第九章 接口扩展技术
第九章：接口技术-DAAD接口
CS WR1 AGND D3 D2 D1 D0 Vref Rfb DGND VCC ILE WR2 XFER D4 D5 D6 D7 Iout2 Iout1
20 PIN
DIP封装 DIP封装
《单片机应用系统设计》教学课件 单片机应用系统设计》
DAC0832 内部结构框图
D0—D7： D0 D7：8位数字量输入端 D7 /CS： 片选端， /CS： 片选端，低有效 ILE： 数据锁存允许, ILE： 数据锁存允许,高有效 /WR1： 写控制信号1, 1,低有效 /WR1： 写控制信号1,低有效 /WR2： 写控制信号2, 2,低有效 /WR2： 写控制信号2,低有效 /XFER： /XFER：数据传送控制信号 Iout1：电流输出端1 Iout1：电流输出端1 Iout2：电流输出端2 Iout2：电流输出端2 Rfb： Rfb： 内置反馈电阻端 Vref: 参考电压源, 10～ Vref: 参考电压源,-10～+10V DGND： DGND： 数字量地 AGND： AGND： 模拟量地 +5～+15V单电源供电端 Vcc: +5～+15V单电源供电端
89C51单片机 89C51单片机
P0.0—P0.7 P0.0 P0.7 P2.0 EA
30Px2
DAC 0832
+5V 8位 DI0—DI7 DI0 DI7 Vcc Vref CS ILE XFER Rfb WR1 WR2 Iout1 Iout2
+5V
WR
+12V − uA741 + -12V
6MHz
《单片机应用系统设计》教学课件 单片机应用系统设计》
直通方式接口
DAC0832芯片的片 当DAC0832芯片的片 选信号、写信号、 选信号、写信号、 及传送控制信号的 引脚全部接地， 引脚全部接地，允 许输入锁存信号ILE 许输入锁存信号ILE 引脚接＋5V时 引脚接＋5V时， DAC0832芯片就处于 DAC0832芯片就处于 直通工作方式， 直通工作方式，数 字量一旦输入， 字量一旦输入，就 直接进入DAC寄存器， DAC寄存器 直接进入DAC寄存器， 进行D/A转换。 D/A转换 进行D/A转换。
单片机原理及接口技术课后习题第9章 答案
第九章复习思考题1. 计算机系统中为什么要设置输入输出接口输入/输出接口电路是CPU与外设进行数据传输的桥梁。
外设输入给CPU的数据，首先由外设传递到输入接口电路，再由CPU从接口获取；而CPU输出到外设的数据，先由CPU 输出到接口电路，然后与接口相接的外设获得数据。
CPU与外设之间的信息交换，实际上是与I/O接口电路之间的信息交换。
2. 简述输入输出接口的作用。
I/O接口电路的作用主要体现在以下几个方面：（1）实现单片机与外设之间的速度匹配；（2）实现输出数据锁存；（3）实现输入数据三态缓冲；（4）实现数据格式转换。
3. 在计算机系统中，CPU与输入输出接口之间传输数据的控制方式有哪几种各有什么特点在计算机系统中，CPU与I/O接口之间传输数据有3种控制方式：无条件方式，条件方式，中断方式，直接存储器存取方式。
在无条件方式下，只要CPU执行输入/输出指令，I/O接口就已经为数据交换做好了准备，也就是在输入数据时，外设传输的数据已经传送至输入接口，数据已经在输入接口端准备好；输出数据时，外设已经把上一次输出的数据取走，输出接口已经准备好接收新的数据。
条件控制方式也称为查询方式。
CPU进行数据传输时，先读接口的状态信息，根据状态信息判断接口是否准备好，如果没有准备就绪，CPU将继续查询接口状态，直到其准备好后才进行数据传输。
在中断控制方式下，当接口准备好数据传输时向CPU提出中断请求，如果满足中断响应条件，CPU则响应，这时CPU才暂时停止执行正在执行的程序，转去执行中断处理程序进行数据传输。
传输完数据后，返回原来的程序继续执行。
直接存储器存取方式即DMA方式，它由硬件完成数据交换，不需要CPU的介入，由DMA 控制器控制，使数据在存储器与外设之间直接传送。
4. 采用74LS273和74LS244为8051单片机扩展8路输入和8路输出接口，设外设8个按钮开关和8个LED，每个按钮控制1个LED，设计接口电路并编制检测控制程序。
单片机教案(讲稿)
单片机教案(讲稿)第一章：单片机概述1.1 单片机的定义与发展历程介绍单片机的概念及其发展历程讲解单片机在我国的应用与发展现状1.2 单片机的组成与结构介绍单片机的组成结构，包括CPU、存储器、输入/输出接口等讲解单片机的硬件系统设计与应用1.3 单片机的特点与分类讲解单片机的主要特点，如体积小、成本低、功耗低等介绍单片机的分类及应用领域第二章：单片机编程基础2.1 计算机组成原理与数制转换讲解计算机组成原理，包括二进制、八进制、十六进制等数制转换方法介绍ASCII码、GB2312等字符编码标准2.2 单片机指令系统与编程语法讲解单片机的指令系统，包括数据传输、逻辑运算、算术运算等指令介绍单片机编程语法，如寄存器、立即寻址、间接寻址等2.3 程序设计方法与技巧讲解程序设计方法，包括顺序结构、分支结构、循环结构等介绍编程技巧，如变量命名、代码优化、模块化设计等第三章：单片机接口技术3.1 并行接口设计与应用讲解并行接口的原理与设计方法介绍并行接口在单片机中的应用案例，如键盘、LED显示等3.2 串行接口设计与应用讲解串行接口的原理与设计方法介绍串行接口在单片机中的应用案例，如串口通信、USB接口等3.3 其他接口技术介绍讲解ADC、DAC、PWM等接口技术的原理与应用介绍这些接口技术在单片机中的应用案例第四章：单片机应用系统设计4.1 系统设计流程与方法讲解单片机应用系统设计的流程，包括需求分析、硬件选型、软件设计等介绍系统设计方法，如模块化设计、层次化设计等4.2 硬件系统设计与调试讲解硬件系统设计的方法与技巧介绍硬件调试工具与方法，如示波器、逻辑分析仪等4.3 软件系统设计与调试讲解软件系统设计的方法与技巧介绍软件调试工具与方法，如调试器、仿真器等第五章：单片机项目实践5.1 项目实践概述讲解项目实践的目的与意义介绍项目实践的内容与要求5.2 项目实践案例一：温度控制系统讲解温度控制系统的原理与设计方法介绍使用单片机实现温度控制的具体步骤与技巧5.3 项目实践案例二：智能家居系统讲解智能家居系统的原理与设计方法介绍使用单片机实现智能家居的具体步骤与技巧5.4 项目实践案例三：小型讲解小型的原理与设计方法介绍使用单片机控制小型的具体步骤与技巧展望单片机技术在未来的发展趋势与应用前景第六章：单片机中断与定时器/计数器6.1 中断系统讲解单片机的中断系统概念、类型及优先级介绍中断服务程序的编写方法与中断响应过程6.2 定时器/计数器原理讲解定时器/计数器的结构、工作模式及编程方法介绍定时器/计数器在工业控制中的应用案例6.3 中断与定时器/计数器应用实例结合具体案例，讲解中断与定时器/计数器在实际项目中的应用第七章：单片机串行通信技术7.1 串行通信基础讲解串行通信的概念、分类及标准介绍串行通信的物理层、数据链路层及网络层协议7.2 单片机串行通信接口讲解单片机串行通信接口的原理与编程方法介绍单片机串行通信在各种应用场景中的案例7.3 串行通信技术应用实例结合具体案例，讲解串行通信技术在实际项目中的应用第八章：单片机接口扩展技术8.1 并行扩展技术讲解并行扩展芯片的选型及接口设计方法介绍并行扩展在存储器、IO接口等方面的应用8.2 串行扩展技术讲解串行扩展芯片的选型及接口设计方法介绍串行扩展在ADC、DAC、显示模块等方面的应用8.3 接口扩展技术应用实例结合具体案例，讲解接口扩展技术在实际项目中的应用第九章：单片机嵌入式系统设计9.1 嵌入式系统概述讲解嵌入式系统的概念、特点及分类介绍嵌入式系统的设计流程与方法9.2 嵌入式操作系统讲解嵌入式操作系统的概念、特点及分类介绍常见的嵌入式操作系统及其应用案例9.3 嵌入式系统设计实例结合具体案例，讲解嵌入式系统在实际项目中的应用第十章：单片机技术发展趋势与应用前景10.1 单片机技术发展趋势讲解单片机技术的发展趋势，如性能提升、集成度增加等介绍新兴的单片机技术，如片上系统（SoC）、物联网（IoT）等10.2 单片机应用前景探讨单片机技术在各个领域的应用前景，如工业控制、智能家居、医疗设备等分析单片机技术对我国经济社会发展的重要意义重点和难点解析重点环节一：单片机的定义与发展历程单片机作为微控制器的核心，其定义和发展历程是理解微控制器应用的基础。
第九章 cdma2000 is95
Bits/Frame 16 40 80 172
Data Rate (kbps) 1.2 2.4 4.8 9.6
Block Interleaver (384 Symbols)
+
Symbol point Mapping ( 0+1, 1-1)
Channel Gain Power Control Symbol Puncture F-PSCH gain
IS-95A信道类型
前向
导频信道 同步信道 寻呼信道 业务信道（含功率控制子信道）
反向
接入信道 业务信道
导频、同步、寻呼信道结构
Walsh (0) 导频信道 （全0） 去QPSK
1.2288Mcps Walsh (32) 重复的 码符号 块交织 调制 符号
同步信道比特 卷积编码 r=1/2,K=9
64-ary Othogonal Modulator 307.2 ksps
Data Burst Randomizer
+
To OQPSK
User n’s Long Code Mask
Long code Generator (1.2288Mbps)
反向业务信道结构
R-TCH bits
Add Frame Quality Indicator Bits 0 0 8 12 Add 8 Encoder Tail Bits Convolutional Encoder R=1/3, K=9
Symbol Repetition
Factpr 8X 4X 2X 1X 28.8 ksps
Bits/Frame 16 40 80 172
Data Rate (kbps) 1.2 2.4 4.8 9.6
portextension原理
portextension原理PortExtension原理PortExtension是一种用于扩展计算机端口数量的技术。
它通过增加额外的硬件组件，使计算机可以连接更多的外部设备，从而提供更多的端口。
这种技术在现代计算机系统中被广泛应用，为用户提供了更大的灵活性和便利性。
PortExtension的原理是通过使用特定的芯片或电路板，在计算机主板上增加额外的端口。
这些端口可以是USB、HDMI、VGA、Ethernet等不同类型的接口，用于连接不同种类的外部设备。
通过这种方式，用户可以同时连接多个设备，例如鼠标、键盘、打印机、显示器、摄像头等。
在计算机系统中，每个端口都有一个唯一的标识符，称为端口号。
端口号用于区分不同的端口，并与相应的设备进行通信。
通常，计算机系统具有固定数量的端口，这取决于其设计和用途。
当需要连接更多的设备时，PortExtension技术就发挥了作用。
通过PortExtension，计算机可以通过扩展卡或外部设备连接到额外的端口。
这些扩展卡或设备通常包含多个端口，用户可以根据自己的需求选择适合的扩展卡。
一旦安装了扩展卡，计算机系统就能够识别和使用这些额外的端口。
在使用PortExtension时，用户可以根据需要连接和断开外部设备。
例如，如果需要连接一个新的显示器，用户可以将其插入计算机的一个空闲端口。
计算机会自动检测到新设备的连接，并为其分配一个空闲的端口号。
用户可以通过操作系统的设置来配置和管理这些端口。
PortExtension技术的优点之一是它提供了更大的灵活性和可扩展性。
用户可以根据自己的需求选择不同类型和数量的端口，以适应不同的外部设备。
这样，用户可以轻松地连接和管理多个设备，提高工作效率。
另一个优点是PortExtension技术的易用性。
安装和配置扩展卡或外部设备相对简单，用户无需具备专业知识也可以完成。
大多数操作系统提供了图形用户界面，帮助用户方便地管理和控制这些端口。
io口扩展原理
io口扩展原理
IO口扩展原理
IO口是计算机中的一种通用输入输出接口，它可以连接各种外部设备，如键盘、鼠标、打印机、显示器等。
但是，计算机的IO口数量是有限的，如果需要连接更多的外部设备，就需要进行IO口扩展。
IO口扩展的原理是通过芯片来实现的。
常见的IO口扩展芯片有74HC595、74HC164、74HC573等。
这些芯片都是串行输入并行输出的芯片，可以将一个串行输入的信号转换成多个并行输出的信号。
以74HC595芯片为例，它有三个引脚：SER、SRCLK、RCLK。
SER 是串行输入端，SRCLK是移位寄存器时钟，RCLK是并行输出寄存器时钟。
当输入一个高电平信号到SER引脚时，芯片内部的移位寄存器就会将这个信号存储起来。
每当SRCLK引脚接收到一个上升沿时，移位寄存器就会将存储的信号向左移动一位，同时将新的输入信号存储到最右边的位置。
当移位寄存器中存储的位数达到8位时，就可以通过RCLK引脚将这8位信号输出到外部设备。
通过多个74HC595芯片的级联，可以实现更多的IO口扩展。
例如，如果需要扩展16个IO口，就可以使用两个74HC595芯片级联，将第一个芯片的并行输出连接到第二个芯片的串行输入，这样就可以实现16位的并行输出。
除了74HC595芯片，还有其他的IO口扩展芯片可以使用。
不同的
芯片有不同的特点和应用场景，需要根据具体的需求进行选择。
IO口扩展是一种常见的硬件扩展方式，可以帮助计算机连接更多的外部设备。
通过了解IO口扩展的原理和使用方法，可以更好地应用这种技术，提高计算机的功能和性能。
《微机原理与接口技术》教案
《微机原理与接口技术》教案第一章：微机系统概述1.1 微机的发展历程1.2 微机系统的组成1.3 微机的基本工作原理1.4 微机的主要性能指标第二章：微处理器2.1 微处理器的结构与功能2.2 微处理器的性能指标2.3 微处理器的指令系统2.4 微处理器的编程方法第三章：存储器3.1 存储器的分类与功能3.2 随机存储器（RAM）3.3 只读存储器（ROM）3.4 存储器扩展与接口技术第四章：输入/输出接口技术4.1 I/O接口的基本概念4.2 I/O接口的地址译码方式4.3 I/O接口的数据传输方式4.4 常用I/O接口芯片介绍第五章：中断系统5.1 中断系统的基本概念5.2 中断源与中断处理5.3 中断响应过程5.4 中断控制器及其应用第六章：总线技术6.1 总线的概念与分类6.2 总线接口与传输协议6.3 总线扩展技术6.4 PCI总线与PCI Express总线第七章：串行通信接口7.1 串行通信的基本概念7.2 串行通信的接口标准7.3 串行通信接口电路设计7.4 USB串行通信接口第八章：定时器/计数器8.1 定时器/计数器的基本概念8.2 定时器/计数器的原理与编程8.3 定时器/计数器的应用实例8.4 高精度定时器/计数器的设计第九章：DMA控制9.1 DMA的基本概念与原理9.2 DMA控制器的工作方式9.3 DMA传输过程与编程9.4 DMA在微机系统中的应用第十章：微机系统的设计与应用10.1 微机系统设计的基本原则10.2 微机系统硬件设计方法10.3 微机系统软件设计方法10.4 微机系统应用实例分析重点和难点解析一、微机系统概述难点解析：理解微机系统中各个组件的作用及其相互关系，掌握性能指标的计算和评估方法。
二、微处理器难点解析：掌握微处理器的内部结构和工作原理，理解指令系统的作用和编程方法。
三、存储器难点解析：区分不同类型的存储器，理解它们的功能和用途，掌握存储器扩展和接口技术。
单片机中的IO口扩展技术原理及应用案例
单片机中的IO口扩展技术原理及应用案例一、引言单片机是现代电子技术中常用的核心控制器件之一，其功能强大、使用广泛。
然而，单片机的IO口数量通常有限，难以满足复杂系统的扩展需求。
为了解决这一问题，IO口扩展技术应运而生。
本文将介绍单片机中的IO口扩展技术的原理及应用案例，旨在帮助读者更好地理解和应用该技术。
二、原理介绍单片机中的IO口是用于输入和输出数字信号的接口，通常包括输入输出引脚和控制电路。
然而，随着系统需求的增多，单片机的IO口数量往往无法满足实际应用的需求。
为了扩展IO口数量，可采用以下两种原理：1. 级联扩展级联扩展是通过将多个IO口连接在一起，共享控制信号来实现扩展。
其中，一个IO口作为主控制信号输出，控制其他IO口的输入输出。
通过这种方式，可以将多个IO口级联，实现IO口数量的扩展。
2. IO口扩展芯片IO口扩展芯片是一种专门设计的集成电路，用于扩展单片机的IO口数量。
通过与单片机进行通信，扩展芯片可以提供额外的IO口，大大增加了系统的可扩展性。
常用的IO口扩展芯片有74HC595、MCP23017等，它们具有多个IO口、控制电路和通信接口，可方便地与单片机进行连接。
三、应用案例为了更好地理解IO口扩展技术的应用，下面将介绍两个具体的案例。
1. LED灯控制系统假设我们需要控制大量LED灯，而单片机的IO口数量有限。
这时，我们可以使用74HC595芯片进行IO口扩展。
首先，将单片机与74HC595芯片进行连接，通过SPI或者I2C协议进行通信。
然后，通过写入数据到74HC595的寄存器，实现对每个IO口的控制。
通过级联多个74HC595芯片，可以将LED灯的数量扩展到数十甚至上百个。
应用案例中，我们可以设置不同的数据来控制不同的LED灯状态，实现灯光的闪烁、流水等效果。
通过IO口扩展技术，实现了对大量LED灯的控制，提升了系统的可扩展性和灵活性。
2. 外部设备接口扩展在一些工业自动化系统中，需要与多个外部设备进行通信，如传感器、执行器等。
usb扩展原理
usb扩展原理
USB扩展是通过使用USB集线器或USB延长线等设备来增加USB接口数量或扩大USB信号传输距离的技术。
它可以帮助用户连接多个USB设备并将它们与计算机或其他主机设备连接起来。
USB扩展的原理涉及到USB总线的工作原理。
USB总线是一种串行通信接口，它使用一对差分信号线（D+和D-）来传输数据。
USB设备通过连接到计算机或主机设备的USB端口，来进行数据传输和供电。
当用户需要连接更多的USB设备时，USB集线器就起到了扩展USB接口数量的作用。
USB集线器通常具有一个“向上”端口，用于连接到计算机或主机设备的USB端口，以及多个“向下”端口，用于连接其他USB设备。
当用户将USB设备连接到USB集线器的“向下”端口时，USB集线器会通过内部电路将数据和供电信号传输给这些连接的USB设备。
USB延长线则可用来扩展USB信号传输的距离。
当用户需要将USB设备与计算机或主机设备之间的距离延长时，可以使用USB延长线来达到这一目的。
USB延长线一端连接到计算机或主机设备的USB端口，另一端连接到USB设备，通过增加信号传输的距离，使得USB设备可以远离计算机或主机设备，达到信号传输的目的。
总的来说，USB扩展通过增加USB接口数量和扩大USB信号传输距离的方式，帮助用户连接更多的USB设备并满足长距
离传输的需求。
它提供了方便和灵活的解决方案，满足了用户对USB接口的扩展需求。
第九章 软件架构集成技术汇总
架构的目标是什么
可靠性（Reliable）。软件系统对于用户的商业经营和管理来说极为 重要，因此软件系统必须非常可靠。 安全行（Secure）。软件系统所承担的交易的商业价值极高，系统的 安全性非常重要。 可扩展性（Scalable）。软件必须能够在用户的使用率、用户的数目 增加很快的情况下，保持合理的性能。只有这样，才能适应用户的市 场扩展得可能性。 可定制化（Customizable）。同样的一套软件，可以根据客户群的不 同和市场需求的变化进行调整。 可扩展性（Extensible）。在新技术出现的时候，一个软件系统应当 允许导入新技术，从而对现有系统进行功能和性能的扩展 可维护性（Maintainable）。软件系统的维护包括两方面，一是排除 现有的错误，二是将新的软件需求反映到现有系统中去。一个易于维 护的系统可以有效地降低技术支持的花费
9.2.2 EJB的规范介绍
EJB 规范定义了 bean-容器契约，它包括了以上描述的机制（回调、 EJBContext、JNDI ENC）以及一组严谨的规则，这些规则描述了 Enterprise Bean 及其容器在运行时的行为、如何检查安全性访问、 如何管理事务、如何应用持续，等等。bean-容器契约旨在使 Enterprise Bean 可以在 EJB 容器之间移植，从而可以只开发一次 Enterprise Bean，然后在任何 EJB container 运行该 Enterprise Bean。供应商，如 BEA、IBM 和 GemStone，都销售包含 EJB 容器 的应用程序服务器。理想情况下，任何符合规范的 Enterprise Bean 都应该可以在任何符合规范的 EJB 容器中运行。
9.1.3 CORBA的核心内容
对象框架(object frameworks)
《微机原理与接口技术》课程总结
《微机原理与接口技术》课程总结本学期我们学习了《微型计算机原理与接口技术》，总的来说，我掌握的知识点可以说是少之又少，我感觉这门课的内容对我来说是比较难理解的。
这门课围绕微型计算机原理和应用主题，以Intel8086CPU为主线，系统介绍了微型计算机的基本知识、基本组成、体系结构、工作模式，介绍了8086CPU的指令系统、汇编语言及程序设计方法和技巧，存储器的组成和I/O接口扩展方法，微机的中断结构、工作过程，并系统介绍了微机中的常用接口原理和应用技术，包括七大接口芯片：并行接口8255A、串行接口8251A、计数器/定时器8253、中断控制器8259A、A/D（ADC0809）、D/A （DAC0832）、DMA（8237）、人机接口（键盘与显示器接口）的结构原理与应用。
在此基础上，对现代微机系统中涉及的总线技术、高速缓存技术、数据传输方法、高性能计算机的体系结构和主要技术作了简要介绍。
第一章：微型计算机概论（1）超、大、中、小型计算机阶段（1946年-1980年）采用计算机来代替人的脑力劳动，提高了工作效率，能够解决较复杂的数学计算和数据处理（2）微型计算机阶段（1981年-1990年）微型计算机大量普及，几乎应用于所有领域，对世界科技和经济的发展起到了重要的推动作用。
（3）计算机网络阶段（1991年至今）。
计算机的数值表示方法：二进制，八进制，十进制，十六进制。
要会各个进制之间的数制转换。
计算机网络为人类实现资源共享提供了有力的帮助，从而促进了信息化社会的到来，实现了遍及全球的信息资源共享。
第二章：80X86微处理器结构本章讲述了80X86微处理器的内部结构及他们的引脚信号和工作方式，重点讲述了8086微处理器的相关知识，从而为8086微处理器同存储器以及I/O设备的接口设计做了准备。
本章内容是本课程的重点部分。
第三章：80X86指令系统和汇编语言本章讲述了80X86微处理器指令的多种寻址方式，讲述了80X86指令系统中各指令的书写方式、指令含义及编程应用；讲述了汇编语言伪指令的书写格式和含义、汇编语言中语句的书写格式。
《接口设计技术》课件
SOAP
总结词
SOAP是一种基于XML的协议，用于在网络中传输结构化信息和数据。它定义 了如何封装和传输数据，以及如何调用Web服务。
详细描述
SOAP使用XML格式的消息进行通信，支持跨平台和跨语言的应用。它提供了 一种可靠的、安全的通信方式，适用于分布式系统之间的信息交换。
GraphQL
总结词
总结词
安全性要求高
详细描述
金融系统接口设计对安全性要求极高，需要严格遵循相关法律法规和行业标准。 设计时需要考虑数据的加密、身份验证、访问控制等方面，确保金融交易的安全 可靠。
总结词
用户体验要求高
详细描述
社交应用接口设计需要注重用户体 验，提供流畅、便捷的操作接口。 设计时需要考虑到用户需求和习惯 ，提供个性化的功能和服务，同时 保证系统的稳定性和可扩展性。
2. 错误处理
对接口运行过程中出现的错 误进行捕获和处理，提供有 意义的错误提示信息，方便 排查问题。
3. 日志记录
记录接口的运行日志，包括 请求参数、返回值、异常信 息等，方便问题追踪和排查 。
04
接口设计工具与框架
Swagger/Postman
Swagger
是一个规范和完整的框架，用于构建 、设计、编写和发布RESTful Web服 务。它提供了一个清晰、直观的API 接口文档，方便开发者理解和使用。
《接口设计技术》PPT课件
• 接口设计概述 • 常见接口设计技术 • 接口设计最佳实践 • 接口设计工具与框架 • 接口设计案例分析 • 未来接口设计趋势
01
接口设计概述
接口定义与分类
总结词
接口是不同系统或应用程序之间进行数 据交换的桥梁，可以分为用户界面接口 、应用程序接口和硬件接口等类型。
单片机原理及接口技术课后习题第9章 答案
第九章复习思考题1. 计算机系统中为什么要设置输入输出接口?输入/输出接口电路是CPU与外设进行数据传输的桥梁.外设输入给CPU的数据，首先由外设传递到输入接口电路，再由CPU从接口获取；而CPU输出到外设的数据，先由CPU 输出到接口电路，然后与接口相接的外设获得数据。
CPU与外设之间的信息交换，实际上是与I/O接口电路之间的信息交换.2。
简述输入输出接口的作用。
I/O接口电路的作用主要体现在以下几个方面：(1）实现单片机与外设之间的速度匹配；(2）实现输出数据锁存；（3）实现输入数据三态缓冲；（4)实现数据格式转换。
3. 在计算机系统中,CPU与输入输出接口之间传输数据的控制方式有哪几种？各有什么特点？在计算机系统中，CPU与I/O接口之间传输数据有3种控制方式：无条件方式，条件方式，中断方式,直接存储器存取方式。
在无条件方式下,只要CPU执行输入/输出指令，I/O接口就已经为数据交换做好了准备，也就是在输入数据时,外设传输的数据已经传送至输入接口，数据已经在输入接口端准备好;输出数据时，外设已经把上一次输出的数据取走，输出接口已经准备好接收新的数据.条件控制方式也称为查询方式。
CPU进行数据传输时，先读接口的状态信息，根据状态信息判断接口是否准备好,如果没有准备就绪，CPU将继续查询接口状态，直到其准备好后才进行数据传输.在中断控制方式下，当接口准备好数据传输时向CPU提出中断请求，如果满足中断响应条件,CPU则响应,这时CPU才暂时停止执行正在执行的程序，转去执行中断处理程序进行数据传输.传输完数据后,返回原来的程序继续执行.直接存储器存取方式即DMA方式，它由硬件完成数据交换，不需要CPU的介入,由DMA 控制器控制，使数据在存储器与外设之间直接传送.4. 采用74LS273和74LS244为8051单片机扩展8路输入和8路输出接口，设外设8个按钮开关和8个LED，每个按钮控制1个LED，设计接口电路并编制检测控制程序.80C51图9。
MIS第九章解读
系统详细调查
详细调查的任务：详细调查是为了弄清原系 统的状况，查明其执行过程，发现薄弱环节， 收集数据，为设计新系统提供必要的基础资 料。具体的调查内容包括：管理业务状况的 调查和分析、数据流程的调查和分析。
详细调查的方法：
⑴ 收集资料
⑵ 发调查表征求意见
缺点：
a、开发工具要求高; b、解决复杂系统和大型系统问题困难; c、管理水平要求高。
原形法的适用场合：
1. 用户事先难以说明需求的较小的应用系统。 2. 决策支持系统。
3. 与结构化系统开发方法结合起来使用。即 整体上仍使用结构化系统开发方法，而仅 对其中功能独立的模块采用原型法。
3. 面向对象方法
⑶ 开调查会
⑷ 访问
⑸ 直接参加业务实践
管理业务的调查
参与系统开发的人员
组织中的高层领导 系统分析员 系统设计员 程序设计员 企业管理人员
系统开发方法
1.结构化系统开发方法
结构化系统开发该方法强调从系统的角度出发 来分析问题和解决问题，面对要开发的系统，从层 次的角度，自顶向下地分析和设计系统，认为任何 系统都有一个从发生、发展到消亡的生命周期，新 系统是旧系统的继续。开发过程强调严格的规范管 理，工作文档要成文，要标准。其特点：
优 点:开发费用少，容易开发出适合本单位需要的系
统，方便维护和扩展，有利于培养自己的系统开发 人员。
缺 点:(1)容易受业务工作的限制，系统整体优
化不够，开发水平较低。 (2)系统开发时间长，开发人员调动后，系统维
护工作没有保障。
委托开发
由使用单位（甲方）委托通常是有丰富开发 经验的机构或专业开发人员（乙方），按 照用户的需求承担系统开发的任务。
大学计算机第九章练习题
第9章练习单项选择题：1.对于目前市场上流行的MP3声音播放器，采用的压缩标准是____。
A、MPEG-2B、MPEG-4C、MPEG-1D、MPEG-3参考答案：C2.扩展名为.MOV的文件通常是一个（）。
A、音频文件B、视频文件C、C．图片文件D、文本文件参考答案：B3.一般来说，要求声音的质量越高，则（）。
A、量化精度越低和采样频率越低B、量化精度越高和采样频率越高C、量化精度越低和采样频率越高D、量化精度越高和采样频率越低参考答案：B4.图像编码、文字编码和声音编码属于（）。
A、表示媒体B、表现媒体C、存储媒体D、感觉媒体参考答案：A5.下面不属于表现媒体的是（）。
A、打印机B、光纤C、键盘D、音箱参考答案：B6.位图与矢量图比较，以下说法正确的是（）。
A、位图比矢量图占用空间更少B、位图与矢量图占用空间相同C、位图放大后，细节仍然精细D、矢量图可以任意的放大或缩小，而图像质量不会降低参考答案：D7.在虚拟现实系统中，（）的作用是存放整个虚拟环境中所有物体的各方面信息并由实时系统软件管理。
A、虚拟现实软件B、虚拟环境数据库C、输出系统D、输入部分参考答案：B8.位图和矢量图比较，可以看出（）。
A、位图比矢量图占用空间少B、矢量图不能准确的表示三维物体C、位图和矢量图占用空间相同D、对于复杂图形，位图比矢量图画得更慢参考答案：D9.GIF和SWF属于以下选项中（）文件的格式。
A、声音B、动画C、图像D、视频参考答案：B10.下列设备中，（）通常不属于多媒体设备。
A、光驱B、麦克风C、音箱D、扫描仪参考答案：D11.下列文件格式特别适合于动画制作的是（）。
A、JPEGB、GIFC、PNGD、BMP参考答案：B12.WMV文件格式是（）公司开发制定的技术标准。
A、Real NetworksB、MacromediaC、MicrosoftD、Apple参考答案：C13.以下（）接口是数码摄像机上标准的数码输入/输出接口。
第九章I-O接口
第九章I/O接口输入输出端口简介串行端口异步的串口是作为计算机到计算机的通信端口来设计的。
异步意味着不存在同步的时钟信号，所以能够以任意时间间隔来发送字符。
串行是指发送一个字节字符的八位二进制位时是按顺序一位一位的发送了，而接收也是一位一位地接收，而不是八位同时传送。
更形象地说，串行是数据通过一条单独的导线传送，并且当发送数据位时，每个数据位都按顺序被串接起来。
串行传输的典型例子是我们日常生活中所用的电话系统，它在每个方向都提供了一条传送数据的导线。
串口的典型位置计算机系统一般都有一个或两个串行端口，通常位于系统的后部。
这些内置的串口可以通过主板上的Super I/O芯片控制，或通过South Bridge芯片控制。
如果系统提供的串口数目不能满足需要，用户可以购买单口或多口串口卡。
串口可以连接多种设备，例如调制解调器、绘图仪、打印机、其他计算机、条形码阅读器、标尺（scale）和设备控制电路。
AT结构的9针串口连接器的规范说明官方规范所建议的最大电缆长度为50英尺。
其限制因素是电缆及接口输入电路的总负荷电容。
最大电容值被指定为2500pF。
有些特殊的低电容电缆实际上可以极大地增加电缆的最大长度，使之达到500英尺或更多。
此外，线路驱动程序（放大器/中继器）还可以将电缆的长度扩展到更长。
表9-1、表9-2和表9-3中给出的是9针（AT结构）、25针、9转25针串行连接器引脚引出线的说明。
表9-1 9针（AT）串口连接器引脚信号说明I/O1 CD 载波检测输入2 RD 接收数据输入3 TD 发送数据输出4 DTR 数据终端就绪输出5 SG 信号地-6 DSR 数据准备好输入7 RTS 发送请求输出8 CTS 消除发送输入9 RI 振铃指示输入表9-2 25针（PC、XT及PS/2）串口连接器引脚信号说明I/O1 - 机架接地-2 TD 发送数据输出3 RD 接收数据输入4 RTS 发送请求输出5 CTS 消除发送输入6 DSR 数据准备好输入7 SG 信号地-8 CD 载波检测输入9 - +发送当前循环返回输出11 - -发送当前循环数据输出18 - +接收当前循环数据输入20 DTR 数据终端就绪输出22 RI 振铃指示输入25 - -接收当前循环返回输入标准25针串口连接器的规范说明表9-3 9转25针串行电缆适配器连接9针25针信号说明1 8 CD 载波检测2 3 RD 接收数据3 2 TD 发送数据4 20 DTR 数据终端就绪5 7 SG 信号地6 6 DSR 数据准备好7 4 RTS 发送请求8 5 CTS 消除发送9 22 RI 振铃指示串口的配置当在系统中安装串口时，必须为这些串口设置其所使用的具体I/O地址（称为端口）和中断（对于中断请求来说被称为中断请求线）。
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第九章MCS-51 接口扩展技术§9.1 微型机I/O接口技术概述所谓I/O即计算机数据的输入输出。
计算机系统的数据输入输出有两类数据传送操作：1.CPU和存储器之间的传送操作，如前章所述。
2.CPU与外围设备接口的数据输入输出操作：由于外部设备情况复杂，例如速度的快慢差异很大，外围设备的数据信号格式各不相同，有电流信号、电压信号、数字信号、脉冲信号等。
这些复杂的情况使CPU无法以固定的时序与外围设备同步协调工作，这就需要用一定的接口电路连接CPU与外围设备，使CPU 与外围设备之间的数据输入输出能有效地进行。
一.I/O接口电路的作用：1.速度协调：CPU的速度很快，外围设备的速度较慢。
输入：当外围设备数据准备好后，CPU再执行输入操作，由I/O 接口电路提供准备好信号再输入。
输出：需当外围设备准备好才能执行输出操作，由I/O接口电路将外围设备的准备状态传送给CPU。
I/O接口电路充当了协调CPU与外围设备速度差异的角色。
2.输出接口电路应具有锁存功能：CPU向外输出数据是通过P0口数据通道输出的，P0口是分时传送低8位地址和数据信息的复用口，数据在数据总线上停留的时间很短，因此输出接口应将该输出数据锁存起来，等待这一数据被外围设备接收。
3.输入接口电路应具备三态缓冲功能：外围设备向CPU输入数据仍需通过P0口数据通道，在该数据通道上挂着多个数据源，除了多种输入接口外，所有存储器的数据线也与P0口数据通道相连，CPU的一次输入操作只允许一个数据源的数据线与数据通道相连，其余数据源的数据线必须以高阻与数据通道隔离。
所谓三态即指高电平、低电平、高阻三种状态。
4.数据转换：CPU传送的信号必须是数字信号，并且是并行信号，外围设备的信号与此不符则需通过接口电路转换。
例如模拟信号与数字信号、串行与并行之间的转换等。
§9.2 I/O接口的扩展一.单片机I/O口的直接应用，用P1口直接输入输出单片机的P1口可直接作为8条输入输出线使用。
+5V由上图，P1口的高4位是输入线，低4位作为输出线用其高电平可点亮接在该线的发光二极管，P1.7～P1.4的开关依次对应P1.3～P1.0的灯，哪个开关合上，则其对应的灯点亮。
程序如下：ORG 0000HMAIN：MOV P1 , #0F0H ;置P1口高4位为输入，灭4个灯MOV A , P1 ;输入开关状态，合上者输入为0CPL AANL A , #0F0H ;求反后切取高4位SWAP A ;移入低4位MOV P1 , A ;点亮对应的发光二极管LJMP MAINEND二.用TTL芯片扩展简单的I/O口采用TTL电路或CMOS电路的锁存器、三态门等通过P0口常可构成各类简单的输入输出接口，它电路简单、成本低、配置灵活方便。
1.扩展简单的8位输出口扩展输出口选择芯片要点是必须具有锁存功能。
这是因为输出的数据在数据线上保持的时间是很短暂的，必须锁存起来用以控制外围设备。
例如用两片74LS377扩展两个8位输出口：8位输出8位输出如图，74LS377是带有允许输出端的8D锁存器，它的控制逻辑为：当G = 0时，CLK的上升沿(电平由低变高)使数据锁存，即8Q 输出与8D输入呈高阻隔开，8Q输出保持由8D输入的信息。
CPU的输出操作：①首先建立有效地址，使G = 0：对于1#74LS377，G接在1Q，即A0上，输出地址只要A0 = 0即可使其G = 0 ，因此其地址为FFFEH 同理，2#74LS377的地址为FFFDH②用MOVX写指令产生WR = 0的低电平有效信号，欲输出的数据从P0口数据线送出，从D端通向Q端，建立8位输出数据。
③当写指令周期结束时，WR变高产生上沿，CLK脚的上跳沿使Q与D隔开，数据锁存输出。
输出软件如下：MOV DPTR , #0FFFEH ；建立有效地址，A0 = 0，即1#377G = 0MOV A , #DATA1 ：待输出数据送AMOVX @DPTR , A ；产生WR = 0有效信号，数据DATA从P0口通过D送往Q输出。
当写周期结束时，WR变高，使CLK产先上跳沿，数据锁存输出。
MOV DPTR , #0FFFDH ；建立有效地址，A1 = 0，即2#377G = 0MOV A , #DATA2MOVX @DPTR , A2.扩展简单的8位输入口：输入接口芯片选择的要点是必须具有三态缓冲功能。
即被选通的输入接口可与系统的数据总线接通输入数据，未被选通的输入接口应以高阻与数据线隔离。
常用芯片是74LS244，三态门。
如下例扩展8位输入口：74LS244的控制逻辑为：当1C、2C为低电平时，D与Q接通，数据从P0口输入CPU。
当1C、2C为高电平时，D与Q隔开，Q呈高阻状态，接在D 端的外部信号被隔离。
由上图，只有当有效地址P2.1 = 0，且同时执行一条MOVX 读指令产生RD = 0时，或门的输出才会为0，亦即1C、2C才会为0，D与Q才可以接通，从1#244输入数据。
由上图可知1#244的地址为FDFFH。
2#244的地址位FBFFH。
输入软件如下：MOV DPTR , #0FDFFH ；P2.1 = 0建立1#有效地址MOVX A , @DPTR ；读指令产生RD = 0低电平有效信号或门输出为0，1C、2C为0D通向Q输入数据读周期结束后RD变高则使1C、2C为高电平，使D与Q隔开，呈高阻与数据线隔离。
MOV DPTR , #0FBFFH ；P2.2 = 0建立2#有效地址MOVX A , @DPTR 从2#244输入数据三.扩展可编程并行接口82558255可扩展三个8位并行输入输出口，可编程设定各口为输入或输出。
1.8255的内部结构如118页图7-1 说明其结构及引脚作用。
120页端口地址信号及操作2.8255的工作方式：方式0：基本输入输出方式，每个口的可被编程设定为输入或输出，输出时具有锁存功能，输入时为三态。
方式1：选通输入输出方式，A、B口用于数据传送，C口作为与外设联络信号。
方式2：双向传送方式，只有A口可以使用这种方式。
只要求掌握方式0。
3.8255控制字①方式控制字P123页列出了方式控制字各位的意义，注意D7位一定是1，它是方式控制字的特征位。
例：方式控制字为9AH：1 0 0 1 1 0 1 0方式控制字C口低4位输出特征位B口输入B口方式选择0方式口方式：C口高4位输入00：方式0 A口输入01：方式110：方式2②C口置/复位控制字将一个置/复位控制字送入8255控制寄存器，即可将C口某一位置为1或0，而且不影响其它位的状态。
例如向控制口送入07H：0 0 0 0 0 1 1 1C口置/复位 1表示置1，0表示清0控制字特征位确定对C口中哪一位进行置/复位操作 000：PC0001：PC1 依次类推该控制字确定PC3置1。
4.8255与CPU的连接举例：各端口地址：P0.7P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0A口：0 1 1 1 1 1 0 0FF7CHB口：0 1 1 1 1 1 0 1 FF7DHC口：0 1 1 1 1 1 1 0 FF7EH控制口：0 1 1 1 1 1 1 1FF7FH上图中当无关地址送0时，A口、B口、C口、控制口的地址也可为0000H、0001H、0002H、0003H。
注：8255内部不带有地址锁存器，上图中用373锁存地址。
编程要点：MOV DPTR , #0FF7FH ;选控制口MOV A , #8AH ;方式控制字1 0 0 0 1 0 1 0MOVX A , @DPTR ;方式控制字特征位C口低4位出A口方式0 B口输入A口输出B口方式0C口高4位输入MOV DPTR , #0FF7DHMOVX A , @DPTR ;从B口输入数据，并存入50H单元MOV 50H , AMOV DPTR , #0FF7CHMOV A , #0FFHMOVX @DPTR , A ;从A口输出FFHMOV DPTR , #0FF7FH ;选控制口MOV A , #03HMOVX @DPTR , A ;送C口置/复位控制字00 0 0 0 0 1 1C口置/复位控制字特征位置1PC.1该控制字规定PC.1输出为1四.扩展可编程并行接口81551.8155内部结构：P133页图7-188155内部有两个8位并行I/O口，即A口、B口，一个6位并行I/O口，即C口。
256字节数据存储器RAM一个14位定时器计数器2.8155的引脚信号说明：P133页3.8155的端口地址：P134页表7-34.8155的控制命令字：P135页5.8155的状态字P136页注意8155的控制命令字寄存器只写不读，状态字寄存器只读不写，它们共用一个地址。
6.8155的基本用法：①可扩展256字节片外RAMIO/M引脚低电平时，只能用作片外RAM扩充，其低8位地址为00H～FFH，共256字节，对其读写时用MOVX指令。
②作扩展I/O口使用IO/M引脚高电平时，可根据命令字的规定从A、B、C口输入输出，共有20条输入输出线，③扩充一个14位定时器计数器8155提供一个14位减1计数器，它的功能主要用于计数，从TIMER IN端输入计数脉冲，计数满时由TIMER OUT输出脉冲或方波。
使用步骤：写入控制命令字的D7、D6位控制启停。
写入计数长度：端口地址04H的8位为计数器的低8位端口地址05H的低6位为计数器的高6位，共14位。
05H的高2位确定当计数器时减到0时的输出方式。
P137页7.8155与8031CPU的连接方法：8155片内带有地址锁存器，可在ALE的下降沿锁存地址，不必在外部另接锁存器。
由上图得到8155各端口的地址为：P2.7 = 0 ,片选CE有效；P2.0 = 1，则为端口地址P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A00 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 命令状态口7F00H0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 PA口7F01H0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 PB口7F02H0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 PC口7F03H0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 定时器低位7F04H0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 定时器高位7F05HP2.7 = 0，片选CE = 0，且P2.0 = 0则为8155片内RAM地址：7E00H～7EFFH 共256字节。