微型計算機接口技術(shù)

前言

面對知識爆炸，社會學(xué)家們幾乎都開出了一個相同的藥方：計算機。計算機也深孚眾望，以其強大的功能，對人類作出了巨大的貢獻，取得了嘆觀止矣的成就。自它1946年2月14日在美國費城誕生以來，至今已過“知天命”的年齡了?，F(xiàn)在，計算機已是一個龐大的家庭。如果說它的成員占據(jù)了世界的每一個角落和每一個部門也并不過分，甚至找不到這樣一個文明人，他的生活不直接或間接與計算機有關(guān)。目前，全世界計算機的總量已達數(shù)億臺，而且，現(xiàn)在正以每年幾千萬臺的速度增長。作為計算機在信息傳遞方面的應(yīng)用，計算機加上網(wǎng)絡(luò)，被認為是和能源、交通同等重要的基礎(chǔ)設(shè)施。這種設(shè)施對信息的傳遞起著異常重要的作用。西方發(fā)達國家和我們國家對此都非常重視。例如，美國的信息高速公路計劃，全球通訊的“銥"計劃，我國也開始實行一系列“金"字頭的國民經(jīng)濟管理信息化計劃。這些計劃中唱主角的設(shè)備便是計算機。計算機在各個方面的應(yīng)用不勝枚舉，我們每個人都自覺不自覺地處于計算機包圍中。計算機對社會生產(chǎn)來說是一個產(chǎn)業(yè)大戶，對每個現(xiàn)代人來說是一種工具，對學(xué)生們來說，它是一個龐大的知識系統(tǒng)。面對計算機知識的膨脹，面對計算機及其應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的膨脹，計算機各個層次的從業(yè)人員的需要也在不斷膨脹，計算機知識的教育也遍及從小學(xué)生到研究生的各個層次。

內(nèi)容概要

本書以Intel 8086/8088微處理器為基礎(chǔ)，IBM PC系列微型計算機為背景機，系統(tǒng)地介紹了微型計算機接口技術(shù)的原理及實現(xiàn)方法。它不僅包括通常使用的典型接口芯片，還包括了部分微機系統(tǒng)接口卡(適配器)，從而為微機應(yīng)用系統(tǒng)提供了較完整的接口技術(shù)?！　∪珪饕獌?nèi)容包括：8086微處理器、微機接口技術(shù)概述、總線技術(shù)、并行輸入/輸出接口、串行通信接口、定時/計數(shù)技術(shù)、中斷技術(shù)、DMA技術(shù)、D/A和A/D接口、人-機接口、外存儲器接口技術(shù)。本書內(nèi)容系統(tǒng)、概念清楚、簡明扼要、深入淺出。每章均附有一定數(shù)量的習(xí)題和思考題。　　本書可作為計算機專業(yè)大專教材，也可作為非計算機類有關(guān)專業(yè)的本科教材或參考書。對從事微型計算機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)者，也是一本很有價值的參考書。

書籍目錄

第1章　80X86微處理器的體系結(jié)構(gòu)  1.1　8086CPU主要特性　1.2　8086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)　1.3　8086CPU寄存器組織　1.4　8086CPU引腳功能　1.5　8086CPU內(nèi)部時序　1.6　8086存儲器組織　1.7　80X86高檔微處理器簡介　習(xí)題與思考題第2章　微機接口技術(shù)概述　2.1　微機接口基本概念　2.2　接口的作用和特點　2.3　接口技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展　2.4　接口的編址與譯碼　2.5　常用外圍接口芯片　2.6　微機接口設(shè)計與分析的基本方法　習(xí)題與思考題第3章　總線技術(shù)　3.1　總線的一般概念　3.2　系統(tǒng)總線　3.3　外部總線　習(xí)題與思考題第4章　并行輸入/輸出接口　4.1　并行接口基本概念　4.2　簡單并行I/O接口——8212　4.3　可編程并行I/O接口——8255A　習(xí)題與思考題第5章　串行通信接口　5.1　串行通信基本概念　5.2　可編程串行通信接口芯片——8251A　習(xí)題與思考題第6章　定時/計數(shù)技術(shù)　6.1　定時/計數(shù)基本概念　6.2　可編程定時器/計數(shù)器8253　習(xí)題與思考題第7章　中斷技術(shù)　7.1　中斷的基本概念　7.2　8086/8088中斷系統(tǒng)　7.3　可編程中斷控制器——8259A　……　第8章　DMA技術(shù)第9章　A/D和D/A接口第10章　人-機接口第11章　外存儲器接口參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：2.設(shè)備選擇功能微機系統(tǒng)中通常都有多臺外設(shè)，而CPU在同一時間里只能與一臺外設(shè)交換信息，這就要借助于接口的地址譯碼對外設(shè)進行尋址。高位地址用于芯片（電路）選擇（見2.4），低位地址用于選擇接口芯片（電路）內(nèi)部寄存器或鎖存器，以選定需要與CPU交換信息的外設(shè)。3.信號轉(zhuǎn)換功能由于外設(shè)所能提供和所需要的各種信號常常與微機總線信號不兼容，因此信號變換就不可避免，它是接口設(shè)計中的一個重要方面。通常遇到的信號變換包括：信號電平轉(zhuǎn)換、模／數(shù)和數(shù)／模轉(zhuǎn)換、串／并和并／串轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)寬度變換及信號的邏輯關(guān)系和時序上的配合所要求的變換等。4.接收、解釋并執(zhí)行CPU命令的功能CPU發(fā)往外設(shè)的各種命令都是以代碼的形式先發(fā)到接口電路，再由接口電路解釋后，形成一系列控制信號送往外設(shè)（被控對象）的。為了實現(xiàn)CPU與外設(shè)之間的聯(lián)絡(luò)，接口電路還必須提供寄存器的“空”或“滿”，外設(shè)“忙”或“閑”等狀態(tài)信號。5.中斷管理功能當(dāng)外設(shè)需要及時得到CPU的服務(wù)，例如，在出現(xiàn)故障而要求CPU進行刻不容緩的處理時，就應(yīng)在接口中設(shè)置中斷控制邏輯，由它完成向CPU提出中斷請求，進行中斷優(yōu)先級排隊，接收中斷響應(yīng)信號以及向CPU提供中斷向量等有關(guān)中斷事務(wù)工作。這樣，除了能使CPU實時處理緊急情況外，還能使快速CPU與慢速外設(shè)并行工作，從而大大提高CPU的效率。6.可編程功能為使接口具有較強的通用性、靈活性和可擴充性，現(xiàn)在的接口芯片多數(shù)都是可編程的，這樣在不改變硬件的條件下，只改變驅(qū)動程序就可改變接口的工作方式和功能，以適應(yīng)不同的用途。需要說明的是：上述功能并非每個接口芯片（電路）都同時具備，對不同配置和不同用途的微機系統(tǒng)，其接口芯片的功能及實現(xiàn)方式有所不同，接口電路的復(fù)雜程度相差甚遠。三、CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式可歸納為以下三種：1.程序控制方式無條件傳送方式（又稱同步傳送方式）。其具體方法是：在程序中的適當(dāng)位置直接插入I／O指令，以完成數(shù)據(jù)的傳輸。在這種方式中，CPU始終認為外設(shè)是準(zhǔn)備好的。這種傳送方式的特點是軟硬件十分簡單，但只適用于外設(shè)動作時間已知，并能確認外設(shè)已準(zhǔn)備好的情況，因此實際中較少使用這種傳送方式。條件傳送方式（又稱查詢傳送方式）。其實現(xiàn)方法是：在每次執(zhí)行I／O操作之前，CPU先查詢外設(shè)的狀態(tài)，當(dāng)外部設(shè)備準(zhǔn)備好時才執(zhí)行I／O指令實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。這種傳送方式有效地解決了無條件傳送方式難以保證CPU與外設(shè)同步動作的問題，但其傳輸速度慢，CPU工作效率低，因為CPU將花費絕大部分時間去查詢外設(shè)的狀態(tài)。

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