。虽然Pentium 4依然支持 AGTL+总线协议,但它与同样支持该协议的 Pentium Ⅲ最大不同是,它能够支持400MHz的体系 结构总线,这就意味着Pentium 4可提供高达 3.2GB/s的体系结构带宽,目前能够支持 Pentium 4新总线的只有i850等少数几种芯片组, i850有着非常出色的特性。

第5章 软件接口技术

第5章 软件接口技术

应用软件
运用系统调用
操作系统
用户直接 编写程序
驱动软件
硬件层 图5.1接口软件的层次接口
应用软件
应用软件 应用环境
软件 硬件层
B) Windows的调用层次
BIOS
硬件层
A)dos系统的调用层次
图5.2
设备调用层次
5.2 DOS系统下的接口调用 • DOS系统是单用户的操作系统。DOS系统提供 给用户的编程界面大体有如下几种: ①裸机层软件开发:利用芯片或板卡(适配器) 支持的寄存器或内存数据区编程。需要用户 非常清楚设备的硬件细节,编程较复杂,但 软件实现速度最快。 ②BIOS级软件开发:利用BIOS基本输入输出系 统所提供的一些服务功能编程。 ③系统功能级软件开发:利用DOS系统提供的 系统功能编程。
[例5.4]打开某文件,并向其中写入内容。 FILENAME LEA DX, FILENAME ;DS:DX MOV AL, 1 ;打开方式写 MOV AH, 3DH ;打开文件 INT 21;打开文件的ID号存AX中 MOV BUF, AX ;存打开文件ID号 DON1: LEA DX, FILEBUF1;输入字符串 FILEBUF1 MOV AH, 0AH FILEBUF1+1 INT 21H FILEBUF1+2 MOV CL, FILEBUF+1 ;实际输入的数放CL
…… DON: …… ……
2.显示输出中断(INT 10H) 参数: 待写的字符保存在AL中; 功能号保存在AH中; 其他参数保存在BX;CX;DX INT 10H可实现显示器输出中断调用,它与 DOS显示功能调用相比具有: ①能更快更完整地控制屏幕; ②显示方式中既可以显示字符又可以图形显示。

山东科技大学嵌入式系统设计作业习题

山东科技大学嵌入式系统设计作业习题

《嵌入式系统设计》作业习题第一章:嵌入式系统概述1 .和PC系统机相比嵌入式系统不具备以下哪个特点(C)。

A、系统内核小B、专用性强C、可执行多任务D、系统精简2 .嵌入式系统有硬件和软件部分构成,以下(C)不属于嵌入式系统软件。

A.系统软件B.驱动C.FPGA编程软件D.嵌入式中间件3 .以下哪个不是嵌入式系统设计的主要目标?(D)A低成本B低功耗C实时要求高D超高性能4 .下面哪个系统不属于嵌入式系统(C)A、MP3播放器B、GPS接收机C、“银河”巨型计算机D、“银河玉衡”核心路由器5 .下面关于哈佛结构描述正确的是(A)A程序存储空间与数据存储空间分离B存储空间与IO空间分离C程序存储空间与数据存储空间合并D存储空间与IO空间合并6 .嵌入式操作系统的主要目标并不包括(A)A强大多任务支持B实时处理能力C代码体积D与硬件的交互能力7 .以下属于嵌入式操作系统的是(BC)A、LinUX操作系统B、μC∕0S∙ll操作系统C、VXWorkS操作系统D、UbUntU操作系统8 .嵌入式系统的基本定义为:以O中心,以()为基础,O可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的O系统。

应用计算机技术软硬件专用计算机9 .以MCU为核心的嵌入式产品至少应包括(BCD)A、显示部分B、输入部分C、输出部分D、通信部分10、一般而言,嵌入式系统的构架可以分为4个部分:分别是(处理器)、存储器、输入/输出和软件,一般软件亦分为操作系统相关和(应用软件)两个主要部分。

第二章:STM32微控制器概述LCorteX-M处理器采用的架构是(D)(A)v4T(B)v5TE(C)v6(D)v72 .Cortex-M3的提供的流水线是(B)(A)2级(B)3级(C)5级(D)8级3 .Cortex-M3系列处理器支持Thumb-2指令集。

(对)4.STM32系歹IJMCU在使用电池供电时,提供3.3~5V的低电压工作能力。

《计算机组成原理》总结完整版

《计算机组成原理》总结完整版

《计算机组成原理》总结完整版《计算机组成原理》学科复习总结★第⼀章计算机系统概论本章内容:本章主要讲述计算机系统的组成、计算机系统的分层结构、以及计算机的⼀些主要指标等需要掌握的内容:计算机软硬件的概念,计算机系统的层次结构、体系结构和计算机组成的概念、冯.诺依曼的主要思想及其特点、计算机的主要指标本章主要考点:概念1、当前的CPU由哪⼏部分组成?控制器、运算器、寄存器、cache (⾼速缓冲存储器)2、⼀个完整的计算机系统应包括哪些部分?配套的硬件设备和软件系统3、什么是计算机硬件、计算机软件?各由哪⼏部分组成?它们之间有何联系?计算机硬件是指计算机的实体部分,它由看得见摸得着的各种电⼦元器件,各类光、电、机设备的实物组成。

主要包括运算器(ALU)、控制器(CU)、存储器、输⼊设备和输出设备五⼤组成部分。

软件是计算机程序及其相关⽂档的总称,主要包括系统软件、应⽤软件和⼀些⼯具软件。

软件是对硬件功能的完善与扩充,⼀部分软件⼜是以另⼀部分软件为基础的再扩充。

4、冯·诺依曼计算机的特点●计算机由运算器、存储器、控制器、输⼊设备和输出设备五⼤部件组成●指令和数据以同等地位存于存储器内,可按地址寻访●指令和数据⽤⼆进制表⽰●指令由操作码和地址码组成,操作码⽤来表⽰操作的性质,地址码⽤来表⽰操作数在存储器中的位置●指令在存储器内按顺序存放●机器以运算器为中⼼,输⼊输出设备和存储器间的数据传送通过运算器完成5、计算机硬件的主要技术指标●机器字长:CPU ⼀次能处理数据的位数,通常与CPU 中的寄存器位数有关●存储容量:存储容量= 存储单元个数×存储字长;MAR(存储器地址寄存器)的位数反映存储单元的个数,MDR(存储器数据寄存器)反映存储字长主频吉普森法●运算速度MIPS 每秒执⾏百万条指令CPI 执⾏⼀条指令所需的时钟周期数FLOPS 每秒浮点运算次数◎第⼆章计算机的发展及应⽤本章内容:本章主要讲述计算机系统、微型计算机系统的发展过程以及应⽤。

第5章 stm32单片机外部中断1

第5章 stm32单片机外部中断1

5.3.3 相关功能寄存器
EXTI_IMR(Interrupt mask register )中断屏蔽寄存器
5.3.3 相关功能寄存器
EXTI_EMR( Event mask register )中断事件屏蔽寄存器
5.3.3 相关功能寄存器
EXTI_RTSR(Rising trigger selection register)上升沿触发寄存器
5.3.2 中断控制器
具体有哪些外部中断,在“stm32f10x_nvic.h”这个头文件中 已经定义
5.3.2 中断控制器
5.3.2 中断控制器
ICER[2]:全称Interrupt Clear-Enable Registers,是 一个中断清除使能寄存器组。 该寄存器组与ISER寄存器功能相反,用来清除某个 中断的使能位。由于NVIC的这些寄存器都是写1有 效的,写0是无效的。设置一组ICER 寄存器来清除 相应中断使能位。 ISPR[2]:全称Interrupt Set-Pending Registers,是 一个中断挂起控制寄存器组。 每个位对应的外部中断和ISER内容是一样的。通过 向相应的位写1,可以将正在执行的中断挂起,去执 行同级或更高级别的中断。向这个寄存器组写0是无 效的。
抢占优先级和响应优先级
假定设置中断优先级为组2,然后设置: 中断3(RTC中断)的抢占优先级为2,响应优先级为1。 中断6(外部中断0)的抢占优先级为3,响应优先级为0。 中断7(外部中断1)的抢占优先级为2,响应优先级为0。 求这3个中断的优先级顺序? 上面例子中的中断3和中断7都可以打断中断6 的中断。而中 断7和中断3却不可以相互打断(这是因为他们的抢占优先级 是相同的)。
5.3.2 中断控制器

第三章 MSP430基本外设3(通用输入输出端口)

第三章 MSP430基本外设3(通用输入输出端口)
3.3 通用输入输出端口
(General Purpose Input & Output)
本节内容
• GPIO 概述 • MSP430的GPIO 特点 • MSP430 GPIO 寄存器 • GPIO 官方库函数 • GPIO 应用示例
GPIO 概述 (1/4)
• GPIO
GPIO (General Purpose I/O),通用输入输出端口。它是 MSP430最简单的集成外设。输入/输出端口可配置为可中 断型和不可中断型。
GPIO 寄存器(4/9)

PxREN 上拉或下拉电阻使能寄存器
PxREN寄存器中的每一位可使能或禁用相应I/O引脚的 上拉/下拉电阻。
PxREN 配置: Bit = 1: 使能上拉/下拉电阻; Bit = 0: 禁用上拉/下拉电阻。
注意:先设置上拉或下拉使能寄存器PxREN,置1使能, 使能后通过PxOUT设置上拉还是下拉。
引脚下拉
VCC R 引脚 Px.x R
GPIO 寄存器(5/9)

PxSEL 功能选择寄存器
I/O端口还具有其他片内外设功能,为减少引脚,将这 些外设功能与I/O端口引脚复用来实现。
PxSEL来选择引脚的I/O端口功能与外围模块功能。 PxSEL的配置: Bit = 0: 选择引脚为I/O端口; Bit = 1: 选择引脚为外设功能。 例:P1SEL |= 0x01; //表示P1端口的P1.0引脚设置为外 设功能
GPIO_clearInterruptFlag() // 清除中断标志位
GPIO_getInterruptStatus() // 获取中断状态 GPIO_interruptEdgeSelect() // 选择中断沿
GPIO 官方库函数(4/4)

第5章_MCS-51单片机中断定时器

第5章_MCS-51单片机中断定时器
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5.1.4 P3口
P3口第二功能
第二功能状态
15:12
14
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5.1.4 P3口
P3口使用
P3口使用
P3口的每一位都可独立地定义为第一功能 I/O或第二功能使 用。P3的第二功能涉及到串行口、外部中断、定时器,与 特殊功能寄存器有关,它们的结构、功能等在后面章节中 再作进一步介绍。
P3 口 的 地 址 为 B0H , 对 应 P3.0~P3.7 的位地址为 B0H~B7H。
15:12 15
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5.1.4 小结
4个并行口使用注意事项
P0、P1、P2、P3并行端口使用注意事项
(1)4个端口的电路结构均不完全相同,并且性能和用途 也各有所侧重; (2)4个口均为“准双向口”,每个并行口都有两种读入 方法:一个是读锁存器,另一个是读取引脚状态; (3)P0口作为I/O口使用时应外接上拉电阻,其它口则可 不必; (4)P2口某几根口线作地址使用时,剩下的口线不能作为 I/O口线使用; (5)P3口的某些口线作第二功能时,剩下的口线可以单独 作为I/O口线使用。
15:12 26
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5.2.1 CPU与外设的输入/输出方式
2.异步传送方式
异步 传送又称为有条
-----异步传送方式
件传送,或查询方式,
通常 把 通过 程 序 对外 设状 态 的检 测 称 之为 “查 询”, 所 以 这种 有条 件 的传 送 方 式又 叫做 程 序查 询 方 式。 查询 的 流程 图 如 图所 示。
15:12 27
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5.2.1 CPU与外设的输入/输出方式
3.直接存储器存取(DMA)方式
---DMA方式
DMA ( Direct Memory Access ) 方 式 是

第5章 McASP

第5章 McASP

引脚数据输出寄存器(PDOUT):如果引脚被配置为通用(GPIO)输出口
(PFUNC[n] = 1 and PDIR[n] = 1),那么数据就会由此引脚输出。在引脚被配置为 McASP引脚时(PFUNC[n] = 0)此寄存器不可用。
引脚数据设置寄存器(PDSET):PDOUT的别名。向PDSET[n]写入1就会将相应
格式化单元包括三个部分:
位屏蔽和填充(屏蔽位,进行符号扩展) 旋转(字内对齐数据)
位翻转(选择是MSB在前还是LSB在前)

位屏蔽和填充部分包括一个完整的32位屏蔽寄存器,它允许选定位完 全通过或者被屏蔽掉,然后插入一个0,一个1或者原来的32位中的其 中一位来作为填充值填充被屏蔽了的位。在最后一种选择中,当在符 号位被选择用来填充剩余位时允许进行符号扩展。 旋转部分进行4的倍数位(0到28位之间)的位旋转,可以通过(R/X)FMT 寄存器编程进行控制。注意:这是一个旋转过程,不是移位过程,因 此在旋转操作中,第0位被移位到第31位。
位翻转部分或者是让32位全部直接通过,或者是交换他们。这对于 MSB在前或者LSB在前的数据格式都是允许。如果使能位未翻转, McASP就会自然的以LSB在前的次序进行发送和接收。 最后要注意,(R/X)FMT的(R/X)DATDLY位也可以决定数据的格式。 例如:对于I2S格式和左对齐格式之间的差别就是由帧同步信号的边 沿和单元的第一个数据位之间的延迟决定的。对于I2S格式, (R/X)DATDLY需要设置为1个时钟延迟,然而左对齐格式就需要设置 为0个时钟延迟。

5.2.4 串行器

串行器由寄存器SRCTL[n]来控制。串行器负责将串行数据移入或移出McASP。 每一个串行器包括一个移位寄存器(XRSR),数据缓存器(XRBUF),控制寄存器 (SRCTL)。 接收,数据通过AXR[n]引脚移入移位寄存器XRSR。在整个数据单元都被收集到 了XRSR之后,接着这些数据就被复制到数据缓存XRBUF中。现在DSP就可以通 过RBUF寄存器(接收XRBUF的别名),经格式化单元读取数据了。 发送,DSP芯片通过向XBUF寄存器(发送XRBUF的别名)中写入数据,经过发送 格式化单元,数据从XRBUF复制到XRSR中,由AXR[n]引脚移出(跟串行时钟同 步)。

5.第五章 数控机床电气控制线路

5.第五章 数控机床电气控制线路
图5.1 数控机床电气组成结构框图
1
第一节 数控车床电气控制线路
数控车床的机械部分比同规格的普通车床更为紧凑简洁。 主轴传动为一级传动,去掉了普通机床主轴变速齿轮箱, 采用了变频器实现主轴无级调速。进给移动装置采用滚 珠丝杠,传动效率高、精度高、摩擦力小。
2
1.1 数控车床的主要工作情况
一般经济型数控车床的进给均采用步进电动机,进给电 动机的运动由NC装置实现信号控制。 数控车床的刀架能自动转位。换刀电动机有步进、直流 和异步电动机之分,这些电动刀架的旋转、定位均由NC 数控装置发出信号,控制其动作。而其他的冷却、液压 等电气控制跟普通机床差不多。 现以经济型CK0630型数控车床为例,说明普通数控车床
20
图 5.11 数控系统控制步进驱动接线图原理图
21
4、数控系统对电动刀架的控制:
(1)、直流型电动机电动刀架
数控系统控制电动刀架,主要控制刀架电动机的正反转, 所反应的刀号数送给数控系统.从数控系统输入信号接 口来看,低电平有效。由于电动机电流不是太大,故 选用数控系统能驱动的功率继电器。
数控系统控制电动刀架电动机的接线原理图如图5.12 所 示 。 P3 口 的 O6(P3.6) 和 O7 ( P3.7) 控 制 KA3 、 KA4继电器,由于输出低电平有效,故中间继电器另一端 接+24V。三个微动开关信号SQ1~ SQ3分别接P3口 的I1(P3.21)、I2(P3.22)、I3(P3.23),信号低 电平有效。图5.12中,用 KA3、KA4的触点控制直流 电动机正反转,而直流电源 DC27V的产生通过变压器 和整流桥等电路产生。
31
图5.19 CLK脉冲与DIR信号波形
图5.20 数控系统与步进驱动的接口图

嵌入式系统输入

嵌入式系统输入

//第9位为输出引脚
rGPGDAT=rGPGDAT&Oxdff | 0x100;//第8位输出为高电平
//第9位输出低电平
for(i = 0;i< 1000000;i++); //延时
flag = 0;



A
13
5.2 A/D转换器接口
A
14
5.2.1 A/D(模/数)转换的方法和原理
A/D转换器(模/数转换器)完成电模拟量到数字量的转换。实 现A/D转换的方法很多,常用的方法有计数法、双积分法和逐次 逼近法等。
//9位为输出引脚
rGPGDAT= rGPGDAT&0xeff | 0x200; //第8位输出为低电平
//第9位输出高电平
for(i = 0;i< 10000000;i++);
//延时
flag = 1;

A
12
else{
for(i = 0;i< 1000000;i++);
//延时
rGPGCON=rGPGCON&0xfff0ffff(0x00050000;//配置第8、
第5章 嵌入式系统输入/输出设备接口
A
1
5.1 GPIO(通用输入/输出接口)
Aபைடு நூலகம்
2
5.1.1 GPIO原理与结构
GPIO(General Purpose I/O,通用输入/输出接口)也称为并行 I/O(parallel I/O),是最基本的I/O形式,由一组输入引脚、输 出引脚或输入/输出引脚组成,CPU对它们能够进行存取操作。有 些GPIO引脚能够通过软件编程改变输入/输出方向。
A

数电最全答案

数电最全答案

结构等方面,向高性能、多功能的方向发展,如天气预报、灾难预
报、科学计算。 世界最快超级计算机为天津国家超级计算机中心的天河-1A,速度 为每秒2.5千万亿次. 三网络化:知识大爆炸、信息高速公路
二、计算机的特点、应用 自动性:自动执行存储在存储器中的程序,以完成一定的信 息处理任务 高速性:Pentium指令周期只有几个~几十个毫微秒 准确性:
有关术语:
1. 位 ( bit)
指计算机能表示的最基本最小的单位
在计算机中采用二进制表示数据和指令,故: 位就是一个二进制位,有两种状态,“0” 和 “1” 2. 字节 ( Byte ) 相邻的8位二进制数称为一个字节 如: 1100 0011 0101 0111 1 Byte = 8 bit
1AF . 4H =1×162 +10×16 1+15×16 0+4×16 -1
= (431.25)10
2、各种数制之间的转换
(1) 二进制、十六进制转十进制:按权展开即可。 例如: (10110.101)2 =1×24 +0×2 3+1×2 2+1×2 1+0×2 0+1×2 1+
0×2 -2+1×2 –3 = (22.625)10
反码:正数的反码与原码相同;负数的反码等于该数的原码 除符号位外按位取反。
X X n (2 1) X
2 n 1 X ≥ 0 0≥ X -2n 1
例如:12的8位反码为 0000 1100B -12的8位原码: 1000 1100B -12的8位反码为 1111 0011B
例如:二进制数110101110.01B转换为十六进制数 0001 1010 1110 . 0100 ↓ 1 ↓ A ↓ ↓ E . 4

微型计算机与外设之间的数据传输

微型计算机与外设之间的数据传输

微型计算机多种接口框图
什么是I/O接口(电路)?
I/O接口是位于系统与外设间、用来帮助 完毕数据传送和控制任务旳逻辑电路
PC机系统板旳可编程接口芯片、I/O总 线槽旳电路板(适配器)都是接口电路
接口
I/O
CPU
电路
设备
为何需要I/O接口(电路)?
微机旳外部设备多种多样 工作原理、驱动方式、信息格式、以及
传播数据旳方式:无条件I/O传送方式、查 询式输入输出方式、中断控制方式、DMA方 式.
一、无条件输入输出方式
无条件输入输出方式是一种最简朴旳输入/输
出控制方式,其I/O接口电路及软件比较简朴, 全部旳操作均由执行程序来完毕
特点:输入接口电路总是准备好了等待输入给
CPU旳数据,输出接口电路总是准备好了接受来 自CPU旳数据。CPU不必查询I/O设备是否准备就 绪,直接用汇编语言或高级语言编程,实现输入 或输出操作
MOV DX,301H; 数据端口地址传送给DX
IN AL,DX ; 读入数据信息
2.查询式输出方式
当CPU采用查询方式 向外设输出数据时, CPU必须首先从状态端 口查询外设是否已经 作好了接受CPU数据旳 准备,若没有准备好, 则要继续查询,若准 备好了,CPU便执行一 次数据输出操作
例:假设状态端口与数据端口旳地址分别为3FOH 和3F1H,状态信息从数据线上D7位读入CPU中,查 询式输出程序段如下:
智能化接口集单片机技术与接口技术于一体,可直接 与外围设备相连,它是一种构造与功能接近于CPU旳 专用控制器,有独立旳指令系统,经过编写完整旳I/O 管理程序和预处理程序,来实现对许多外设频繁旳I/O 进行管理,从而减轻了CPU管理I/O设备旳承担,大大 提升了微机系统旳运营速度
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控制的引脚
GPIO输入输出|I/O相关寄存器
LPC1700系列Cortex-M3的高速GPIO口还可通过一 些字节和半字访问的寄存器来控制,如FIOxDIR0/1/2/3、 FIOxSET0/1/2/3、FIOxCLRL/U等。
GPIO端口方向寄存器 GPIO输出置位寄存器 GPIO输出清零寄存器 GPIO管脚值寄存器
复位值 0
当引脚设置为GPIO输出模式时,可使用该寄存器从引脚输出低 电平。向某位写入1使对应引脚输出低电平。写入0无效。 注意:读取该寄存器无效,不能读回输出寄存器的值。
GPIO输入输出|I/O功能框图
端口屏蔽寄存器 模式选择寄存器
vcc
输出置位寄存器
FIOxMASK FIOxSET PINMODEx
描述
复位值
31 : 0
方向控制位。FIOxDIR[0]对应于Px.0 …FIOxDIR[31]对应于Px.31引脚
0
当引脚设置为GPIO输出模式时,可使用该寄存器控制引脚的方 向。向某位写入1使对应引脚作为输出功能,写入0时作为输入功 能。
作为输入功能时,引脚处于高阻态。
• GPIO相关寄存器描述——FIOxSET
FIOxDIR FIOxSET FIOxCLR FIOxPIN Px.n
Bit31 Bit31 Bit31 Bit31 Px.31
Bit30 Bit30 Bit30 Bit30 Px.30
…… …… …… …… ……
Bit1 Bit1 Bit1 Bit1 Px.1
Bit0 Bit0 Bit0 Bit0 Px.0
• GPIO应用示例——输出多位数据至IO口
在需要将多位数据同时输出到某几个IO口线时,通常使用 FIOxSET和FIOxCLR来实现,在某些情况下也可以使用FIOxPIN 寄存器实现。后者可以在多个IO口上直接输出0和1电平。
本例将8位无符号整形变量Data的值输出到P0.0~P0.7。 使用FIOxSET和FIOxCLR实现:
GPIO输入输出|I/O相关寄存器
LPC1700系列Cortex-M3具有5个端口,所以具有5组 控制寄存器。一个GPIO引脚在某一时刻,只受4个位的控 制,这4个位分布在该GPIO所属端口的4个控制寄存器中。
GPIO端口方向寄存器 GPIO输出置位寄存器 GPIO输出清零寄存器 GPIO管脚值寄存器
out in FIOxDIR FIOxCLR FIOxSET 1 0
PINSELx
FIOxPIN
FIOxS ET 31 : 0
描述 输出置位。FIOxSET[0]对应于Px.0 … FIOxSET[31]对应于Px.31引脚
复位值 0
当引脚设置为GPIO输出模式时,可使用该寄存器从引脚输出高 电平。向某位写入1使对应引脚输出高电平。写入0无效。
GPIO特性描述|中断
LPC1700系列Cortex-M3的P0和P2还具有中断功能, P0和P2每个引脚都可配置为上升沿、下降沿或双边沿中断。
P0.x
LPC1700
P2.x
GPIO中断还具 有掉电唤醒功能
下降沿中断
边沿中断


1 GPIO简介 GPIO特性描述
2
3 4
GPIO输入输出
GPIO中断
从该寄存器读回的数据为GPIO输出寄存器的值。该值不反映 外部环境对引脚的影响。
• GPIO相关寄存器描述——FIOxCLR
out in FIOxDIR FIOxCLR FIOxSET 1 0
PINSELx
FIOxPIN
FIOxCLR 31 : 0
描述 输出清零。FIOxCLR[0]对应于Px.0 …F IOxCLR[31]对应于Px.31引脚
• GPIO应用示例——设置P0.0输出高电平
out in FIO0SET 1 0 FIO0CLR
P0.0
FIO0DIR
PINSEL0
FIO0PIN
C代码:
... LPC_PINCON->PINSEL0&= 0xFFFFFFFC; (1) 设置引脚连接模块,P0.0为GPIO LPC_GPIO0->FIODIR |= 0x00000001; (2) 设置P0.0口方向,设置为输出
功能选择寄存器
1 OUT 0
IN
1 0 FIOxCLR 输出清零寄存器
GPIO
FIOxDIR
PINSELx 复位后默认所有 GPIO为上拉输入模式 端口方向控制寄存器 FIOxPIN 管脚值寄存器
GPIO输入输出|I/O屏蔽寄存器
采用屏蔽寄存器FIOxMASK来屏蔽某些位,可以让 软件在一个写操作过程中设置GPIO相应的位而又不影响 到其他的管脚。
GPIO输入0
FIOxCLR
0 IN FIOxDIR PINSELx
4 设置GPIO输出电平 4 读取GPIO引脚电平
FIOxPIN
1 设置引脚为GPIO功能
态由FIOxSET和 FIOxCLR中最后操作的寄存器决定; 大部分GPIO输出为推挽方式(个别引脚为开漏输 出),正常拉出/灌入电流均为4mA(短时间极限 值40mA); 复位后默认所有GPIO为输入模式。
IOxPIN PINSELx GPIO 输出清零寄存器。该寄存器控制引脚输出 低电平 IOxDIR IOxCLR
NA
0x00000000 0x00000000 0x00000000
读/置位 只清零 读/写
GPIO方向控制寄存器。该寄存器单独控制每个 IO口的方向
• GPIO相关寄存器描述——FIOxPIN
= Data;
(4) Data变量中为1的位将输出高电平
数据输出线:
0x??
0x00
Data
• GPIO应用示例——输出多位数据至IO口
在需要将多位数据同时输出到某几个IO口线时,通常使用 IOxSET和IOxCLR来实现,在某些情况下也可以使用IOxPIN寄存 器实现。后者可以在多个IO口上直接输出0和1电平。
写该寄存器会将值保存到输出寄存器,具体使用稍后介绍。
注意:无论引脚被设置为输入还是输出模式或者配置为其他可选的 数字功能,都不影响引脚状态的读出。
• GPIO相关寄存器描述——FIOxDIR
out in FIOxDIR FIOxCLR FIOxSET 1 0
PINSELx
FIOxPIN
FIOxDIR
本例将8位无符号整数变量Data的值输出到P0.0~P0.7。 使用FIOxPIN实现:
#define DataBus 0xFF
PINSEL0 &= 0xFFFF0000;
FIO0DIR FIO0PIN ... |= DataBus;
(1) 设置引脚连接模块,P0.0 ~P0.7为GPIO
(2) 设置P0.0口方向,设置为输出
FIOxDIR FIOxSET FIOxCLR FIOxPIN Px.n
Bit31 Bit31 Bit31 Bit31 Px.31
Bit30 Bit30 Bit30 Bit30 Px.30
…… …… …… …… ……
Bit1 Bit1 Bit1 Bit1 Px.1
Bit0 Bit0 Bit0 Bit0 Px.0
FIOxSET FIOxMASK 引脚电平
1
1
…… …… ……
1
0
0
1
1
1
0
1
1
0
0
1
u
1
u
u
u
1
u
u=电平不变
GPIO输入输出 |I/O操作流程 输出操作流程 输入操作流程
2
配置引脚模式
vcc
GPIO输 出 3 设置GPIO的方向
FIOxSET
高电平
1 1
PINMODEx
1 OUT
GPIO
1 1
= (FIO0PIN & 0xFFFFFF00) | Data; (3) 写FIO0PIN,输出数据
数据输出线:
与前者对比:
0x??
Data
0x??
0x00
Data
• GPIO应用程序示例——控制LED
int main (void) { unsigned long i; LPC_GPIO2->FIODIR = 0x0000000F; // 设置P2.0---P2.3方向为输出 LPC_GPIO2->FIOSET = 0x0000000F; // 初始化输出高电平,关闭指示灯 while(1) { LPC_GPIO2->FIOCLR = 0x0000000F; // 输出低电平,点亮指示灯 for(i = 1000000; i > 0; i--); LPC_GPIO2->FIOSET = 0x0000000F; // 输出高电平,关闭指示灯 for(i = 1000000; i > 0; i--); } }
#define DataBus 0xFF
PINSEL0 &= 0xFFFF0000; (1) 设置引脚连接模块,P0.0~P0.7为GPIO FIO0DIR |= DataBus; (2) 设置P0.0口方向,设置为输出 (3) 清零8位IO口的输出状态
FIO0CLR
FIO0SET ...
= DataBus;
第五章
通用输入输出(GPIO)


1 GPIO简介 GPIO特性描述
2
3 4
GPIO输入输出
GPIO中断
GPIO简介|数字量输入/输出——GPIO
GPIO是通用型输入/输出(General Purpose I/O)的 简称,主要用于工业现场需要用到数字量输入/输出的场 合,例如:
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