微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)

第1章 微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)概述 1
1.1 概述 1
1.1.1 接口電路 1
1.1.2 接口的功能 2
1.1.3 接口分類(lèi) 3
1.2 CPU和輸入/輸出設(shè)備之間的信號(hào) 3
1.2.1 數(shù)據(jù)信息 4
1.2.2 狀態(tài)信息 4
1.2.3 控制信息 4
1.3 輸入/輸出端口 5
1.3.1 輸入/輸出端口的分類(lèi) 5
1.3.2 輸入/輸出端口的編址方法 6
1.3.3 I/O端口地址譯碼 7
1.3.4 CPU的輸入/輸出指令 8
1.4 CPU和輸入輸出設(shè)備信息交換 9
1.4.1 無(wú)條件傳送方式 9
1.4.2 查詢(xún)方式 9
1.4.3 中斷控制方式 11
1.4.4 直接存儲(chǔ)器存取(DMA)方式 12
1.4.5 輸入/輸出過(guò)程中的幾個(gè)問(wèn)題 12
1.4.6 接口與系統(tǒng)的連接 13
1.5 微機(jī)接口技術(shù)的發(fā)展 14
單元實(shí)驗(yàn) 基本的輸入/輸出接口實(shí)驗(yàn) 15
思考與練習(xí) 16
第2章 DMA控制器 19
2.1 DMA方式 19
2.2 DMA控制器8237A 20
2.2.1 8237A的基本功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 20
2.2.2 8237A的工作過(guò)程及工作方式 23
2.2.3 8237A的內(nèi)部寄存器 25
2.2.4 8237A的初始化 30
2.3 DMA控制器8237A應(yīng)用舉例 31
單元實(shí)驗(yàn) DMA實(shí)驗(yàn) 36
思考與練習(xí) 38
第3章 中斷技術(shù) 39
3.1 中斷及中斷處理過(guò)程 39
3.1.1 中斷源及分類(lèi) 39
3.1.2 中斷處理過(guò)程 40
3.2 中斷優(yōu)先權(quán) 43
3.2.1 軟件排優(yōu) 43
3.2.2 硬件排優(yōu) 44
3.3 80X86/Pentium中斷系統(tǒng) 45
3.3.1 中斷結(jié)構(gòu) 45
3.3.2 中斷向量表 47
3.3.3 中斷向量表的建立 48
3.3.4 中斷響應(yīng)過(guò)程 50
3.3.5 高檔微處理器的中斷 52
3.4 8259A中斷控制器 53
3.4.1 中斷控制器8259A 53
3.4.2 8259A的工作方式 56
3.4.3 8259A的初始化編程 60
3.4.4 8259A應(yīng)用舉例 66
3.4.5 高級(jí)中斷控制器APIC簡(jiǎn)介 71
3.5 中斷程序設(shè)計(jì) 72
3.5.1 中斷程序設(shè)計(jì)方法 72
3.5.2 硬中斷程序設(shè)計(jì)舉例 74
單元實(shí)驗(yàn) 8259A中斷控制實(shí)驗(yàn) 76
思考與練習(xí) 77
第4章 總線(xiàn)技術(shù) 79
4.1 概述 79
4.1.1 總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容 79
4.1.2 總線(xiàn)分類(lèi) 80
4.1.3 采用標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn) 81
4.1.4 總線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸 81
4.1.5 總線(xiàn)通信方式 82
4.1.6 總線(xiàn)仲裁 84
4.2 局部總線(xiàn) 86
4.2.1 PC總線(xiàn) 86
4.2.2 ISA工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線(xiàn) 86
4.2.3 MCA微通道結(jié)構(gòu)總線(xiàn) 88
4.2.4 EISA擴(kuò)展的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)總線(xiàn) 88
4.2.5 PCI局部總線(xiàn) 89
4.2.6 PCI-X總線(xiàn)簡(jiǎn)介 92
4.3 系統(tǒng)總線(xiàn) 94
4.3.1 MULTI BUS總線(xiàn) 94
4.3.2 STD總線(xiàn) 96
4.4 通信總線(xiàn) 99
4.4.1 IEEE 488并行通信總線(xiàn) 99
4.4.2 VXI總線(xiàn) 101
4.4.3 Centronics總線(xiàn) 102
4.4.4 RS-232C串行通信總線(xiàn) 102
4.4.5 RS-499/RS-423/RS-422/RS-485總線(xiàn) 107
4.4.6 通用串行總線(xiàn)USB 109
4.5 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn) 109
4.5.1 概述 109
4.5.2 CAN總線(xiàn) 110
思考與練習(xí) 116
第5章 并行接口技術(shù) 119
5.1 概述 119
5.2 可編程并行接口芯片8255A 120
5.2.1 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 120
5.2.2 8255A的引腳及功能 121
5.2.3 8255A的控制字 122
5.2.4 8255A的工作方式 124
5.3 8255A應(yīng)用舉例 134
5.4 可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器8253 139
5.4.1 8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 139
5.4.2 8253的引腳及功能 140
5.4.3 8253的控制字和初始化編程 141
5.4.4 8253的工作方式 142
5.5 8253應(yīng)用舉例 147
5.5.1 應(yīng)用舉例 147
5.5.2 8254-PIT 149
單元實(shí)驗(yàn) 150
思考與練習(xí) 156
第6章 串行接口技術(shù) 159
6.1 概述 159
6.1.1 串行通信方式 159
6.1.2 串行通信中的數(shù)據(jù)傳送方向 161
6.1.3 串行輸入/輸出的實(shí)現(xiàn) 161
6.1.4 信號(hào)的調(diào)制和解調(diào) 163
6.1.5 串行通信協(xié)議 164
6.2 可編程異步通信接口芯片8250 164
6.2.1 8250的結(jié)構(gòu)和功能 164
6.2.2 8250的引腳功能 170
6.2.3 8250的初始化編程 172
6.3 可編程串行通信接口芯片8251A 173
6.3.1 8251A的編程結(jié)構(gòu) 173
6.3.2 8251A的工作原理 175
6.3.3 8251A的引腳功能 177
6.3.4 8251A的控制字 181
6.3.5 8251A的初始化 183
6.4 串行接口應(yīng)用舉例 184
單元實(shí)驗(yàn) 8251A自發(fā)自收實(shí)驗(yàn) 186
思考與練習(xí) 189
第7章 USB接口技術(shù) 191
7.1 概述 191
7.2 USB的體系結(jié)構(gòu) 193
7.2.1 USB的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 193
7.2.2 USB的物理接口 193
7.2.3 USB電源 195
7.2.4 USB協(xié)議 196
7.2.5 USB主機(jī)和USB設(shè)備 196
7.3 USB的數(shù)據(jù)流 198
7.3.1 USB構(gòu)成 198
7.3.2 數(shù)據(jù)傳輸類(lèi)型 201
7.4 USB主機(jī)（硬件、軟件） 203
7.4.1 主控制器功能 203
7.4.2 軟件功能 205
7.4.3 主控制器驅(qū)動(dòng)程序（HCD） 207
7.4.4 USB驅(qū)動(dòng)程序（USBD） 208
7.5 USB設(shè)備 212
7.5.1 USB設(shè)備狀態(tài) 213
7.5.2 通用USB設(shè)備操作 215
7.5.3 USB設(shè)備請(qǐng)求 217
7.5.4 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備請(qǐng)求 218
7.5.5 USB設(shè)備描述符 223
7.5.6 USB 2.0簡(jiǎn)介 228
7.6 IEEE 1394總線(xiàn) 229
7.6.1 IEEE 1394總線(xiàn)的特點(diǎn) 229
7.6.2 IEEE 1394總線(xiàn)的工作模式 229
7.6.3 IEEE 1394總線(xiàn)與USB的性能比較 233
思考與練習(xí) 233
第8章 數(shù)/模、模/數(shù)轉(zhuǎn)換及接口 235
8.1 概述 235
8.1.1 電信號(hào)的轉(zhuǎn)換 235
8.1.2 常用傳感器 236
8.2 數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換及其接口 238
8.2.1 D/A轉(zhuǎn)換的工作原理 238
8.2.2 D/A器件的性能參數(shù)和術(shù)語(yǔ) 239
8.2.3 常用D/A轉(zhuǎn)換器及接口 241
8.3 模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換及其接口 252
8.3.1 采樣和量化 252
8.3.2 A/D轉(zhuǎn)換的工作原理 253
8.3.3 A/D器件的性能參數(shù)和術(shù)語(yǔ) 256
8.3.4 常用A/D轉(zhuǎn)換器及接口 256
8.4 采樣保持器和多路模擬開(kāi)關(guān) 265
8.4.1 采樣保持器 265
8.4.2 多路模擬開(kāi)關(guān) 266
8.5 面對(duì)課題選擇數(shù)／模、模／數(shù)芯片的要點(diǎn) 268
單元實(shí)驗(yàn) 270
思考與練習(xí) 273
第9章 常用外圍設(shè)備及接口 275
9.1 常用外圍設(shè)備概述 275
9.2 鍵盤(pán)及其接口 276
9.2.1 鍵盤(pán) 276
9.2.2 鍵的識(shí)別 277
9.2.3 微機(jī)鍵盤(pán)及接口 283
9.2.4 BIOS鍵盤(pán)緩沖區(qū)與鍵盤(pán)中斷 287
9.2.5 小鍵盤(pán)接口設(shè)計(jì) 288
9.3 LED顯示及其接口 290
9.3.1 LED的工作原理 290
9.3.2 LED顯示器顯示接口 292
9.4 鼠標(biāo)器及其接口 295
9.4.1 鼠標(biāo)器的工作原理 295
9.4.2 鼠標(biāo)器接口 295
9.5 打印機(jī)及其接口 296
9.5.1 打印機(jī)工作原理 297
9.5.2 主機(jī)與打印機(jī)的接口 299
單元實(shí)驗(yàn) 301
思考與練習(xí) 305
第10章 接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)舉例 307
10.1 雙機(jī)間并行通信設(shè)計(jì) 307
10.2 芯片間串行通信設(shè)計(jì) 309
10.3 PC間串行通信設(shè)計(jì) 312
10.4 PC與單片機(jī)間的通信設(shè)計(jì) 314
10.5 數(shù)據(jù)采集板設(shè)計(jì) 316
10.6 內(nèi)窺鏡清洗槽溫度控制設(shè)計(jì) 319
附錄A ASCII碼表 323
附錄B 系統(tǒng)中斷 325
附錄C 總線(xiàn)信號(hào)定義 339
參考文獻(xiàn) 348