西北农林科技大学：《单片机原理与接口技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第9章 单片机接口技术

第9章单片机接口技术 91IO接口技术概述 92并行ⅣO口的直接应用 93可编程并行通信接口芯片8255A 94LED显示接口技术 95键盘接口 968279键盘显示器接口芯片

第9章 单片机接口技术 9.1 I/O接口技术概述 9.2 并行I/O口的直接应用 9.3 可编程并行通信接口芯片8255A 9.4 LED显示接口技术 9.5 键盘接口 9.6 8279键盘显示器接口芯片

91O接口技术概述 911需要ⅣO接口电路的原因 接口:存储器接口:三总线连接简单 I/O接口:复杂 其复杂性主要表现在以下几个方面: 1.外部设备的工作速度快慢差异很大。 2.外部设备种类繁多,既有机械式的,又有机电式的, 还有电子式的。不同种类的外部设备之间性能各异

9.1 I/O接口技术概述 9.1.1 需要I/O接口电路的原因 接口： 存储器接口：三总线连接简单 I/O接口： 复杂 其复杂性主要表现在以下几个方面： 1．外部设备的工作速度快慢差异很大。 2．外部设备种类繁多，既有机械式的，又有机电式的， 还有电子式的。不同种类的外部设备之间性能各异

3.外部设备的数据信号是多种多样的。 既有电压信号,也有电流信号; 既有数字形式,还有模拟形式。 4.外设的数据传送有近距离的,也有远距离的 近距离:并行传送 远距离:串行传送 传送方式的转换 正是由于上述原因,使数据的ⅣO操作变得十分复杂, 无法实现外部设备与CPU进行直接的同步数据传送,而必须 在CPU和外设之间设置一个接口电路,通过接口电路对CPU 与外设之间的数据传送进行协调

3．外部设备的数据信号是多种多样的。 既有电压信号，也有电流信号； 既有数字形式，还有模拟形式。 4．外设的数据传送有近距离的，也有远距离的。 近距离： 并行传送 远距离：串行传送。 传送方式的转换。 正是由于上述原因，使数据的I/O操作变得十分复杂， 无法实现外部设备与CPU进行直接的同步数据传送，而必须 在CPU和外设之间设置一个接口电路，通过接口电路对CPU 与外设之间的数据传送进行协调

因此接口电路就成了数据IO操作的核心内容。 在数据的ⅣO传送中,接口电路主要有如下几项功能; 1.速度协调 2.数据锁存 在接口电路中需设置数据锁存器,以保存输出数据直至 为输出设备所接收。 3.三态缓冲

因此接口电路就成了数据I/O操作的核心内容。 在数据的I/O传送中，接口电路主要有如下几项功能； 1．速度协调 2．数据锁存 在接口电路中需设置数据锁存器，以保存输出数据直至 为输出设备所接收。 3．三态缓冲

数据输入时,输入设备向CPU传送的数据也要通过数据 总线,但数据总线是系统的公用数据通道,上面可能“挂” 着许多数据源,工作十分繁忙。为了维护数据总线上数据传 送的“秩序”,因此只允许当前时刻正在进行数据传送的数 据源使用数据总线,其余数据源都必须与数据总线处于隔离 状态。为此要求接口电路能为数据输入提供三态缓冲功能

数据输入时，输入设备向CPU传送的数据也要通过数据 总线，但数据总线是系统的公用数据通道，上面可能“挂” 着许多数据源，工作十分繁忙。为了维护数据总线上数据传 送的“秩序”，因此只允许当前时刻正在进行数据传送的数 据源使用数据总线，其余数据源都必须与数据总线处于隔离 状态。为此要求接口电路能为数据输入提供三态缓冲功能

4.数据转换 CPU输入、输出信号的形式:并行,数字信号(以电压形 式体现)。 包括:模一数转换、数一模转换、 串一并转换、并一串转换等。 接口电路也就成为O数据传送的核心内容,是计算机中 不可缺少的组成部分

4．数据转换 CPU输入、输出信号的形式：并行，数字信号（以电压形 式体现）。 包括： 模一数转换、数－模转换、 串－并转换、并－串转换等。 接口电路也就成为I/O数据传送的核心内容，是计算机中 不可缺少的组成部分

91.2接口与端口 接口:特指计算机与外设之间在数据传送方面的联系 其功能主要是通过电路实现的,因此称之为接口电路。 在接口电路中应该包含: 数据寄存器:保存输入输出数据 状态寄存器:保存外设的状态信息 命令寄存器:保存来自CPU的有关数据传送的控制命令 这些寄存器都是可读写的编址寄存器,对它们像存储单元 样进行编址。 把接口电路中这些已编址并能进行读或写操作的寄存器称 之为端口(port),或简称口

9.1.2 接口与端口 接口：特指计算机与外设之间在数据传送方面的联系。 其功能主要是通过电路实现的，因此称之为接口电路。 在接口电路中应该包含： 数据寄存器：保存输入输出数据 状态寄存器：保存外设的状态信息 命令寄存器：保存来自CPU的有关数据传送的控制命令。 这些寄存器都是可读写的编址寄存器，对它们像存储单元 一样进行编址。 把接口电路中这些已编址并能进行读或写操作的寄存器称 之为端口（port），或简称口

个接口电路中可能包括有多个口: 保存数据的数据口、保存状态的状态口和保存命令的 命令口等。 因此一个接口电路就对应着多个口地址

一个接口电路中可能包括有多个口： 保存数据的数据口、保存状态的状态口和保存命令的 命令口等。 因此一个接口电路就对应着多个口地址

9.1.3O编址方式 在计算机中,凡需要进行读写操作的设备都存在编址的问 题 计算机中两种需要编址的部件:存储器,接口电路。 对端口编址是为ⅣO操作而进行的,因此也称为IO编址。 计算机中常用的ⅣO编址有两种方式:

9.1.3 I/O编址方式 在计算机中，凡需要进行读写操作的设备都存在编址的问 题。 计算机中两种需要编址的部件：存储器，接口电路。 对端口编址是为I/O操作而进行的，因此也称为I/O编址。 计算机中常用的I/O编址有两种方式：

1.独立编址方式 独立编址:把ⅣO和存储器分开进行编址,即各编各的 地址。 计算机中两个独立的地址空间:存储器地址空间和IO 地址空间。 在使用独立编址方式的计算机指令系统中,除存储器 读写指令之外,还有专门的ⅣO指令以进行数据的输入和输 出操作。此外在硬件方面还需要定义一些专用的信号。 如Z80,8088/8086的CPU也采用独立编址方式

1. 独立编址方式 独立编址：把I/O和存储器分开进行编址，即各编各的 地址。 计算机中两个独立的地址空间：存储器地址空间和I/O 地址空间。 在使用独立编址方式的计算机指令系统中，除存储器 读写指令之外，还有专门的I/O指令以进行数据的输入和输 出操作。此外在硬件方面还需要定义一些专用的信号。 如Z80，8088/8086的CPU也采用独立编址方式