输入输出接口90
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13
三态门接口应用例
D0~D7 A0
A12 MEMW MEMR 高位地 址信号
• • • 译码
D0~D7 A0 ••• A12
WE
OE
CE
READY/BUSY
D0
IOR
A0~ A12
译码
380H
14
锁存器接口
通常由D触发器构成； 特点：
具有对数据的锁存能力； 不具备对数据的控制能力
15
常用锁存器芯片
方式1
硬件启动，不自动重复计数 装入初值后输出端变高电平， 计数开始输出低电平，结束后又变高
28
工作方式
方式2
软、硬件启动，自动重复计数 装入初值后输出端变高电平， 计数到最后一个脉冲时输出低电平
方式3
软、硬件启动，自动重复计数 装入初值后输出端变高电平， 输出对称方波
29
工作方式
方式4
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宽度的低电平
9
二、基本输入接口
三态门接口：高电平、低电平、高阻态
10
三态门的工作波形：
A0~A15 IOR
译码输出
D0~D7
地址有效 开关状态
11
74LS244接口
含8个三态门的集成电路芯片 不具备数据的保存能力 在外设具有数据保持能力时用来输入接口
P341图
12
三态门接口应用例
利用三态门作为输入接口（接口地址380H） 接到地址范围为70000H----71FFFH的 EEPROM芯片的READY/BUSY端，当三态门 输出高电平时，可向98C64A写入一个字节数 据，输出低电平时则不能写入。试画芯片与系 统的连接图
E1
+5V K0～K3
19
符号 ’0’ ’1’ ’2’ ’3’ ’4’ ’5’ ’6’ ’7’
形状
7段码 .gfedcba
00111111 00000110 01011011 01001111 01100110 01101101 01111101 00000111
符号 ’8’ ’9’ ’A’
’B’ ’C’ ’D’ ’E’ ’F’
22
一、可编程定时器8253
16位硬件减法计数器 含三个独立定时/计数器 最大计数初值为0
内部结构框图
23
主要引线功能
连接系统端的主要引线：
D0----D7 CS RD WR A0，A1
A1 A0 00 01 10 11
CNT0 CNT1 CNT2 控制寄存器
24
主要引线功能
连接外设端的主要引线： CLK ----------- 时钟脉冲输入 GATE ---------- 门控信号输入 OUT ------------ 定时输出
§8.1 简单数字接口电路
掌握： 接口电路的分类及特点； 两类简单接口芯片的应用
4
一、接口电路的基本构成
I/O接口：
数据
CPU
状态
外设
控制
5
接口的基本构成
译码
AB
电路
DB
控制
CB
逻辑
数据输入寄存器 (or 三态门)
数据输出寄存器 (锁存器)
状态寄存器 (or 三态门)
命令寄存器
数据线 状态线 控制线
根据开关状态在7段数码管上显示数字或 符号
设输出接口的地址为F0H 设输入接口地址为F1H 当开关的状态分别为0000～1111时，
在7段数码管上对应显示’0’～’F’
18
F0H = 0000 0000 1111 0000 F1H = 0000 0000 1111 0001
D0～D7
译码器
6
接口的基本构成
数据输入/输出寄存器 —— 暂存输入/输出 的数据
命令寄存器 —— 存放控制命令，用来设定 接口功能、工作参数和工作方式。
状态寄存器 —— 保存外设当前状态，以供 CPU读取。
7
外设接口
输入接口 输出接口
并行接口 串行接口
数字接口 模拟接口
8
输入输出接口的特点
输入接口： 要求对数据具有控制能力（常用三态门实现） 输出接口： 要求对数据具有锁存能力（常用锁存器实现）
25
结构特点
计数器
16位初值寄存器 16位计数寄存器
控制寄存器 控制逻辑
存放8位控制命令字
26
计数启动方式
软件启动
GATE端为高电平
置入计数初值后的第2个 CLK脉冲的下降沿启动
硬件启动 GATE端有一个上升沿 对应CLK脉冲的下降沿启动
27
Hale Waihona Puke Baidu
工作方式
方式0
软件启动，不自动重复计数。 装入初值后输出端变低电平， 计数结束输出高电平
…… LEA BX, Seg7
GO: IN AL, 0F1H AND AL, 0FH MOV SI, AX MOV AL, ［BX+SI］ OUT 0F0H, AL JMP GO
MOV AH, 0
21
§8.2 可编程数字接口芯片
掌握: 芯片的引线及内部结构 工作方式及工作时序 芯片的应用:
芯片与系统的连接 芯片的初始化编程
形状
7段码 .gfedcba
01111111 01100111
01110111
01111100 00111001 01011110 01111001 01110001
20
简单I/O接口综合应用例
…… Seg7 DB 3FH,06H,
5BH,4FH,66H,6DH, 7DH,07H,7FH,67H,77H, 7CH,39H,5EH,79H,71H
IOW#
≥1
A7～A4
A15～A8
A3 A2 A1 A0
74LS138
&G Y0
≥1 G2A
G2B
C B
Y1
A
IOR#
≥1
74LS273
7406 Rx8
D0 Q0
a
| Q1
反相器
b
D7 Q2
c
Q3
d
Q4
e
CP Q5
f
Q6
g
Q7
DP
74LS244
D0 O1 I1 D1 O2 I2 D2 O3 I3 D3 O4 I4
硬件启动，不自动重复计数 方式5
波形与方式4相同
30
控制字
用于确定各计数器的工作方式
格式
31
8253的应用
与系统的连接 芯片初始化 编 置计数初值 程
32
与系统的连接示意
DB
IOW
IOR
A1
A0 高
位 地
译码器
址
8253
D0~D7 WR CLK RD GATE A1 OUT A0
CS
外 部 电 路
33
初始化程序流程
74LS273 8D触发器，不具备数据的控制能力
P343图
74LS374 含有8个带有三态输出的8D触发器，具 有对数据的控制能力
例
16
锁存器芯片74LS374
做输出口:
做输入口:
译码器
Q0 D0~D7
...
CP
Q7
OE
译码器
Q0 D0~D7
...
外 设
OE
Q7
CP
自外设
17
简单I/O接口综合应用例
三态门接口应用例
D0~D7 A0
A12 MEMW MEMR 高位地 址信号
• • • 译码
D0~D7 A0 ••• A12
WE
OE
CE
READY/BUSY
D0
IOR
A0~ A12
译码
380H
14
锁存器接口
通常由D触发器构成； 特点：
具有对数据的锁存能力； 不具备对数据的控制能力
15
常用锁存器芯片
方式1
硬件启动，不自动重复计数 装入初值后输出端变高电平， 计数开始输出低电平，结束后又变高
28
工作方式
方式2
软、硬件启动，自动重复计数 装入初值后输出端变高电平， 计数到最后一个脉冲时输出低电平
方式3
软、硬件启动，自动重复计数 装入初值后输出端变高电平， 输出对称方波
29
工作方式
方式4
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宽度的低电平
9
二、基本输入接口
三态门接口：高电平、低电平、高阻态
10
三态门的工作波形：
A0~A15 IOR
译码输出
D0~D7
地址有效 开关状态
11
74LS244接口
含8个三态门的集成电路芯片 不具备数据的保存能力 在外设具有数据保持能力时用来输入接口
P341图
12
三态门接口应用例
利用三态门作为输入接口（接口地址380H） 接到地址范围为70000H----71FFFH的 EEPROM芯片的READY/BUSY端，当三态门 输出高电平时，可向98C64A写入一个字节数 据，输出低电平时则不能写入。试画芯片与系 统的连接图
E1
+5V K0～K3
19
符号 ’0’ ’1’ ’2’ ’3’ ’4’ ’5’ ’6’ ’7’
形状
7段码 .gfedcba
00111111 00000110 01011011 01001111 01100110 01101101 01111101 00000111
符号 ’8’ ’9’ ’A’
’B’ ’C’ ’D’ ’E’ ’F’
22
一、可编程定时器8253
16位硬件减法计数器 含三个独立定时/计数器 最大计数初值为0
内部结构框图
23
主要引线功能
连接系统端的主要引线：
D0----D7 CS RD WR A0，A1
A1 A0 00 01 10 11
CNT0 CNT1 CNT2 控制寄存器
24
主要引线功能
连接外设端的主要引线： CLK ----------- 时钟脉冲输入 GATE ---------- 门控信号输入 OUT ------------ 定时输出
§8.1 简单数字接口电路
掌握： 接口电路的分类及特点； 两类简单接口芯片的应用
4
一、接口电路的基本构成
I/O接口：
数据
CPU
状态
外设
控制
5
接口的基本构成
译码
AB
电路
DB
控制
CB
逻辑
数据输入寄存器 (or 三态门)
数据输出寄存器 (锁存器)
状态寄存器 (or 三态门)
命令寄存器
数据线 状态线 控制线
根据开关状态在7段数码管上显示数字或 符号
设输出接口的地址为F0H 设输入接口地址为F1H 当开关的状态分别为0000～1111时，
在7段数码管上对应显示’0’～’F’
18
F0H = 0000 0000 1111 0000 F1H = 0000 0000 1111 0001
D0～D7
译码器
6
接口的基本构成
数据输入/输出寄存器 —— 暂存输入/输出 的数据
命令寄存器 —— 存放控制命令，用来设定 接口功能、工作参数和工作方式。
状态寄存器 —— 保存外设当前状态，以供 CPU读取。
7
外设接口
输入接口 输出接口
并行接口 串行接口
数字接口 模拟接口
8
输入输出接口的特点
输入接口： 要求对数据具有控制能力（常用三态门实现） 输出接口： 要求对数据具有锁存能力（常用锁存器实现）
25
结构特点
计数器
16位初值寄存器 16位计数寄存器
控制寄存器 控制逻辑
存放8位控制命令字
26
计数启动方式
软件启动
GATE端为高电平
置入计数初值后的第2个 CLK脉冲的下降沿启动
硬件启动 GATE端有一个上升沿 对应CLK脉冲的下降沿启动
27
Hale Waihona Puke Baidu
工作方式
方式0
软件启动，不自动重复计数。 装入初值后输出端变低电平， 计数结束输出高电平
…… LEA BX, Seg7
GO: IN AL, 0F1H AND AL, 0FH MOV SI, AX MOV AL, ［BX+SI］ OUT 0F0H, AL JMP GO
MOV AH, 0
21
§8.2 可编程数字接口芯片
掌握: 芯片的引线及内部结构 工作方式及工作时序 芯片的应用:
芯片与系统的连接 芯片的初始化编程
形状
7段码 .gfedcba
01111111 01100111
01110111
01111100 00111001 01011110 01111001 01110001
20
简单I/O接口综合应用例
…… Seg7 DB 3FH,06H,
5BH,4FH,66H,6DH, 7DH,07H,7FH,67H,77H, 7CH,39H,5EH,79H,71H
IOW#
≥1
A7～A4
A15～A8
A3 A2 A1 A0
74LS138
&G Y0
≥1 G2A
G2B
C B
Y1
A
IOR#
≥1
74LS273
7406 Rx8
D0 Q0
a
| Q1
反相器
b
D7 Q2
c
Q3
d
Q4
e
CP Q5
f
Q6
g
Q7
DP
74LS244
D0 O1 I1 D1 O2 I2 D2 O3 I3 D3 O4 I4
硬件启动，不自动重复计数 方式5
波形与方式4相同
30
控制字
用于确定各计数器的工作方式
格式
31
8253的应用
与系统的连接 芯片初始化 编 置计数初值 程
32
与系统的连接示意
DB
IOW
IOR
A1
A0 高
位 地
译码器
址
8253
D0~D7 WR CLK RD GATE A1 OUT A0
CS
外 部 电 路
33
初始化程序流程
74LS273 8D触发器，不具备数据的控制能力
P343图
74LS374 含有8个带有三态输出的8D触发器，具 有对数据的控制能力
例
16
锁存器芯片74LS374
做输出口:
做输入口:
译码器
Q0 D0~D7
...
CP
Q7
OE
译码器
Q0 D0~D7
...
外 设
OE
Q7
CP
自外设
17
简单I/O接口综合应用例