微型计算机原理及应用学习笔记 可编程接口芯片
立即购买
《自考视频课程》名师讲解，轻松易懂，助您轻松上岸！低至199元/科！
CPU要同外设交换信息，必需通过接口电路，一般在接口电路中应具有如下电路单元：①输人/输出数据锁存器和缓冲器，用以解决CPU与外设之间速度不匹配的矛盾，以及起隔离和缓冲的作用；②控制命令和状态寄存器，以存放CPU对外设的控制命令，以及外设的状态信息；③地址译码器，用来选择接口电路中的不同端口（寄存器）；④读写控制逻辑；⑤中断控制逻辑。
随着大规模集成电路技术的迅速发展，微机系统中CPU与外设之间的接口电路已由早期的逻辑电路板（由中、小规模集成电路芯片组成）发展为以大规模集成电路芯片为主的接口芯片。用于微机输人/输出的接口芯片种类极多，功能各异，按功能选择的灵活性来分，可分为可编程接口芯片和不可编程的接口芯片；按接口的通用性来分，可分为通用接口芯片和专用接口芯片。
本节从接口芯片的外特性着手，简要讨论接口芯片中一些公用引脚的作用及其连接方法。
一、片选概念
同内存储器的读/写操作相仿，必须要有一个地址信号选中接口芯片后，才能使该接口芯片进入电路工作状态，实现数据的输入/输出。CPU的8条地址线A7-A0形成地址，通过地址译码器输出接到接口芯片的选通端CE（Chip Enable），又称片选端CS（Chip Select），如图7-1所示。CE端是控制接口芯片进入电路工作状态的引脚端。片选端究竟是高电平有效（标为CE）还是低电平有效（标为前一单元fix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />前一单元ferrelative="t" o:spt="75" coordsize="21600,21600"> ）由接口芯片决定。只有CE（或 ）被选中后，CPU才能通过该芯片与对应的I/O设备传送数据。
图7-1 译码与片选
二、读/写概念
接口芯片的地址码经译码后接通芯片的片选端CE（或 ），对读操作而言，使输入口信息由数据总线进入CPU，数据何时读入CPU，由 （读信号）控制。
各控制信号的时序关系为：当地址信息稳定后，读信号 有效及输入/输出请求信号 =“L”，通知接口芯片，片选信号 已稳定，输入口已与数据总线接通，CPU可进行I/O设备的读操作，如图7-2所示。 ， 及数据总线DB构成输入口的必备引脚，如图7-2（a）所示。
同理对于输出口，当CPU对接口进行输出数据的操作时，发出 （写信号）有效， =“L”。这样， ， 以及数据总线构成输出口的必备引脚，如图7-2（b）所示。在输入/输出接口中，有时采用 （或 ）引脚，当 =“L”时，为输入（读），而 =“H”时，为输出（写）。
图7-2 输入口与输出口
(a)输入口；(b)输出口
上述接口芯片的各种信号都由CPU的输入/输出指令产生。以输入指令为例：
IN AL，口地址
CPU内的指令寄存器和译码器分析此指令代码后，知道是I/O设备的读操作，就将口地址（8位）送上地址总线A7-A0，经CPU外的地址译码器译码后，产生片选信号，送输入口CE（或 ）端，同时还将 =“L”和 =“L”信号送到输入口，输入口把输入设备的数据送上数据总线，由CPU读入AL。
三、可编程接口的概念
目前所用的接口芯片大部分是多通道、多功能的。所谓多通道就是指一个接口芯片一面与CPU连接，另一面可接几个外设，所谓多功能是指一个接口芯片能实现多种接口功能，实现不同的电路工作状态。从硬件角度看，各通道在芯片内部通过一关S0，S1，…，Sn与总线相接；如图7-3所示，各电路单元（用以实现不同总的接口功能）通过各种开关电路相互连接。在接口芯片中，各硬件单元不是固定接死的，可由用户在使用中选择，即通过计算机的指令来选择不同的通道和不同的电路功能，称为“编程控制”。接口电路的组态（即电路工作状态）可由计算机指令来控制的接口芯片称为“可编程序接口芯片”。
图7-3 可编程概念
接口芯片中有一个寄存器，用来存放控制电路组态的控制字节，称为控制寄存器，控制字节的二位代码可控制4种状态，8位代码可控制256种状态。
四、“联络”的概念
CPU通过外设接口芯片同外设交换信息时，接口芯片常常需要和外设间有一定的“联络”信号，以保证信息的正常传送。通常采用两个“联络”（Handshake）信号：STB（选通信号，strobe）和RDY（就绪信号，Ready），如图7-4所示
图7-4 联络信号
以输入接口为例：RDY=“H”表示接口芯片中输入寄存器已空，可接受外设信息以实现外设向接口的输入操作。 =“L”表示接口选通，是外设向接口发出的，外设把数据送上接口芯片端口后，用 信号有效打入接口芯片输入寄存器，在 的后沿，把RDY信号拉为“L”，表明输入寄存器已有数据。RDY=“L”正是接口与CPU的通信标志。CPU接收RDY=“L”后，发出读数指令，读人该数据，并使RDY置“H”。然后，又开始新一轮的输入操作。其时序图见图7-5。
图7-5
如是输出接口，则：RDY＝“H”，表示接口寄存器已有数据，通知外设来取数。
=“L”，表示端口数据已为外设接收，且已处理，CPU可送新数据到接口寄存器， 的后沿使RDY变为“L”。
五、接口芯片的引脚概述
接口芯片是CPU与外设之间的界面，它一方面要与CPU打交道，要接收CPU进行输入/输出所发出的一系列信息，另一方面又要与外设打交道，要向外设收发数据及一些联络信号等，因此通用的接口芯片大致可包括如图7-6所示的那些引脚。
随着大规模集成电路技术的迅速发展，微机系统中CPU与外设之间的接口电路已由早期的逻辑电路板（由中、小规模集成电路芯片组成）发展为以大规模集成电路芯片为主的接口芯片。用于微机输人/输出的接口芯片种类极多，功能各异，按功能选择的灵活性来分，可分为可编程接口芯片和不可编程的接口芯片；按接口的通用性来分，可分为通用接口芯片和专用接口芯片。
本节从接口芯片的外特性着手，简要讨论接口芯片中一些公用引脚的作用及其连接方法。
一、片选概念
同内存储器的读/写操作相仿，必须要有一个地址信号选中接口芯片后，才能使该接口芯片进入电路工作状态，实现数据的输入/输出。CPU的8条地址线A7-A0形成地址，通过地址译码器输出接到接口芯片的选通端CE（Chip Enable），又称片选端CS（Chip Select），如图7-1所示。CE端是控制接口芯片进入电路工作状态的引脚端。片选端究竟是高电平有效（标为CE）还是低电平有效（标为前一单元fix = v ns = "urn:schemas-microsoft-com:vml" />前一单元ferrelative="t" o:spt="75" coordsize="21600,21600"> ）由接口芯片决定。只有CE（或 ）被选中后，CPU才能通过该芯片与对应的I/O设备传送数据。
图7-1 译码与片选
二、读/写概念
接口芯片的地址码经译码后接通芯片的片选端CE（或 ），对读操作而言，使输入口信息由数据总线进入CPU，数据何时读入CPU，由 （读信号）控制。
各控制信号的时序关系为：当地址信息稳定后，读信号 有效及输入/输出请求信号 =“L”，通知接口芯片，片选信号 已稳定，输入口已与数据总线接通，CPU可进行I/O设备的读操作，如图7-2所示。 ， 及数据总线DB构成输入口的必备引脚，如图7-2（a）所示。
同理对于输出口，当CPU对接口进行输出数据的操作时，发出 （写信号）有效， =“L”。这样， ， 以及数据总线构成输出口的必备引脚，如图7-2（b）所示。在输入/输出接口中，有时采用 （或 ）引脚，当 =“L”时，为输入（读），而 =“H”时，为输出（写）。
图7-2 输入口与输出口
(a)输入口；(b)输出口
上述接口芯片的各种信号都由CPU的输入/输出指令产生。以输入指令为例：
IN AL，口地址
CPU内的指令寄存器和译码器分析此指令代码后，知道是I/O设备的读操作，就将口地址（8位）送上地址总线A7-A0，经CPU外的地址译码器译码后，产生片选信号，送输入口CE（或 ）端，同时还将 =“L”和 =“L”信号送到输入口，输入口把输入设备的数据送上数据总线，由CPU读入AL。
三、可编程接口的概念
目前所用的接口芯片大部分是多通道、多功能的。所谓多通道就是指一个接口芯片一面与CPU连接，另一面可接几个外设，所谓多功能是指一个接口芯片能实现多种接口功能，实现不同的电路工作状态。从硬件角度看，各通道在芯片内部通过一关S0，S1，…，Sn与总线相接；如图7-3所示，各电路单元（用以实现不同总的接口功能）通过各种开关电路相互连接。在接口芯片中，各硬件单元不是固定接死的，可由用户在使用中选择，即通过计算机的指令来选择不同的通道和不同的电路功能，称为“编程控制”。接口电路的组态（即电路工作状态）可由计算机指令来控制的接口芯片称为“可编程序接口芯片”。
图7-3 可编程概念
接口芯片中有一个寄存器，用来存放控制电路组态的控制字节，称为控制寄存器，控制字节的二位代码可控制4种状态，8位代码可控制256种状态。
四、“联络”的概念
CPU通过外设接口芯片同外设交换信息时，接口芯片常常需要和外设间有一定的“联络”信号，以保证信息的正常传送。通常采用两个“联络”（Handshake）信号：STB（选通信号，strobe）和RDY（就绪信号，Ready），如图7-4所示
图7-4 联络信号
以输入接口为例：RDY=“H”表示接口芯片中输入寄存器已空，可接受外设信息以实现外设向接口的输入操作。 =“L”表示接口选通，是外设向接口发出的，外设把数据送上接口芯片端口后，用 信号有效打入接口芯片输入寄存器，在 的后沿，把RDY信号拉为“L”，表明输入寄存器已有数据。RDY=“L”正是接口与CPU的通信标志。CPU接收RDY=“L”后，发出读数指令，读人该数据，并使RDY置“H”。然后，又开始新一轮的输入操作。其时序图见图7-5。
图7-5
如是输出接口，则：RDY＝“H”，表示接口寄存器已有数据，通知外设来取数。
=“L”，表示端口数据已为外设接收，且已处理，CPU可送新数据到接口寄存器， 的后沿使RDY变为“L”。
五、接口芯片的引脚概述
接口芯片是CPU与外设之间的界面，它一方面要与CPU打交道，要接收CPU进行输入/输出所发出的一系列信息，另一方面又要与外设打交道，要向外设收发数据及一些联络信号等，因此通用的接口芯片大致可包括如图7-6所示的那些引脚。
以上就是关于《微型计算机原理及应用学习笔记 可编程接口芯片》的全部内容，如需了解更多学历提升、自考报名报考时间、自考报名流程、自考院校和专业查询、开考时间安排、自考课程、自考教材购买等的相关问题，可随时添加广东自考网《专业老师微信》进行在线沟通了解哦~
《广东自考网》免责声明：
1、由于考试政策等各方面情况的调整与变化，本网提供的考试信息仅供参考，最终考试信息请以省考试院及院校官方发布的信息为准。
2、本站内容部分信息均来源网络收集整理或来源出处标注为其它媒体的稿件转载，免费转载出于非商业性学习目的，版权归原作者所有，如有内容与版权问题等请与本站联系。联系邮箱：812379481@qq.com
