微型計算機接口技術

第1章 微型計算機接口技術概述 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 3
1.2 CPU和輸入/輸出設備之間的信號 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 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和輸入輸出設備信息交換 9
1.4.1 無條件傳送方式 9
1.4.2 查詢方式 9
1.4.3 中斷控制方式 11
1.4.4 直接存儲器存取(DMA)方式 12
1.4.5 輸入/輸出過程中的幾個問題 12
1.4.6 接口與系統(tǒng)的連接 13
1.5 微機接口技術的發(fā)展 14
單元實驗 基本的輸入/輸出接口實驗 15
思考與練習 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)部結構 20
2.2.2 8237A的工作過程及工作方式 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應用舉例 31
單元實驗 DMA實驗 36
思考與練習 38
第3章 中斷技術 39
3.1 中斷及中斷處理過程 39
3.1.1 中斷源及分類 39
3.1.2 中斷處理過程 40
3.2 中斷優(yōu)先權 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 中斷結構 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 中斷響應過程 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應用舉例 66
3.4.5 高級中斷控制器APIC簡介 71
3.5 中斷程序設計 72
3.5.1 中斷程序設計方法 72
3.5.2 硬中斷程序設計舉例 74
單元實驗 8259A中斷控制實驗 76
思考與練習 77
第4章 總線技術 79
4.1 概述 79
4.1.1 總線標準的基本內(nèi)容 79
4.1.2 總線分類 80
4.1.3 采用標準總線的優(yōu)點 81
4.1.4 總線數(shù)據(jù)傳輸 81
4.1.5 總線通信方式 82
4.1.6 總線仲裁 84
4.2 局部總線 86
4.2.1 PC總線 86
4.2.2 ISA工業(yè)標準總線 86
4.2.3 MCA微通道結構總線 88
4.2.4 EISA擴展的工業(yè)標準結構總線 88
4.2.5 PCI局部總線 89
4.2.6 PCI-X總線簡介 92
4.3 系統(tǒng)總線 94
4.3.1 MULTI BUS總線 94
4.3.2 STD總線 96
4.4 通信總線 99
4.4.1 IEEE 488并行通信總線 99
4.4.2 VXI總線 101
4.4.3 Centronics總線 102
4.4.4 RS-232C串行通信總線 102
4.4.5 RS-499/RS-423/RS-422/RS-485總線 107
4.4.6 通用串行總線USB 109
4.5 現(xiàn)場總線 109
4.5.1 概述 109
4.5.2 CAN總線 110
思考與練習 116
第5章 并行接口技術 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)部結構 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應用舉例 134
5.4 可編程定時/計數(shù)器8253 139
5.4.1 8253的內(nèi)部結構 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應用舉例 147
5.5.1 應用舉例 147
5.5.2 8254-PIT 149
單元實驗 150
思考與練習 156
第6章 串行接口技術 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/輸出的實現(xiàn) 161
6.1.4 信號的調(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的結構和功能 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的編程結構 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 串行接口應用舉例 184
單元實驗 8251A自發(fā)自收實驗 186
思考與練習 189
第7章 USB接口技術 191
7.1 概述 191
7.2 USB的體系結構 193
7.2.1 USB的拓撲結構 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主機和USB設備 196
7.3 USB的數(shù)據(jù)流 198
7.3.1 USB構成 198
7.3.2 數(shù)據(jù)傳輸類型 201
7.4 USB主機（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)動程序（HCD） 207
7.4.4 USB驅(qū)動程序（USBD） 208
7.5 USB設備 212
7.5.1 USB設備狀態(tài) 213
7.5.2 通用USB設備操作 215
7.5.3 USB設備請求 217
7.5.4 標準設備請求 218
7.5.5 USB設備描述符 223
7.5.6 USB 2.0簡介 228
7.6 IEEE 1394總線 229
7.6.1 IEEE 1394總線的特點 229
7.6.2 IEEE 1394總線的工作模式 229
7.6.3 IEEE 1394總線與USB的性能比較 233
思考與練習 233
第8章 數(shù)/模、模/數(shù)轉換及接口 235
8.1 概述 235
8.1.1 電信號的轉換 235
8.1.2 常用傳感器 236
8.2 數(shù)/模（D/A）轉換及其接口 238
8.2.1 D/A轉換的工作原理 238
8.2.2 D/A器件的性能參數(shù)和術語 239
8.2.3 常用D/A轉換器及接口 241
8.3 模/數(shù)（A/D）轉換及其接口 252
8.3.1 采樣和量化 252
8.3.2 A/D轉換的工作原理 253
8.3.3 A/D器件的性能參數(shù)和術語 256
8.3.4 常用A/D轉換器及接口 256
8.4 采樣保持器和多路模擬開關 265
8.4.1 采樣保持器 265
8.4.2 多路模擬開關 266
8.5 面對課題選擇數(shù)／模、模／數(shù)芯片的要點 268
單元實驗 270
思考與練習 273
第9章 常用外圍設備及接口 275
9.1 常用外圍設備概述 275
9.2 鍵盤及其接口 276
9.2.1 鍵盤 276
9.2.2 鍵的識別 277
9.2.3 微機鍵盤及接口 283
9.2.4 BIOS鍵盤緩沖區(qū)與鍵盤中斷 287
9.2.5 小鍵盤接口設計 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 鼠標器及其接口 295
9.4.1 鼠標器的工作原理 295
9.4.2 鼠標器接口 295
9.5 打印機及其接口 296
9.5.1 打印機工作原理 297
9.5.2 主機與打印機的接口 299
單元實驗 301
思考與練習 305
第10章 接口技術課程設計舉例 307
10.1 雙機間并行通信設計 307
10.2 芯片間串行通信設計 309
10.3 PC間串行通信設計 312
10.4 PC與單片機間的通信設計 314
10.5 數(shù)據(jù)采集板設計 316
10.6 內(nèi)窺鏡清洗槽溫度控制設計 319
附錄A ASCII碼表 323
附錄B 系統(tǒng)中斷 325
附錄C 總線信號定義 339
參考文獻 348