§ 6.1 接口的基本概念一、概述
1,接口 —— CPU与输入 /输出设备之间 协调动作的硬件电路。
2,接口的功能 (作用 )—— 起传送数据的 桥梁 作用。
① 地址译码 —— 以寻址某一外设，和指定的外设交换信息。
② 数据寄存和缓冲 —— 用以消除处理器与外设在“定时”或数据处理速度上的差异。
CPU I/O接口 外设
③ 信息转换 —— 因为计算机与外设的信息格式可能不同，以使两者相容；如正负逻辑转换，串 /并联间的转换,TTL电平与其他电平转换。
④提供 命令译码和状态信息 —— 以实现对外设的控制与监测。如设备,准备好,，数据缓冲器,空,。
握手联络信号 。
⑤ 定时控制 —— 提供时序控制功能，以满足外设在时序控制方面的要求。
3,一般组成 —— 由功能要求，可得接口电路的主要组成部分，即由,各种寄存器＋控制电路 。
二、接口控制原理因为接口主要控制数据传送，所以接口控制即对数据传送的控制。
1,数据传送方式 —— CPU与外设的信息交换称为 通信,
基本的通信方式（即数据传送方式）有两种：
① 并行通信（并行数据传送） —— 数据的所有位同时发送。
如机器内部各部件之间都是并行传送。数据有多少位就要有同样数量的传送线。它速度快，
但线路多，只适用于 短距离传送 （小于 100英尺）
↑↑↑↑↑↑↑↑
D7D6D5D4D3D2D1D0
② 串行通信（串行数据传送） —— 数据一位一位的顺序传送。 如远程终端通信，远程计算机之间的通信，通常借用通信电路（如电话线）来传送数据。一般网的通信，网络上的数据流都是串行的。
串行通信只要一条数据传输线。 它线路少，但速度慢，控制设备复杂（需并 -串 -并转换），适用于 远距离通信 （大于 100英尺）。
由于一根线传送所有位，收发双方必须遵守统一的 通信规程（通信协议） 。串行通信中，有两种最基本的通信方式,同步通信 和 异步通信 。
在异步通信中,CPU与外设之间必须有两项规定：
字符格式和波特率。
D7D6D5D4D3D2D1D0→
ⅰ ） 字符格式 —— 每个串行数据由一个起始位 0+数据位（ 5,6,7,8位） +[奇偶效验位 ]+停止位 1 组成?
称为一帧。
常用的两种格式：
LSB MSB
← 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 奇偶 1
← 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1
起始位 —— ∵ 空闲时，通信线路上视有逻辑,1”，
所以以,0”表示起始位。
数据位 —— 先发低位，后发高位 。数据可以是 5位，
6位,7位,8位,PC通信中常用 7位或 8位，取哪一种数据格式由软件决定。
常用一般通信格式
（字符通信）
一般微机中数据通信格式
奇偶校验位 —— 奇偶校验位主要用于纠错检测，即加上一位 1或 0，使数据中具有奇或偶数个,1”。
停止位 —— 最后发停止位,1”，以标志一帧传送结束，标志位可以是 1位,1.5位或 2位个,1”。
例如,字符通信，偶检验的格式：
如：‘ A’?7位 ASCII码为 41H
LSB MSB 偶校验
← 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1
如：‘ 4’?7位 ASCII码为 34H
← 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1
起始位 停止位
ⅱ ） 波特率 —— 即数据传送速率的规定，即每秒钟传送多少 bit。
例,数据传送的速率是 120字符 /秒，而通信的数据格式如上所述（ 10个 bit位）。
则传送波特率：
10 ＊ 120 = 1200 位 / 秒 = 1200 波特，即
1200b／ s
如以太网的最大传送速率为 100Mb／ s ；又如 Chinanet的通信速率为 9600b／ s～ 2Mb／ s。
2,CPU与外设数据传送控制方式（传送控制方式） —— I/O控制方式
1）程序直接控制传送方式 —— 由程序来控制主机和外设之间的数据交换。
根据外设的特点又可分为：
无条件传送方式 —— 又称同步方式在不需要查询外设的状态，即 已知外设已准备好或不忙时,可直接用 IN 或 OUT 指令与外设交换数据。此时接口简单，适用于 CPU 与外设同步工作的情况。
如实验中，基本 I/O实验，
用的是无条件传送方式；
但实际应用中使用较少。
查询传送方式（即条件传送） —— CPU 与外设不同步时，很难保证执行输 入 /输出 时，外设是准备好的，
在数据传送前，程序首先要测试外设的状态，只有在状态信息满足条件时，才能进行传送。所以接口中除正常的 数据 传送（数据端口）外，还必须传送 状态 信息（状态端口）。
查询方式,CPU 与外设信息的交换方式 —— 称为 应答方式,状态信息即,联络”信息 。接口处于被 动状态。
输入状态信息
Ready？
输入数据读状态
Busy？
输出数据
N Y
查询式输入流程 查询式输出流程
2） 程序中断传送方式
上述查询方式中,CPU要不断的查询外设的状态,未准备好则等待，不能做别的操作，
浪费了 CPU的时间。因为很多外设速度较慢，它们输 入 / 输出 一个数据速度很慢，在此过程中，
CPU可执行大量的指令，为了提高 CPU的效率，
可采用中断方式。
即由 CPU启动外设工作，然后执行主程序，
当外设准备好后，向 CPU发出中断请求,CPU暂停主程序的执行，转去中断处理服务，然后返回。
在何时交换数据，接口是主动的。
3） DMA方式 —— 直接存贮器存取传送方式
以上方式均需 CPU 参与 I /O 数据传送，即程序控制（即 IN,OUT 指令）传送。而 DMA方式的基本思想是在外设和存贮器之间开辟直接的数据交换通道。
由 DMA 硬件装置控制，直接由外设和内存之间传送数据，而不通过 CPU。通常用于高速外设、成批交换数据。
如 PC机中磁盘（软、硬）与内存交换数据，则使用了 8237 DMA控制器。
在实际的计算机系统中，以上几种数据传送方式都使用。实际应用中，几种方式均可使用。如 A /D 实验中：延迟等待（无条件传送）、查询、中断，若使用高速 A /D 也可用 DMA 方式直接将数据送内存。
三,CPU 与外设之间的接口信息
1,地址 — 经译码以选定不同的端口。
2、数据 — 8位,16位,32位数据。
3、状态 — 输入 / 输出设备的状态。
4、控制信息 — 由 CPU发出的控制信号，如启动或停止外设工作。
如输入设备是否准备好，输出设备是否空（是否忙）等注,状态、控制信息与数据是不同性质的信息，必须分别传送。通常数据占一个端口，状态或控制公用一个端口。
CPU I /O
地址数据状态控制
§ 6.2 输入输出指令和输入输出地址译码在进行输入 / 输出操作时,和存贮器相似,也要对
I/O进行寻址，也要完成两种选择：片选 — 选择 I/O
接口芯片，字选 — 选择该芯片中的某一寄存器（具体端口）。
CPU访问 I/O端口有两种基本寻址方式,存贮器映象方式和独立编址方式。
接口中被主机直接访问的一些寄存器常称之为 端口 。一个接口常有多个端口。
如数据口，状态口，命令口。
一,存贮器映象 I /O寻址方式
① I /O端口与存贮器公用 同一个地址空间 。如：
此时存贮器与 I /O的区别 存贮器 →
只是所占用的地址不同。
I /O →
② CPU对 I /O端口的输入 / 输出和对存贮器读 / 写都是用访问存贮器 传送 指令（如 MOV），而无需专用输入 /
输出指令。
③ 对 I /O访问的 控制信号,也是用对存贮器读 / 写控制信号。
如 MC6800微机,MCS— 51单片机就是采用存贮器映象方式。
前 32K
后 32K
二,I /O独立编址方式?I /O端口和内存单元 各自编址,其地址相同也无妨。
I /O端口的地址空间与存贮器 地址空间是独立的,分开的，即 I /O口地址不占用存贮器地址空间。
CPU对 I /O的输入 / 输出是用 专门的输入 / 输出指令,
而不能用存贮器传送（ MOV）指令。
对 I /O访问的 控制信号 是用专门的 I /O控制信号（ IOR，
IOW）。
如 8088 /8086,Z80等采用 I /O端口寻址方式。
64K
存储器
1K
I／ O
三、输入 /输出指令
1,直接端口寻址指令
IN ACC,PORT
OUT PORT,ACC
2,间接端口寻址指令
IN ACC,DX
OUT DX,ACC
* IN表示将一个字节或一个字的数据从输入端口传送到
AL或 AX中 ;OUT表示将一个字节或一个字的数据从 AL或
AX传送到输出端口中,
*直接端口寻址,端口地址由指令中的 8位立即数指定，
间接端口寻址端口地址由 DX内容确定，所以 直接寻址地址为 00H~0FFH,256个端口；间接端口寻址可寻址 64K个端口，即端口地址＞ 0FFH时，则应使用 DX间址 。
例,MOV AL,99H
OUT 63H,AL；将 99H传送到 63H端口 例例,MOV DX,260H
OUT DX,AL；将 AL中内容传送到
260H 端口四、对 I /O端口寻址的译码方法
译码目的?地址选择 （地址分配）,必须进行 片选 和 字选 。通常采用两级译码方法,高位地址译码作为片选,以选择某一组端口（某一片 I /O）。 低位地址译码以选择片内寄存器
（即具体端口）。
PC机的 I /O端口地址译码只用 低 10位地址
（ A0~A9） 。 210 = 1024 个口地址。
典型的译码电路?74LS138（ 3:8译码器），
P193、图 5－ 5。
例,PC机系统板的 I /O译码
138
AEN —— G1 y0 —— DMA控制器 8237 000~01FH
A9 —— G2B y1 —— 中断控制器 8259 020~03FH
A8 —— G2A y2 —— 定时 /计数器 8253 040~05FH
A7 —— C y3 —— 并行口 8255 060~07FH
A6 —— B y4 —— DMA页面寄存器 080~09FH
A5 —— A y5 —— NMI非屏蔽寄存器 0A0~0BFH
A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0
0 0 0 0 0 X X X X X?000～ 01FH
0 0 1 1 1 X X X X X?0E0～ 0FFH
* 所有 I /O译码必须有 AEN（ Address Enable 地址允许 ） 参与译码。 AEN=1,DMA控制三总线，进行 DMA传送。 AEN=0开启 I /O系统 。
* 部分译码，如 y0?DMA的 CS,地址 000~01FH，
而 A3~A0?DMA的 A3~A0端片内译码，而 A4并未参与译码，所以 地址有重叠 。
例,打印机译码
A3
A4
A5
A6 & 378H~37FH
A8 片选为高电平有效 CS
A9
A7 &
AEN
A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
1 1 0 1 1 1 1 X X X?378H～ 37FH
例,彩色 /图形显示器控制器
138
A9 & G1
A8
AEN G2A y7 3D0H~3DFH
A5 G2B MC6845的 CS
A7 C
A6 B
A4 A
A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
1 1 1 1 0 1 X X X X?3D0H～ 3DFH
以上译码电路仅为片选信号，低位地址由各芯片内部实现二次译码，以寻址具体寄存器（端口）。
I /O译码：
地址（理论上为 A15~A0,实践 PC为
A9~A0）；
AEN参与 控制,AEN＝ 0开启译码器 ；
若地址有限,IOR /IOW 可参与译码控制以区分读 /写端口,如 P205,图 6— 4所示：
A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
1 0 1 1 1 1 1 X X X
以上都是直接利用低位 AB线参与再次译码?
直接地址译码 ； 实际应用中，当端口地址不够用时，可利用低位 DB线参与再次译码?间接端口地址译码 ； 以选择多个 I/O端口地址，如 P206,
图 6— 6所示 。
10 0001 0001?211H
74LS175是四 D触发器
由 D2,D1,D0及 IOR,IOW再译码?将一个地址变为 16个 I /O端口地址。
这种电路可节省系统地址空间，但必须把地址作为 DB输出寄存在 175中，所以多使用一条
OUT指令输出 DB做地址。
MOV DX,211H
MOV AL,00000000B
OUT DX,AL
：
INC AL
OUT DX,AL
作业,P234,2,
Y0
Y1
在此输出的不是数据，
而是地址。
§ 6.3 PC的系统总线
主机和外设交换数据?即 输入 /输出 ；利用
DOS系统功能 INT 21H,和 BIOS功能调用，可实现 对各种标准外设的 输入 /输出 。此时，可不考虑输入 /输出设备的 特性，也不必了解数据的 传送方式，只要按子程序的约定方法调用标准子程序即可。但实际应用上往往不全是标准的 接口设备，而是 自行设计接口 。此时则 利用 I/O指令 实现输入 /输出操作，则应了解内部细节，内部 结构 。
PC系统结构 可描述为：
PC机的输入 /输出能力强，主要表现在其输入 /输出的地址空间的分配和 I/O通道的 设计上。
总线接口 —— CPU系统，产生系统三总线。
I/O通道 （扩展槽） —— 外设和主机 连接的通道,每个槽均为 62个插脚的插座,本质 就是提供了 系统总线 —— PC
总线。用户开发接口，就是利用该总线。
实际的 PC设计中仅使用 A9-A0低 10位 AB作为
I/O端口地址,210＝ 1024个端口地址，即
000H～ 3FFH，但实际上 PC系统已占用大部分地址,用户自己开发接口时，一定要 避口已用地址,以免发生 地址冲突 。
一,系统 I/O端口地址分配大致：
000H～ 1FFH（ A9=0） 512个口地址为系统板占用。
200H～ 3FFH（ A9=1 ） 512个口地址为
I/O扩展槽占用。 自行开发接口在此部分 寻找空闲地址 。
∴ 设计前应了解系统 I/O端口分配。详细分配查手册。具体机器有些区别。
二、系统总线
PC机有极强的扩充能力，主要表现在其系统总线的设计上。系统总线是把微机各部分连接起来的公共通道。系统总线的性能直线关系到计算机的总统性能，系统总线随着 CPU的不断升级发展，也在不断更新和发展。
IBM PC机的 I／ O扩展槽的 62个信号线，本质上就是系统总线?PC总线,后修改为 80286微机的 系统 总线，即
PC AT总线，后定名为?（ 16位） ISA总线,后继续发展为 80386／ 80486的 系统总线?EISA总线 （ 32位 ISA总线）。
ISA总线，结构简单，成本低，价格便宜，主要 用于低速外设 。随着高速外设的发展,92年就推出了 PCI总线
外部设备互连 局部总线,它是介于 CPU总线和系统总线之间的一级总线。它一则直接面向 CPU总线，另一则面向系统总线。局部总线离 CPU更近，所以通过它与
CPU之间的 数据传送速率大大加快 。
PCI总线?传输速率高，多总线共存（通过
PCI-ISA／ EISA桥接组件芯片，将 PCI总线与
ISA／ EISA总线桥接，构成一个分层次的多总线系统），独立于 CPU，自动识别与配置的外设。
I/O扩展槽，即 62芯插座，它适用于未来的发展，便于扩展开发系统。连到插座上的 62个信号线?PC系统总线。
用户自己开发的接口，都是插入此扩展槽，与系统连接。
62根信号线。参见 P208、图 6－ 8的 AB槽。注意,元件面为 A面,
A1～ A31,焊接面为 B面,B1～ B31.
信号可分为五类：
①地址总线,20位地址。 ②数据总线,8位数据线。
③控制总线,22根。 ④时钟与复位,3根。
⑤地源与地线,8根＋保留 1根。
一般用户接口设计最常用的是,地址线 ﹑ 数据线 ﹑ AEN（地址允许）,IOR﹑ IOW﹑ RESET﹑ CLK﹑ IRQ9（中断请求）、电源。
三,I/O通道及总线信号
§ 6.4 数字通道接口
当 CPU与外设 交换的信息为数字量 时?该接口为数字通道接口。
由时序可知，数据是不可能长时间地“停留”在数据总线上的。且 CPU和外设速度上的差异，因此，数据交换中常使用锁存器或寄存器，三态缓冲器件，将数据锁存或隔离。 一般输出需要锁存，输入需要三态缓冲隔离。
外设输入的数据和状态都要经过三态缓冲器和数据总线送到 CPU。通常，挂在总线上的缓冲器都有 三态输出 能力，当需要传送数据时，才有允许信号开门，将数据送往数据总线。
常用的三态缓冲器芯片有：
74LS245?8总线发送／接收器，非反相三态输出。
可双向传送 。
74LS244?8总线缓冲器，非反相三态输出。只能 单向传送 。内部由二组三态门组成，每组 4个三态门，
共输出允许 G。
一．三态缓冲器功能表
A（ 1A,2A） 数据输入
Y（ 1Y,2Y） 数据输出
G（ 1G,2G）＝ L,A?Y输出允许
还有很多缓冲器，主要区别是输出反相或不反相以及开门信号 G是高电平或低电平有效。
锁存器与触发器的区别?锁存器 →当允许端 G有效时，
Q输出将跟随数据 D输入，此时它好比一个“直通门”；
一旦允许失效时，锁住此时的数据信息。
触发器?由边沿触发，如在时钟有上升沿,Q输出为 D输入状态。
寄存器?寄存器可由触发器构成，也可由锁存器构成。
常用芯片：
74LS373?8D（透明）锁存器。
二．寄存器?用来锁存或寄存 CPU输出的数据和命令或地址。
74LS374?8D触发器，三态输出，共输出控制，
共时钟。
8个触发器都是边沿触发器，即在时钟正跳变时,Q输出将为 D输入的逻辑状态。
一位逻辑图 功能表输出控制 时钟 输入 输出
OE CLK D Q
L ↑ H H
L ↑ L L
L L X Q0
H X X Z
∴ 又称 三态缓冲寄存器 。即数据进入寄存器后并不立即从寄存器输出，要经过三态缓冲器才能输出。此类三态缓冲寄存器既 可作数据输入寄存器，又可作数据输出寄存器。
373,374实际上是由寄存器和三态缓冲器组成。
D7 ~D0 8个 数据输入端,Q7 ~Q0 8个 数据输出端。
和 374的区别：无三态输出控制。
273只能作为输出寄存器，不能作输入寄存器 。
功能表清除 时钟 输入 输出
CLR CLK D Q
L X X L
H ↑ H H
H ↑ L L
H L X Q0
74LS273－ 8D触发器，共时钟,带清除端 。
一位结构
缓冲器和寄存器的使用主要注意好几个控制信号：
244的 允许端 G，一般应接一负脉冲将数据输入端传送至输出端送 DB，执行 IN指令时，由 P187 I/O时序可知，产生端口地址信号和 IOR信号，将此两信号接至 G端即可。
三、缓冲器和寄存器的应用－ 缓冲器常 用作输入接口和寄存器常 用作输出接口。
IN AL,port
273的 CLK应出现正跳变 时，将 D传到 Q。
执行 OUT指令时，由时序知，产生端口地址信号和
IOW信号。将此两信号接到 CLK端即可。
OUT port,AL
教材中直接使用 P.211的图 6－ 12的 PS0,PS1等信号直接作为上述控制信号。是因为在 PS译码中，已加入 IOR，
IOW信号。
简例 1,采集 8个开关的状态（或 8位数字仪表）?简单输入接口。
接口电路控制程序
MOV DX,PORT
IN AL,DX
B800H
或
B860H
如若只检测一个开关的状态，则只需要一个三态门?
若开关 K为 OFF（断开）状态，则置 TEMP单元为 0；若开关 K为 ON（闭合）状态，则置 TEMP单元为 1。
接口电路 控制程序
TEMP DB？
MOV DX,380H
IN AL,DX
TEST AL,80H
JZ ON
OFF,MOV TEMP,0
JMP EXIT
ON,MOV TEMP,1
EXIT,ret
或
XX80H
简例 2、控制 8只发光二极管的亮与灭?简单输出接口 。
接口电路 控制程序
MOV AL,0FH
MOV DX,PORT
out dx,al
loop $
NOT AL
OUT DX,AL
loop $
对应位为 1则亮，
为 0则灭。
若只控制一个 LED闪烁。
控制程序
MOV DX,380H
NEXT,MOV AL,01H
OUT DX,AL
CALL DELAY
MOV AL,00H
OUT DX,AL
CALL DELAY
MOV AH,11
INT 21H
CMP AL,0
JZ NEXT
RET
接口电路简例 3,输入 8个开关的状态，并用 LED对应显示开关的状态?输入／输出接口。
控制程序
MOV DX,380H
IN AL,DX
OUT DX,AL
此电路是端口地址相同的接口。
用 IOR／ IOW来区分。亦可用不同的端口地址。
如 PS0(380H)?1G，
2G,PS1(384H）
CLK
欲监视某设备的状态，若发现该设备异常
（ 0?1），则发出报警信号（红灯亮），一旦恢复正常，则撤除报警信号（红灯灭）。
此时应设计一 查询式 输入 /输出接口。
LOP:MOV DX,PORT
MOV AL,00H
OUT DX,AL
WAT:IN AL,DX
TEST AL,01H
JZ WAT
OUT DX,AL
WT1:IN AL,DX
TEST AL,01H
JNZ WT1
JMP LOP
作业,P234,10.
例 1、七段发光二极管显示器接口设计
⑴,LED显示器 是小型微机系统中 常用的输出装置 。 7段 LED显示器由 7个条形发光二极管和一个圆点发光二极管组成。由各管的亮暗组合成数字或符号。发光二极管有一端连接在一起，
构成了共阴极或共阳极显示器，以阴极为例。
⑵,静态显示接口?显示方式可分为 静态显示方式和动态显示方式。
若要显示,5”字? 。 f b
则数据为：即字形代码。 g
dp g f e d c b a e c
0 1 1 0 1 1 0 1→6DH
若要显示,0” →3FH （ 段码 ） d
a a
控制程序段：
MOV DX,260H
MOV AL,6DH ； 若送 0，则熄灭
OUT DX,AL
以上只是显示一位，若显示六位，则需 6个 I/O口
（ 6个 273），若要显示不同数字符号，要用不同的口地址。静态显示 N位，则需 N× 8根 I/O口线。
（ 3）,动态显示接口
静态显示占有用 I/O资源较多，所以在多位显示的实际应用中都使用动态显示方式。
在多位 7段 LED显示时，为了简化电路，降低成本，将所有的 段选端并联在一起,由一个输出寄存器作 I/O口，
称为 段选 寄存器；而所有 共阴极点连在一起,由一个输出寄存器作 I/O口，称为 位选 寄存器；所以 8位显示器的接口只需两个 8位 I/O口。由于所有的段选码皆由一个 I/O
口控制，所以在每一个瞬间，只有一位显示。只要 控制显示器逐个循环点亮 ；适当选择循环速度，利用人眼
“视觉暂留”效应，使其看上去好象多位都在显示一样。
→扫描显示方式。
动态显示控制 6位显示器的接口－ P.212.
图中反相器和与非门只是为增加驱动能力。
电路等效为：
要使 LED亮，段选码 Q输出为 0。相应的位选码 Q输出为 1。
欲显示,7”，
则 段选码为 78H。
由此可推得十进制数字 0－ 9的段选码为（ P212）：
40H,79H,24H,30H,19H,12H,02H,78H，
00H,18H。
从左至右的位选码,20H,10H,08H,04H,02H，
01H。
Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0
1 0 0 0 0 0 左一位亮
0 1 0 0 0 0 左二位亮
0 0 1 0 0 0 左三位亮
0 0 0 1 0 0 左四位亮
0 0 0 0 1 0 左五位亮
0 0 0 0 0 1 左六位亮
在程序中，循环送出相应的段选码，位选码，显示一位，延时，再显示下一位。 →达到动态显示。
如从键盘输入 6位 BCD数送图示显示器显示的程序：
IBF DB 7,?,7 DUP（？）
SEGPT DB 40H,79H,24H,30H,19H,12H,02H,78H,00H,18H
LEA DX,IBF
MOV AH,10 键入待显示 BCD数
INT 21H
MOV DX,0B840H
MOV AL,00H
OUT DX,AL
AGAN0:LEA SI,IBF+2 ；设 BCD数地址指针
MOV AH,20H ；置左一位的位码
MOV BH,0
AGAN1:MOV BL,[SI] 取 BCD真值 →BX
AND BL,0FH
定义段码表
MOV AL,SEGPT[BX]
MOV DX,B840H 输出相应的段码
OUT DX,AL
MOV AL,AH
MOV DX,B800H 输出相应的位码
OUT DX,AL
MOV CX,100 延时
LOOP $
INC SI ；修改地址指针
SHR AH,1 ；修改位码
AND AH,AH
JNZ AGAN1 键入的 6位数显示完吗
MOV AH,0BH
INT 21H
CMP AL,0
JE AGAN0
RET
例 2,按键和键盘接口设计。
在计算机应用系统中为了控制系统的工作状态,以及向系统中输入数据,一般设有按键或键盘。如复位键，功能键，数字键等。按键是 常用的输入装置。
键按下+5v
（ 1）、目前,无论是按键或键盘都是利用机械触点的闭合,
断开过程产生一个电压信号。但机械点的闭合，断开，均会产生 抖动,抖动时间 10ms-20ms。
因为抖动可能导致错误的读入，所以通常应 去抖动 。
去抖动方法可用软、硬两种方法实现：
软件? 软件延时,即从检测到有键按下，执行一个 10ms~20ms的延时程序，去抖动。
硬件? 用 R-S触发器去抖动 。
（ 2）,独立式按键接口 —— 每一个按键独立用一根 I/O口线，根据 I/O口线的状态确定开关状态。需缓冲器隔离。如需输入 8个开关状态?AL
按键输入低电平有效。
MOV DX,PORT
IN AL,DX
CMP AL,0FFH
JE NOKEY
YESKEY：
：
NOKEY：
：
（ 3）,行列式键盘接口 —— 独立式按键电路配置灵活，
软件简单,但每一个键必须占用一个 I/O口线,在按键较多时,I/O口线浪费较大，所以按键较多时一般采用行列式键盘 。一般将若干按键接口组成矩阵式键盘，如
2*2,4*4,4*5,4*6,8*8,可有 4个键,16个键,20个键，
24个键,64个键,可构成数字键,功能键,字符键等,
下面以 4*4的 16键为例：?
行列式键盘电路原理 —— 按键设在行线，列线交点处，
行、列线分别连接到按键开关的两端,列线通过上拉电阻接 +5V，被钳在高电平状态 。若将 行线全部输出低电平,
则读入列端口开关状态，若为 全 1111则无键按下,否则有键按下。当有键入时,再逐行逐列检查,即将行线 依次送低电平 0，检查列输入状态，如果为全 1111，则按键不在此行；否则在此行。且在与 0电平列线相交的那个键即对键盘进行两次扫描 。
对键盘进行编码以确定键值 —— 将 行输出值 和 列输入值 进行编码，按键位置与其对应的编码如下：
如左上键，列输入值,行输出值,( 0为有键入 )
0 1 1 1 0 1 1 1? 77H
所有键的编码如下：
77H B7H D7H E7H
7BH BBH DBH EBH
7DH BDH DDH EDH
7EH BEH DEH EEH
若将该键盘矩阵的按键定义为 (可理解为键值 ):
7 8 9 A 注,此为人为定义 0 1 2 3
4 5 6 B 亦 可定义为其他 4 5 6 7
1 2 3 C 8 9 A B
0 F E D C D E F
若将 16进制数的顺序 0～ F所对应的编码 7EH～ BEH
排成一个数据表。 存放在某数据区，再根据接口电路,
对键盘进行扫描，将所找到的按键的列值和行值组合成一代码，将该代码与数据区的编码表 逐一比较 ;便可确定相应的键值。
如键入 2＃键：
7
4
1
0
D3
D2
D1
D0
8 9 A
5 6 B
2 3 C
F E D
D4D5D6D7
如键入 2＃键的键译码（键分析）
流程行输出全 0→（ 380H）
读（ 384H）
Y
N有键入输出行值读入列值
1111？
将行列拚码 BDH→AL
与键表比较查寻相应键值 →BX
显示键值
1111？修改例,用上述扫描法,将其键入的 16进制数显示的程序,
KEYTAB DB 7EH,7DH,0BDH,0DDH,7BH,0BBH,0DBH,77H
DB 0B7H,0D7H,0E7H,0EBH,0EDH,0EEH,0DEH,0BEH
LOP1,MOV DX,B800H
MOV AL,0 将行线全部置 0
OUT DX,AL
定义 0～ F的相应键码表
MOV DX,B840H
I N AL,DX ； 读入列值
AND AL,0F0H ；取高 4位
CMP AL,0F0H ；是否全,1111”
JE LOP1 ；全,1111”则无键入全键盘扫描，
查询有无键入
MOV BX,0 ；置计数初值
MOV AH,77H ；检测键盘的行的输出初值
LOP2,MOV DX,B800H
MOV AL,AH
OUT DX,AL ；输出行值
MOV DX,B840H
IN AL,DX ；输入列值
AND AL,0F0H
CMP AL,0F0H ；是否在本行
JNE LOP3
ROR AH,1 ；本行无键入，则检查下一行
JMP LOP2
逐行扫描
LOP3,AND AH,0FH ; 取行输出值
OR AL,AH ; 与列输入值，组合代码?AL
LOP4,CMP AL,KEYTAB[BX]
JE LOP5
INC BX
JMP LOP4
LOP5,ADD BL,30H
CMP BL,3AH ； 将键值转换为 ASCII字符
JC LOP6 ； 0~9? 加 30H
ADD BL,7 ； A～ F?加 37H
LOP6,MOV DL,BL
MOV AH,2 显示键入的值
INT 21H
RET
将扫描所得的代码与编码表比较寻找输入的 16进制数（键值）? BX
作业,P234,★ 11,▲ 12,13.
思考例,显示器 /键盘接口
D
Q
CLK
273
DB
DB
DB
键盘列输入口
G
Y A
244
273
Q
D
+5v
+5v
位选键盘行输出
A
CLK Q
g a
com段选口
Q
Y
初始化更新显示 DISUP
键盘扫描 DECKEY
键分析译码有键入吗？N
Y
例 3,BCD码拨盘接口设计在计算机应用系统中，除显示，键盘等 人机对话接口 外，还有一种较常用的 拨盘输入,它适合于少量的数据或控制参数的输入。
（ 1） BCD码拨盘 —— 拨盘种类很多，作为人机接口使用最方便的拨盘是十进制输入，即可以输入 BCD码。拨盘都具有
0~9十个位置，每个位置都有相应的数字显示，代表拨盘输入的十进制数。每个拨盘都有
5个接点，其中 A为输入控制线，另 4根是 8421码输出线。
当拨盘拨到不同位置时，输入
A分别与 8421线中的某根或某几根接通。
如 键盘输入 控制端 A 输出端 8421线
0 1 0000
1 1 0001
2 1 0010
3 1 0011
4 1 0100
5 1 0101
6 1 0110
7 1 0111
8 1 1000
9 1 1001
输出为 1
表示该线与 A接通
84
21 A +5v
用一片只能表示一位十进制数，用多片可构成多位十进制数。
（ 2）,单片 BCD码拨盘接口 —— 仅需一个 4位 I/O线端口,A输入端接＋ 5V，为了使输出端不与 A接通时亦有确定电平，常将 8421输出端通过电阻拉至低电平。
原理图：
因为 A接高电平 +5V,相应 8421输出高电平，表示接通 A
有效，即 高电平有效,若为低电平，则无效? 此时拨盘输出为 正逻辑 （原码）；
控制端 A亦可接低电平 0? 此时 8421输出端经电阻拉至电平＋ 5V,拨盘输出的 BCD码为 负逻辑 （反码） 。
如将拨盘拨至 6的位置，执行,MOV DX,260H
拨盘输入程序段,IN AL,DX
（则 AL低 4位 0110 ）
（ 3） 多片 BCD码拨盘接口在实际应用系统中，要输入多位十进制数，应将 多片
BCD码拨盘拼接 。若按上述接法,N位十进制数拨盘需占用 4× N根 I/O口线，为了减少 I/O线的数量，可将拨盘的 输出线分别通过与非门与 I/O口相连,而每片拨盘的 A端 不直接接＋ 5V或地，而是与 I/O口线相连,用来控制选择多片中的任意一片。这样,N位拨盘，只需
4＋ N根 I/O口线。
如,8位十进制数输入的拨盘接口如 P218、图 6－
17所示,下图只用 4＋ N＝ 4＋ 8＝ 12根 I/O线。所有 A接 384H输出口，所有 8421输出线，接 8输入与非门，再送 244输入口。
分析一位，如数字 6：
8
4
2
1
0
D3
D2
D1
D0
↓ ↓
原码 0110 反码 1001
A
所以要输入的位 A接 0，
其他接 1
经多输入与非门，见 0为 1（接通位） 全 1为 0（未接通位均为 1）
如：输入 8位十进制数送缓冲区 IBUF,并显示的程序：
注：执行拨盘输入程序之前，各位 BCD拨盘均应拨好数码 →逐位选通读入。
IBUF DB 8 DUP (?)
OBUF DB 9 DUP (?)
MOV BX,0 ;
MOV AH,80H ;
LOP1:MOV DX,384H
MOV AL,AH
NOT AL
OUT DX,AL
MOV DX,380H
IN AL,DX
AND AL,0FH
MOV IBUF[BX],AL
INC BX ;
SHR AH,1 ；
指向缓冲区的下一个数据位修改位选值，指向下一选通位读入一位拨盘的值即一个十进数
→IBUF
输出位选值 0111 1111→
1011 1111→1101 1111…
设输入数据区的初始位移量设位选初值
AND AH,AH
JNZ LOP1
MOV SI,OFFSET IBUF +7
MOV DI,OFFSET OBUF +7
MOV CX,8 ；
LOP2,MOV AL,[SI]
ADD AL,30H
MOV [DI],AL
DEC SI
DEC DI
LOOP LOP2
MOV OBUF + 8,’$’
MOV DX,OFFSET OBUF
MOV DX,9
INT 21H
设循环计数将数字 →字符指向两缓冲区的末地址
8位读完吗？
显示
§ 6.5 模拟通道接口
作用：模拟信号 模拟通道 数字信号例,被测对象 传感器 电信号 放大 模拟信号 A/D
数字信号 计算机 数字信号 D/A 模拟信号（控制）
下面介绍两种最常用的 D/A,A/D与微机的接口 。
一、数模转换器 DAC与微机的接口
1,D/A与微机接口时,靠 OUT指令 将待换的 数据送
D/A?输出接口,而 OUT指令送出的数据在 DB上的时间是短暂的,所以需要一个数据 寄存器 暂存数据,供 D/A转换 。 除早期 D/A产品需要外接数据寄存器之外,目前 D/A芯片 内片 带有数据寄存器,所以可直接与微机接口 （ 通常称为与微处理器 完全兼容 ） 。
2,DAC0832—— 8位电流 D/A。内部结构,P222、图 6-21。
由图可知，它由 8位 输入寄存器,8位 DAC寄存器,8位
D/A转换器 及转换控制电路构成。由二级锁存器构成。
3,DAC0832的引脚功能：
① 8位数据输入线?D7～ D0（ DI7～ DI0）
② 电流输出端?Iout1,Iout2—— 一般 Iout1接运放的反相输入端,Iout2接模拟地 。
③ 反馈信号输入端?Rfb,反馈电阻在片内 。
④ 允许输入锁存信号?ILE— 高电平有效 。
⑤ 输入寄存器锁存信号?WR1,DAC寄存器写信号?WR2
⑥ 传送控制信号?XFER，以控制 WR2是否起作用。
⑦ 片选信号?CS,输入寄存器选择信号 。
⑧ 参考输入电压?VREF,即基准电压,一般在
-10V～ +10V。
⑨ 模拟地?AGND,整个电路的模拟地必须在某一点与数字地相接 。 数字地?DGND。 通常模数两地相连 。
4,DAC 0832与微机接口
∵ 0832内部有输入寄存器,∴ 可直接与微机接口 。 0832为电流输出型 D/A,要得模拟电压,
必需外加转换电路 。
∵ 内部有两级数据寄存器,∴ 可工作于多种方式?直通方式,单缓冲方式,双缓冲方式?五个控制信号,ILE,CS,WR1,WR2,XFER的连接方式不同 。
① 直通方式
常用于 连续反馈控制的环路 中；只要由一个 ROM连续地向它提供 DAC数据,输出就可以直接跟随输入变化 。 此时 无需 OUT指令启动转换 。
由内部结构的控制部分可知：
此时 IE=1输出 Q
跟随输入 D。
② 单缓冲方式
使两个寄存器的一个始终处于 直通状态,而使另一个 寄存器 受控的锁存器状态 。
常用于 单路应用系统 。
如使第一个寄存器受 PSO,IOW的控制状态；
使第二个寄存器处于直通状态。
输出锯齿波的程序：
MOV DX,380H
MOV AL,O
AGAIN,OUT DX,AL
INC AL?指向下一个数据
PUSH AX
MOV AH,11
INT 21H
CMP AL,0
POP AX
JZ AGAIN
插入廷时,可改变锯齿波周期 。
锁存一个数据无键入则继续锯齿波的数据为 0～ FFH
（ 3）、双缓冲方式
两个寄存器都处于受控状态,需要两步写操作来完成,需要两个端口地址以选通
CS和选通 XFER。 这样,
可在 DAC转换输出前一个数据的同时,将下一个数据送到输入寄存器,可提高 D／ A
的转换速度 。 常用于多路应用系统 且要求输出同步的情况 。
输出锯齿波程序：
MOV AL,0
AGAIN,MOV DX,380H 选通输入寄存器，将转
OUT DX,AL 换数据锁存
MOV DX,384H 选通 DAC寄存器，启动
OUT DX,AL D/A转换
INC AL ；修改数据
PUSH AX
MOV AH,11
INT 21H
CMP AL,0
POP AX
JZ AGAIN
无键入则继续
如产生任一周期信号的程序（波型数据无简单规律）：
只需在缓冲区存相应数据 —— 如存一个周期的正弦波数据,便可输出正弦波：
BUF DB XX,XX,… MOV DX,384H
COUNT EQU $-BUF OUT DX,AL
START:LEA BX,BUF MOV AX,100
MOV CX,COUNT HERE:DEC AX
AGAIN:MOV DX,380H JNZ HERE
MOV AL,[BX] INC BX
OUT DX,AL LOOP AGAIN
11＃功能控制转 START
廷时以改变输出速率
5,10位 D／ A转换接口－－ AD7520
AD7520为 10位 D／ A转换器，内部 不带数据锁存器 。
b1～ b10?数据输入线,b1?MSB,b10?LSB。
IOUT1,IOUT2?电流输出，即也是电流型 D／ A，
所以也要转换成电压。
AD7520与微机接口?∵ 自身不带数据锁存器，
∴ 必须 外扩展数据寄存器,∵ 为 10位,∴
要 锁存 10位数据,∵ 只有 8位 DB,∴ 可先锁存高 2位，再锁存 2＋ 8位。
完成一个数据转换的程序段：
MOV AH,000000XXB ；设高 2位数据
MOV AL,XXH ；设低 8位数据
MOV DX,PORT0 XCHG AH,AL
XCHG AH,AL MOV DX,PORT1
OUT DX,AL OUT DX,AL
锁存高 2
位在第一个 74中锁存 10位在
74＋ 273中启动 D／ A
作业,P235,14,15(用单缓冲方式）,
二 ﹒ 模数转换器 ADC与微机接口
1,A/D与微机接口时,靠 OUT指令 启动 A/D转换,
转换结束后,用 IN指令 从 ADC中读取转换数据?输入接口 。 A/D的数据输出端是否能直接与微机 接口,
要看 A/D内部的输出锁存器是否为 三态输出锁存器,
若为三态输出,则可与微机 DB直接相连；若为非三态输出,则应加三态缓冲隔离 。
2,ADC 0808/0809
采用 CMOS工艺制成的 8位 8通道单片 A/D转换器 。
内部结构 P229,图 6-30
注,0808和 0809的区别在于总的不可调误差（ 0808
为 +1/2LSB,0809为 +1LSB），所以 0809较便宜。
片内有 8路模拟 开关,模拟开关的地址锁存与译码电路,可选通 8路模拟输入的任何一路单端模拟信号,中间部分：包括比较器,256电阻网,树状开关,逐次逼近寄存器 S·A·R,控制与时序,以实现逐次逼近式 A/D—— 即 8位 A/D。 最后结果由 三态输出锁存器输出 。
3、引脚功能
① IN0-IN7→ 8个通道的模拟电压输入 （ 0～ +5V） 即单极性输入,由通道 ADDA,ADDB,ADDC选择确定 。
② ADDA,ADDB,ADDC→ 模拟通道的地址选择线；
可由 DB选择通道,不占 I/O端口地址；也可由 AB选择通道,须 8个 I/0口地址 。
③ D0-D7→ 数据线输出 。
④ OE→ 输出允许,高电平有效,以打开三态缓冲器,
将数据送 DB,供 CPU读入 。
⑤ ALE→ 地址锁存允许，上升沿有效，锁存三地址线以选通相应通道。
⑥ START→ 启动信号,在模拟通道选通之后,由正脉冲启动 A/D转换 （ START的上升沿使所有内部寄存器清 0,下降沿开始 A/D转换过程 。 ）
⑦ EOC→ 转换结束信号,转换时间为 100us。 在 START
之后,A/D开始转换,EOC为低电平,表示正在转换,
一旦转换结束,EOC变为高电平,表示转换结束 。
此信号可作为状态查询信号,或用来申请中断 。
⑧ REF（ +）,REF（ -） → 基准电源输入 。 参考电压的精度直接影响转换结果,要求不高时直接电源 。
⑨ CLK→ 时钟脉冲输入，时钟频率为 640K（ ≤ 640K）。
4,ADC0808/0809与微机接口
∵ 内部有数据锁存 三态 寄存器,DB可与 CPU
直接接口 。 所以主要是对模拟通道的选择,转换启动控制和读取结果的控制 。
其通道的选择：可用三根低位地址 AB选择 8个模拟通道,通道端口由地址确定；也可用 DB的低三位来选择 8个通道,通道端口由 AL低三位确定 。 如要选择 IN4则：
MOV AL,04H
MOV DX,380H→ 或 384H
OUT DX,AL
读取转换结果有三种方式：
延时等待方式,查询 EOC方式,中断方式 。
如下图所示为 延时等待方式接口,启动后,
软件延时 100us,再读取结果,EOC不接 。
如,采集 INO通道的一个数据 → AL的程序：
MOV DX,380H 启动 IN0通道，产生 PS,IOW
OUT DX,AL
MOV CX,50 设 PC机 CLK=4·77MHZ,T=210ns
LOOP $ 17T*210ns*50=178500ns≥100us
IN AL,DX ；读取转换结果，产生 PS,IOR
如,对 8路模拟信号进行循环采样，每个通道采集 10个数据分别存入 8个缓冲区，只需在上述程序基础上外加双重循环，内循环控制 8个通道，外循环控制 10个数据。参见 P230COUNT EQU 10
BUF DB COUNT＊ 8 DUP（？）
MOV BX,OFFSET BUF
MOV CX,COUNT
OLP,PUSH BX ADD BX,COUNT
MOV DX,380H INC DX
ILP,OUT DX,AL CMP DX,388H
PUSH CX JB ILP
LOOP $ POP BX
POP CX INC BX
IN AL,DX LOOP OLP
MOV [BX],AL
如,采用 查询方式,应将 EOC信号经三态门 → 数据总线 Do，且应增加一查询口地址 （如 388H）。
查询方式应区分 数据端口与状态端口,如上图所示是由 A3来区分的,A3＝ 0，开启数据端口；
A3＝ 1，开启状态端口。所以数据口为 380H～
387H；状态口为 388H～ 38FH。而启动口可为
380H～ 39FH均可，即只要锁存 AB低三位。
查询程序：
MOV DX,380H 启动 IN0
OUT DX,AL
MOV DX,388H （ A3=1为查询口）
POLL,IN AL,DX
TEST AL,1 查 EOC
JZ POLL 为低则等待
MOV DX,380H EOC为高，则转换结束，
IN AL,DX 读取转换结果为循环或多个通道采集,
改为：
ADD DX,8
或 OR DX,8
或 XOR DX,8
多个通道采集相应改为：
SUB DX,8
或 SUB DX,8
或 XOR DX,8
补充作业：
请画出查询法采集数据的 ADC0809和 PC微机的接口电路；并编写对 8个模拟通道各采集 10
个数据的程序段；已知 8通道的数据口地址为
260H～ 267H,状态口地址为 268H～ 26FH。
P235,★ 17,★ 18.
1,接口 —— CPU与输入 /输出设备之间 协调动作的硬件电路。
2,接口的功能 (作用 )—— 起传送数据的 桥梁 作用。
① 地址译码 —— 以寻址某一外设，和指定的外设交换信息。
② 数据寄存和缓冲 —— 用以消除处理器与外设在“定时”或数据处理速度上的差异。
CPU I/O接口 外设
③ 信息转换 —— 因为计算机与外设的信息格式可能不同，以使两者相容；如正负逻辑转换，串 /并联间的转换,TTL电平与其他电平转换。
④提供 命令译码和状态信息 —— 以实现对外设的控制与监测。如设备,准备好,，数据缓冲器,空,。
握手联络信号 。
⑤ 定时控制 —— 提供时序控制功能，以满足外设在时序控制方面的要求。
3,一般组成 —— 由功能要求，可得接口电路的主要组成部分，即由,各种寄存器＋控制电路 。
二、接口控制原理因为接口主要控制数据传送，所以接口控制即对数据传送的控制。
1,数据传送方式 —— CPU与外设的信息交换称为 通信,
基本的通信方式（即数据传送方式）有两种：
① 并行通信（并行数据传送） —— 数据的所有位同时发送。
如机器内部各部件之间都是并行传送。数据有多少位就要有同样数量的传送线。它速度快，
但线路多，只适用于 短距离传送 （小于 100英尺）
↑↑↑↑↑↑↑↑
D7D6D5D4D3D2D1D0
② 串行通信（串行数据传送） —— 数据一位一位的顺序传送。 如远程终端通信，远程计算机之间的通信，通常借用通信电路（如电话线）来传送数据。一般网的通信，网络上的数据流都是串行的。
串行通信只要一条数据传输线。 它线路少，但速度慢，控制设备复杂（需并 -串 -并转换），适用于 远距离通信 （大于 100英尺）。
由于一根线传送所有位，收发双方必须遵守统一的 通信规程（通信协议） 。串行通信中，有两种最基本的通信方式,同步通信 和 异步通信 。
在异步通信中,CPU与外设之间必须有两项规定：
字符格式和波特率。
D7D6D5D4D3D2D1D0→
ⅰ ） 字符格式 —— 每个串行数据由一个起始位 0+数据位（ 5,6,7,8位） +[奇偶效验位 ]+停止位 1 组成?
称为一帧。
常用的两种格式：
LSB MSB
← 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 奇偶 1
← 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 1
起始位 —— ∵ 空闲时，通信线路上视有逻辑,1”，
所以以,0”表示起始位。
数据位 —— 先发低位，后发高位 。数据可以是 5位，
6位,7位,8位,PC通信中常用 7位或 8位，取哪一种数据格式由软件决定。
常用一般通信格式
（字符通信）
一般微机中数据通信格式
奇偶校验位 —— 奇偶校验位主要用于纠错检测，即加上一位 1或 0，使数据中具有奇或偶数个,1”。
停止位 —— 最后发停止位,1”，以标志一帧传送结束，标志位可以是 1位,1.5位或 2位个,1”。
例如,字符通信，偶检验的格式：
如：‘ A’?7位 ASCII码为 41H
LSB MSB 偶校验
← 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1
如：‘ 4’?7位 ASCII码为 34H
← 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1
起始位 停止位
ⅱ ） 波特率 —— 即数据传送速率的规定，即每秒钟传送多少 bit。
例,数据传送的速率是 120字符 /秒，而通信的数据格式如上所述（ 10个 bit位）。
则传送波特率：
10 ＊ 120 = 1200 位 / 秒 = 1200 波特，即
1200b／ s
如以太网的最大传送速率为 100Mb／ s ；又如 Chinanet的通信速率为 9600b／ s～ 2Mb／ s。
2,CPU与外设数据传送控制方式（传送控制方式） —— I/O控制方式
1）程序直接控制传送方式 —— 由程序来控制主机和外设之间的数据交换。
根据外设的特点又可分为：
无条件传送方式 —— 又称同步方式在不需要查询外设的状态，即 已知外设已准备好或不忙时,可直接用 IN 或 OUT 指令与外设交换数据。此时接口简单，适用于 CPU 与外设同步工作的情况。
如实验中，基本 I/O实验，
用的是无条件传送方式；
但实际应用中使用较少。
查询传送方式（即条件传送） —— CPU 与外设不同步时，很难保证执行输 入 /输出 时，外设是准备好的，
在数据传送前，程序首先要测试外设的状态，只有在状态信息满足条件时，才能进行传送。所以接口中除正常的 数据 传送（数据端口）外，还必须传送 状态 信息（状态端口）。
查询方式,CPU 与外设信息的交换方式 —— 称为 应答方式,状态信息即,联络”信息 。接口处于被 动状态。
输入状态信息
Ready？
输入数据读状态
Busy？
输出数据
N Y
查询式输入流程 查询式输出流程
2） 程序中断传送方式
上述查询方式中,CPU要不断的查询外设的状态,未准备好则等待，不能做别的操作，
浪费了 CPU的时间。因为很多外设速度较慢，它们输 入 / 输出 一个数据速度很慢，在此过程中，
CPU可执行大量的指令，为了提高 CPU的效率，
可采用中断方式。
即由 CPU启动外设工作，然后执行主程序，
当外设准备好后，向 CPU发出中断请求,CPU暂停主程序的执行，转去中断处理服务，然后返回。
在何时交换数据，接口是主动的。
3） DMA方式 —— 直接存贮器存取传送方式
以上方式均需 CPU 参与 I /O 数据传送，即程序控制（即 IN,OUT 指令）传送。而 DMA方式的基本思想是在外设和存贮器之间开辟直接的数据交换通道。
由 DMA 硬件装置控制，直接由外设和内存之间传送数据，而不通过 CPU。通常用于高速外设、成批交换数据。
如 PC机中磁盘（软、硬）与内存交换数据，则使用了 8237 DMA控制器。
在实际的计算机系统中，以上几种数据传送方式都使用。实际应用中，几种方式均可使用。如 A /D 实验中：延迟等待（无条件传送）、查询、中断，若使用高速 A /D 也可用 DMA 方式直接将数据送内存。
三,CPU 与外设之间的接口信息
1,地址 — 经译码以选定不同的端口。
2、数据 — 8位,16位,32位数据。
3、状态 — 输入 / 输出设备的状态。
4、控制信息 — 由 CPU发出的控制信号，如启动或停止外设工作。
如输入设备是否准备好，输出设备是否空（是否忙）等注,状态、控制信息与数据是不同性质的信息，必须分别传送。通常数据占一个端口，状态或控制公用一个端口。
CPU I /O
地址数据状态控制
§ 6.2 输入输出指令和输入输出地址译码在进行输入 / 输出操作时,和存贮器相似,也要对
I/O进行寻址，也要完成两种选择：片选 — 选择 I/O
接口芯片，字选 — 选择该芯片中的某一寄存器（具体端口）。
CPU访问 I/O端口有两种基本寻址方式,存贮器映象方式和独立编址方式。
接口中被主机直接访问的一些寄存器常称之为 端口 。一个接口常有多个端口。
如数据口，状态口，命令口。
一,存贮器映象 I /O寻址方式
① I /O端口与存贮器公用 同一个地址空间 。如：
此时存贮器与 I /O的区别 存贮器 →
只是所占用的地址不同。
I /O →
② CPU对 I /O端口的输入 / 输出和对存贮器读 / 写都是用访问存贮器 传送 指令（如 MOV），而无需专用输入 /
输出指令。
③ 对 I /O访问的 控制信号,也是用对存贮器读 / 写控制信号。
如 MC6800微机,MCS— 51单片机就是采用存贮器映象方式。
前 32K
后 32K
二,I /O独立编址方式?I /O端口和内存单元 各自编址,其地址相同也无妨。
I /O端口的地址空间与存贮器 地址空间是独立的,分开的，即 I /O口地址不占用存贮器地址空间。
CPU对 I /O的输入 / 输出是用 专门的输入 / 输出指令,
而不能用存贮器传送（ MOV）指令。
对 I /O访问的 控制信号 是用专门的 I /O控制信号（ IOR，
IOW）。
如 8088 /8086,Z80等采用 I /O端口寻址方式。
64K
存储器
1K
I／ O
三、输入 /输出指令
1,直接端口寻址指令
IN ACC,PORT
OUT PORT,ACC
2,间接端口寻址指令
IN ACC,DX
OUT DX,ACC
* IN表示将一个字节或一个字的数据从输入端口传送到
AL或 AX中 ;OUT表示将一个字节或一个字的数据从 AL或
AX传送到输出端口中,
*直接端口寻址,端口地址由指令中的 8位立即数指定，
间接端口寻址端口地址由 DX内容确定，所以 直接寻址地址为 00H~0FFH,256个端口；间接端口寻址可寻址 64K个端口，即端口地址＞ 0FFH时，则应使用 DX间址 。
例,MOV AL,99H
OUT 63H,AL；将 99H传送到 63H端口 例例,MOV DX,260H
OUT DX,AL；将 AL中内容传送到
260H 端口四、对 I /O端口寻址的译码方法
译码目的?地址选择 （地址分配）,必须进行 片选 和 字选 。通常采用两级译码方法,高位地址译码作为片选,以选择某一组端口（某一片 I /O）。 低位地址译码以选择片内寄存器
（即具体端口）。
PC机的 I /O端口地址译码只用 低 10位地址
（ A0~A9） 。 210 = 1024 个口地址。
典型的译码电路?74LS138（ 3:8译码器），
P193、图 5－ 5。
例,PC机系统板的 I /O译码
138
AEN —— G1 y0 —— DMA控制器 8237 000~01FH
A9 —— G2B y1 —— 中断控制器 8259 020~03FH
A8 —— G2A y2 —— 定时 /计数器 8253 040~05FH
A7 —— C y3 —— 并行口 8255 060~07FH
A6 —— B y4 —— DMA页面寄存器 080~09FH
A5 —— A y5 —— NMI非屏蔽寄存器 0A0~0BFH
A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0
0 0 0 0 0 X X X X X?000～ 01FH
0 0 1 1 1 X X X X X?0E0～ 0FFH
* 所有 I /O译码必须有 AEN（ Address Enable 地址允许 ） 参与译码。 AEN=1,DMA控制三总线，进行 DMA传送。 AEN=0开启 I /O系统 。
* 部分译码，如 y0?DMA的 CS,地址 000~01FH，
而 A3~A0?DMA的 A3~A0端片内译码，而 A4并未参与译码，所以 地址有重叠 。
例,打印机译码
A3
A4
A5
A6 & 378H~37FH
A8 片选为高电平有效 CS
A9
A7 &
AEN
A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
1 1 0 1 1 1 1 X X X?378H～ 37FH
例,彩色 /图形显示器控制器
138
A9 & G1
A8
AEN G2A y7 3D0H~3DFH
A5 G2B MC6845的 CS
A7 C
A6 B
A4 A
A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
1 1 1 1 0 1 X X X X?3D0H～ 3DFH
以上译码电路仅为片选信号，低位地址由各芯片内部实现二次译码，以寻址具体寄存器（端口）。
I /O译码：
地址（理论上为 A15~A0,实践 PC为
A9~A0）；
AEN参与 控制,AEN＝ 0开启译码器 ；
若地址有限,IOR /IOW 可参与译码控制以区分读 /写端口,如 P205,图 6— 4所示：
A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
1 0 1 1 1 1 1 X X X
以上都是直接利用低位 AB线参与再次译码?
直接地址译码 ； 实际应用中，当端口地址不够用时，可利用低位 DB线参与再次译码?间接端口地址译码 ； 以选择多个 I/O端口地址，如 P206,
图 6— 6所示 。
10 0001 0001?211H
74LS175是四 D触发器
由 D2,D1,D0及 IOR,IOW再译码?将一个地址变为 16个 I /O端口地址。
这种电路可节省系统地址空间，但必须把地址作为 DB输出寄存在 175中，所以多使用一条
OUT指令输出 DB做地址。
MOV DX,211H
MOV AL,00000000B
OUT DX,AL
：
INC AL
OUT DX,AL
作业,P234,2,
Y0
Y1
在此输出的不是数据，
而是地址。
§ 6.3 PC的系统总线
主机和外设交换数据?即 输入 /输出 ；利用
DOS系统功能 INT 21H,和 BIOS功能调用，可实现 对各种标准外设的 输入 /输出 。此时，可不考虑输入 /输出设备的 特性，也不必了解数据的 传送方式，只要按子程序的约定方法调用标准子程序即可。但实际应用上往往不全是标准的 接口设备，而是 自行设计接口 。此时则 利用 I/O指令 实现输入 /输出操作，则应了解内部细节，内部 结构 。
PC系统结构 可描述为：
PC机的输入 /输出能力强，主要表现在其输入 /输出的地址空间的分配和 I/O通道的 设计上。
总线接口 —— CPU系统，产生系统三总线。
I/O通道 （扩展槽） —— 外设和主机 连接的通道,每个槽均为 62个插脚的插座,本质 就是提供了 系统总线 —— PC
总线。用户开发接口，就是利用该总线。
实际的 PC设计中仅使用 A9-A0低 10位 AB作为
I/O端口地址,210＝ 1024个端口地址，即
000H～ 3FFH，但实际上 PC系统已占用大部分地址,用户自己开发接口时，一定要 避口已用地址,以免发生 地址冲突 。
一,系统 I/O端口地址分配大致：
000H～ 1FFH（ A9=0） 512个口地址为系统板占用。
200H～ 3FFH（ A9=1 ） 512个口地址为
I/O扩展槽占用。 自行开发接口在此部分 寻找空闲地址 。
∴ 设计前应了解系统 I/O端口分配。详细分配查手册。具体机器有些区别。
二、系统总线
PC机有极强的扩充能力，主要表现在其系统总线的设计上。系统总线是把微机各部分连接起来的公共通道。系统总线的性能直线关系到计算机的总统性能，系统总线随着 CPU的不断升级发展，也在不断更新和发展。
IBM PC机的 I／ O扩展槽的 62个信号线，本质上就是系统总线?PC总线,后修改为 80286微机的 系统 总线，即
PC AT总线，后定名为?（ 16位） ISA总线,后继续发展为 80386／ 80486的 系统总线?EISA总线 （ 32位 ISA总线）。
ISA总线，结构简单，成本低，价格便宜，主要 用于低速外设 。随着高速外设的发展,92年就推出了 PCI总线
外部设备互连 局部总线,它是介于 CPU总线和系统总线之间的一级总线。它一则直接面向 CPU总线，另一则面向系统总线。局部总线离 CPU更近，所以通过它与
CPU之间的 数据传送速率大大加快 。
PCI总线?传输速率高，多总线共存（通过
PCI-ISA／ EISA桥接组件芯片，将 PCI总线与
ISA／ EISA总线桥接，构成一个分层次的多总线系统），独立于 CPU，自动识别与配置的外设。
I/O扩展槽，即 62芯插座，它适用于未来的发展，便于扩展开发系统。连到插座上的 62个信号线?PC系统总线。
用户自己开发的接口，都是插入此扩展槽，与系统连接。
62根信号线。参见 P208、图 6－ 8的 AB槽。注意,元件面为 A面,
A1～ A31,焊接面为 B面,B1～ B31.
信号可分为五类：
①地址总线,20位地址。 ②数据总线,8位数据线。
③控制总线,22根。 ④时钟与复位,3根。
⑤地源与地线,8根＋保留 1根。
一般用户接口设计最常用的是,地址线 ﹑ 数据线 ﹑ AEN（地址允许）,IOR﹑ IOW﹑ RESET﹑ CLK﹑ IRQ9（中断请求）、电源。
三,I/O通道及总线信号
§ 6.4 数字通道接口
当 CPU与外设 交换的信息为数字量 时?该接口为数字通道接口。
由时序可知，数据是不可能长时间地“停留”在数据总线上的。且 CPU和外设速度上的差异，因此，数据交换中常使用锁存器或寄存器，三态缓冲器件，将数据锁存或隔离。 一般输出需要锁存，输入需要三态缓冲隔离。
外设输入的数据和状态都要经过三态缓冲器和数据总线送到 CPU。通常，挂在总线上的缓冲器都有 三态输出 能力，当需要传送数据时，才有允许信号开门，将数据送往数据总线。
常用的三态缓冲器芯片有：
74LS245?8总线发送／接收器，非反相三态输出。
可双向传送 。
74LS244?8总线缓冲器，非反相三态输出。只能 单向传送 。内部由二组三态门组成，每组 4个三态门，
共输出允许 G。
一．三态缓冲器功能表
A（ 1A,2A） 数据输入
Y（ 1Y,2Y） 数据输出
G（ 1G,2G）＝ L,A?Y输出允许
还有很多缓冲器，主要区别是输出反相或不反相以及开门信号 G是高电平或低电平有效。
锁存器与触发器的区别?锁存器 →当允许端 G有效时，
Q输出将跟随数据 D输入，此时它好比一个“直通门”；
一旦允许失效时，锁住此时的数据信息。
触发器?由边沿触发，如在时钟有上升沿,Q输出为 D输入状态。
寄存器?寄存器可由触发器构成，也可由锁存器构成。
常用芯片：
74LS373?8D（透明）锁存器。
二．寄存器?用来锁存或寄存 CPU输出的数据和命令或地址。
74LS374?8D触发器，三态输出，共输出控制，
共时钟。
8个触发器都是边沿触发器，即在时钟正跳变时,Q输出将为 D输入的逻辑状态。
一位逻辑图 功能表输出控制 时钟 输入 输出
OE CLK D Q
L ↑ H H
L ↑ L L
L L X Q0
H X X Z
∴ 又称 三态缓冲寄存器 。即数据进入寄存器后并不立即从寄存器输出，要经过三态缓冲器才能输出。此类三态缓冲寄存器既 可作数据输入寄存器，又可作数据输出寄存器。
373,374实际上是由寄存器和三态缓冲器组成。
D7 ~D0 8个 数据输入端,Q7 ~Q0 8个 数据输出端。
和 374的区别：无三态输出控制。
273只能作为输出寄存器，不能作输入寄存器 。
功能表清除 时钟 输入 输出
CLR CLK D Q
L X X L
H ↑ H H
H ↑ L L
H L X Q0
74LS273－ 8D触发器，共时钟,带清除端 。
一位结构
缓冲器和寄存器的使用主要注意好几个控制信号：
244的 允许端 G，一般应接一负脉冲将数据输入端传送至输出端送 DB，执行 IN指令时，由 P187 I/O时序可知，产生端口地址信号和 IOR信号，将此两信号接至 G端即可。
三、缓冲器和寄存器的应用－ 缓冲器常 用作输入接口和寄存器常 用作输出接口。
IN AL,port
273的 CLK应出现正跳变 时，将 D传到 Q。
执行 OUT指令时，由时序知，产生端口地址信号和
IOW信号。将此两信号接到 CLK端即可。
OUT port,AL
教材中直接使用 P.211的图 6－ 12的 PS0,PS1等信号直接作为上述控制信号。是因为在 PS译码中，已加入 IOR，
IOW信号。
简例 1,采集 8个开关的状态（或 8位数字仪表）?简单输入接口。
接口电路控制程序
MOV DX,PORT
IN AL,DX
B800H
或
B860H
如若只检测一个开关的状态，则只需要一个三态门?
若开关 K为 OFF（断开）状态，则置 TEMP单元为 0；若开关 K为 ON（闭合）状态，则置 TEMP单元为 1。
接口电路 控制程序
TEMP DB？
MOV DX,380H
IN AL,DX
TEST AL,80H
JZ ON
OFF,MOV TEMP,0
JMP EXIT
ON,MOV TEMP,1
EXIT,ret
或
XX80H
简例 2、控制 8只发光二极管的亮与灭?简单输出接口 。
接口电路 控制程序
MOV AL,0FH
MOV DX,PORT
out dx,al
loop $
NOT AL
OUT DX,AL
loop $
对应位为 1则亮，
为 0则灭。
若只控制一个 LED闪烁。
控制程序
MOV DX,380H
NEXT,MOV AL,01H
OUT DX,AL
CALL DELAY
MOV AL,00H
OUT DX,AL
CALL DELAY
MOV AH,11
INT 21H
CMP AL,0
JZ NEXT
RET
接口电路简例 3,输入 8个开关的状态，并用 LED对应显示开关的状态?输入／输出接口。
控制程序
MOV DX,380H
IN AL,DX
OUT DX,AL
此电路是端口地址相同的接口。
用 IOR／ IOW来区分。亦可用不同的端口地址。
如 PS0(380H)?1G，
2G,PS1(384H）
CLK
欲监视某设备的状态，若发现该设备异常
（ 0?1），则发出报警信号（红灯亮），一旦恢复正常，则撤除报警信号（红灯灭）。
此时应设计一 查询式 输入 /输出接口。
LOP:MOV DX,PORT
MOV AL,00H
OUT DX,AL
WAT:IN AL,DX
TEST AL,01H
JZ WAT
OUT DX,AL
WT1:IN AL,DX
TEST AL,01H
JNZ WT1
JMP LOP
作业,P234,10.
例 1、七段发光二极管显示器接口设计
⑴,LED显示器 是小型微机系统中 常用的输出装置 。 7段 LED显示器由 7个条形发光二极管和一个圆点发光二极管组成。由各管的亮暗组合成数字或符号。发光二极管有一端连接在一起，
构成了共阴极或共阳极显示器，以阴极为例。
⑵,静态显示接口?显示方式可分为 静态显示方式和动态显示方式。
若要显示,5”字? 。 f b
则数据为：即字形代码。 g
dp g f e d c b a e c
0 1 1 0 1 1 0 1→6DH
若要显示,0” →3FH （ 段码 ） d
a a
控制程序段：
MOV DX,260H
MOV AL,6DH ； 若送 0，则熄灭
OUT DX,AL
以上只是显示一位，若显示六位，则需 6个 I/O口
（ 6个 273），若要显示不同数字符号，要用不同的口地址。静态显示 N位，则需 N× 8根 I/O口线。
（ 3）,动态显示接口
静态显示占有用 I/O资源较多，所以在多位显示的实际应用中都使用动态显示方式。
在多位 7段 LED显示时，为了简化电路，降低成本，将所有的 段选端并联在一起,由一个输出寄存器作 I/O口，
称为 段选 寄存器；而所有 共阴极点连在一起,由一个输出寄存器作 I/O口，称为 位选 寄存器；所以 8位显示器的接口只需两个 8位 I/O口。由于所有的段选码皆由一个 I/O
口控制，所以在每一个瞬间，只有一位显示。只要 控制显示器逐个循环点亮 ；适当选择循环速度，利用人眼
“视觉暂留”效应，使其看上去好象多位都在显示一样。
→扫描显示方式。
动态显示控制 6位显示器的接口－ P.212.
图中反相器和与非门只是为增加驱动能力。
电路等效为：
要使 LED亮，段选码 Q输出为 0。相应的位选码 Q输出为 1。
欲显示,7”，
则 段选码为 78H。
由此可推得十进制数字 0－ 9的段选码为（ P212）：
40H,79H,24H,30H,19H,12H,02H,78H，
00H,18H。
从左至右的位选码,20H,10H,08H,04H,02H，
01H。
Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0
1 0 0 0 0 0 左一位亮
0 1 0 0 0 0 左二位亮
0 0 1 0 0 0 左三位亮
0 0 0 1 0 0 左四位亮
0 0 0 0 1 0 左五位亮
0 0 0 0 0 1 左六位亮
在程序中，循环送出相应的段选码，位选码，显示一位，延时，再显示下一位。 →达到动态显示。
如从键盘输入 6位 BCD数送图示显示器显示的程序：
IBF DB 7,?,7 DUP（？）
SEGPT DB 40H,79H,24H,30H,19H,12H,02H,78H,00H,18H
LEA DX,IBF
MOV AH,10 键入待显示 BCD数
INT 21H
MOV DX,0B840H
MOV AL,00H
OUT DX,AL
AGAN0:LEA SI,IBF+2 ；设 BCD数地址指针
MOV AH,20H ；置左一位的位码
MOV BH,0
AGAN1:MOV BL,[SI] 取 BCD真值 →BX
AND BL,0FH
定义段码表
MOV AL,SEGPT[BX]
MOV DX,B840H 输出相应的段码
OUT DX,AL
MOV AL,AH
MOV DX,B800H 输出相应的位码
OUT DX,AL
MOV CX,100 延时
LOOP $
INC SI ；修改地址指针
SHR AH,1 ；修改位码
AND AH,AH
JNZ AGAN1 键入的 6位数显示完吗
MOV AH,0BH
INT 21H
CMP AL,0
JE AGAN0
RET
例 2,按键和键盘接口设计。
在计算机应用系统中为了控制系统的工作状态,以及向系统中输入数据,一般设有按键或键盘。如复位键，功能键，数字键等。按键是 常用的输入装置。
键按下+5v
（ 1）、目前,无论是按键或键盘都是利用机械触点的闭合,
断开过程产生一个电压信号。但机械点的闭合，断开，均会产生 抖动,抖动时间 10ms-20ms。
因为抖动可能导致错误的读入，所以通常应 去抖动 。
去抖动方法可用软、硬两种方法实现：
软件? 软件延时,即从检测到有键按下，执行一个 10ms~20ms的延时程序，去抖动。
硬件? 用 R-S触发器去抖动 。
（ 2）,独立式按键接口 —— 每一个按键独立用一根 I/O口线，根据 I/O口线的状态确定开关状态。需缓冲器隔离。如需输入 8个开关状态?AL
按键输入低电平有效。
MOV DX,PORT
IN AL,DX
CMP AL,0FFH
JE NOKEY
YESKEY：
：
NOKEY：
：
（ 3）,行列式键盘接口 —— 独立式按键电路配置灵活，
软件简单,但每一个键必须占用一个 I/O口线,在按键较多时,I/O口线浪费较大，所以按键较多时一般采用行列式键盘 。一般将若干按键接口组成矩阵式键盘，如
2*2,4*4,4*5,4*6,8*8,可有 4个键,16个键,20个键，
24个键,64个键,可构成数字键,功能键,字符键等,
下面以 4*4的 16键为例：?
行列式键盘电路原理 —— 按键设在行线，列线交点处，
行、列线分别连接到按键开关的两端,列线通过上拉电阻接 +5V，被钳在高电平状态 。若将 行线全部输出低电平,
则读入列端口开关状态，若为 全 1111则无键按下,否则有键按下。当有键入时,再逐行逐列检查,即将行线 依次送低电平 0，检查列输入状态，如果为全 1111，则按键不在此行；否则在此行。且在与 0电平列线相交的那个键即对键盘进行两次扫描 。
对键盘进行编码以确定键值 —— 将 行输出值 和 列输入值 进行编码，按键位置与其对应的编码如下：
如左上键，列输入值,行输出值,( 0为有键入 )
0 1 1 1 0 1 1 1? 77H
所有键的编码如下：
77H B7H D7H E7H
7BH BBH DBH EBH
7DH BDH DDH EDH
7EH BEH DEH EEH
若将该键盘矩阵的按键定义为 (可理解为键值 ):
7 8 9 A 注,此为人为定义 0 1 2 3
4 5 6 B 亦 可定义为其他 4 5 6 7
1 2 3 C 8 9 A B
0 F E D C D E F
若将 16进制数的顺序 0～ F所对应的编码 7EH～ BEH
排成一个数据表。 存放在某数据区，再根据接口电路,
对键盘进行扫描，将所找到的按键的列值和行值组合成一代码，将该代码与数据区的编码表 逐一比较 ;便可确定相应的键值。
如键入 2＃键：
7
4
1
0
D3
D2
D1
D0
8 9 A
5 6 B
2 3 C
F E D
D4D5D6D7
如键入 2＃键的键译码（键分析）
流程行输出全 0→（ 380H）
读（ 384H）
Y
N有键入输出行值读入列值
1111？
将行列拚码 BDH→AL
与键表比较查寻相应键值 →BX
显示键值
1111？修改例,用上述扫描法,将其键入的 16进制数显示的程序,
KEYTAB DB 7EH,7DH,0BDH,0DDH,7BH,0BBH,0DBH,77H
DB 0B7H,0D7H,0E7H,0EBH,0EDH,0EEH,0DEH,0BEH
LOP1,MOV DX,B800H
MOV AL,0 将行线全部置 0
OUT DX,AL
定义 0～ F的相应键码表
MOV DX,B840H
I N AL,DX ； 读入列值
AND AL,0F0H ；取高 4位
CMP AL,0F0H ；是否全,1111”
JE LOP1 ；全,1111”则无键入全键盘扫描，
查询有无键入
MOV BX,0 ；置计数初值
MOV AH,77H ；检测键盘的行的输出初值
LOP2,MOV DX,B800H
MOV AL,AH
OUT DX,AL ；输出行值
MOV DX,B840H
IN AL,DX ；输入列值
AND AL,0F0H
CMP AL,0F0H ；是否在本行
JNE LOP3
ROR AH,1 ；本行无键入，则检查下一行
JMP LOP2
逐行扫描
LOP3,AND AH,0FH ; 取行输出值
OR AL,AH ; 与列输入值，组合代码?AL
LOP4,CMP AL,KEYTAB[BX]
JE LOP5
INC BX
JMP LOP4
LOP5,ADD BL,30H
CMP BL,3AH ； 将键值转换为 ASCII字符
JC LOP6 ； 0~9? 加 30H
ADD BL,7 ； A～ F?加 37H
LOP6,MOV DL,BL
MOV AH,2 显示键入的值
INT 21H
RET
将扫描所得的代码与编码表比较寻找输入的 16进制数（键值）? BX
作业,P234,★ 11,▲ 12,13.
思考例,显示器 /键盘接口
D
Q
CLK
273
DB
DB
DB
键盘列输入口
G
Y A
244
273
Q
D
+5v
+5v
位选键盘行输出
A
CLK Q
g a
com段选口
Q
Y
初始化更新显示 DISUP
键盘扫描 DECKEY
键分析译码有键入吗？N
Y
例 3,BCD码拨盘接口设计在计算机应用系统中，除显示，键盘等 人机对话接口 外，还有一种较常用的 拨盘输入,它适合于少量的数据或控制参数的输入。
（ 1） BCD码拨盘 —— 拨盘种类很多，作为人机接口使用最方便的拨盘是十进制输入，即可以输入 BCD码。拨盘都具有
0~9十个位置，每个位置都有相应的数字显示，代表拨盘输入的十进制数。每个拨盘都有
5个接点，其中 A为输入控制线，另 4根是 8421码输出线。
当拨盘拨到不同位置时，输入
A分别与 8421线中的某根或某几根接通。
如 键盘输入 控制端 A 输出端 8421线
0 1 0000
1 1 0001
2 1 0010
3 1 0011
4 1 0100
5 1 0101
6 1 0110
7 1 0111
8 1 1000
9 1 1001
输出为 1
表示该线与 A接通
84
21 A +5v
用一片只能表示一位十进制数，用多片可构成多位十进制数。
（ 2）,单片 BCD码拨盘接口 —— 仅需一个 4位 I/O线端口,A输入端接＋ 5V，为了使输出端不与 A接通时亦有确定电平，常将 8421输出端通过电阻拉至低电平。
原理图：
因为 A接高电平 +5V,相应 8421输出高电平，表示接通 A
有效，即 高电平有效,若为低电平，则无效? 此时拨盘输出为 正逻辑 （原码）；
控制端 A亦可接低电平 0? 此时 8421输出端经电阻拉至电平＋ 5V,拨盘输出的 BCD码为 负逻辑 （反码） 。
如将拨盘拨至 6的位置，执行,MOV DX,260H
拨盘输入程序段,IN AL,DX
（则 AL低 4位 0110 ）
（ 3） 多片 BCD码拨盘接口在实际应用系统中，要输入多位十进制数，应将 多片
BCD码拨盘拼接 。若按上述接法,N位十进制数拨盘需占用 4× N根 I/O口线，为了减少 I/O线的数量，可将拨盘的 输出线分别通过与非门与 I/O口相连,而每片拨盘的 A端 不直接接＋ 5V或地，而是与 I/O口线相连,用来控制选择多片中的任意一片。这样,N位拨盘，只需
4＋ N根 I/O口线。
如,8位十进制数输入的拨盘接口如 P218、图 6－
17所示,下图只用 4＋ N＝ 4＋ 8＝ 12根 I/O线。所有 A接 384H输出口，所有 8421输出线，接 8输入与非门，再送 244输入口。
分析一位，如数字 6：
8
4
2
1
0
D3
D2
D1
D0
↓ ↓
原码 0110 反码 1001
A
所以要输入的位 A接 0，
其他接 1
经多输入与非门，见 0为 1（接通位） 全 1为 0（未接通位均为 1）
如：输入 8位十进制数送缓冲区 IBUF,并显示的程序：
注：执行拨盘输入程序之前，各位 BCD拨盘均应拨好数码 →逐位选通读入。
IBUF DB 8 DUP (?)
OBUF DB 9 DUP (?)
MOV BX,0 ;
MOV AH,80H ;
LOP1:MOV DX,384H
MOV AL,AH
NOT AL
OUT DX,AL
MOV DX,380H
IN AL,DX
AND AL,0FH
MOV IBUF[BX],AL
INC BX ;
SHR AH,1 ；
指向缓冲区的下一个数据位修改位选值，指向下一选通位读入一位拨盘的值即一个十进数
→IBUF
输出位选值 0111 1111→
1011 1111→1101 1111…
设输入数据区的初始位移量设位选初值
AND AH,AH
JNZ LOP1
MOV SI,OFFSET IBUF +7
MOV DI,OFFSET OBUF +7
MOV CX,8 ；
LOP2,MOV AL,[SI]
ADD AL,30H
MOV [DI],AL
DEC SI
DEC DI
LOOP LOP2
MOV OBUF + 8,’$’
MOV DX,OFFSET OBUF
MOV DX,9
INT 21H
设循环计数将数字 →字符指向两缓冲区的末地址
8位读完吗？
显示
§ 6.5 模拟通道接口
作用：模拟信号 模拟通道 数字信号例,被测对象 传感器 电信号 放大 模拟信号 A/D
数字信号 计算机 数字信号 D/A 模拟信号（控制）
下面介绍两种最常用的 D/A,A/D与微机的接口 。
一、数模转换器 DAC与微机的接口
1,D/A与微机接口时,靠 OUT指令 将待换的 数据送
D/A?输出接口,而 OUT指令送出的数据在 DB上的时间是短暂的,所以需要一个数据 寄存器 暂存数据,供 D/A转换 。 除早期 D/A产品需要外接数据寄存器之外,目前 D/A芯片 内片 带有数据寄存器,所以可直接与微机接口 （ 通常称为与微处理器 完全兼容 ） 。
2,DAC0832—— 8位电流 D/A。内部结构,P222、图 6-21。
由图可知，它由 8位 输入寄存器,8位 DAC寄存器,8位
D/A转换器 及转换控制电路构成。由二级锁存器构成。
3,DAC0832的引脚功能：
① 8位数据输入线?D7～ D0（ DI7～ DI0）
② 电流输出端?Iout1,Iout2—— 一般 Iout1接运放的反相输入端,Iout2接模拟地 。
③ 反馈信号输入端?Rfb,反馈电阻在片内 。
④ 允许输入锁存信号?ILE— 高电平有效 。
⑤ 输入寄存器锁存信号?WR1,DAC寄存器写信号?WR2
⑥ 传送控制信号?XFER，以控制 WR2是否起作用。
⑦ 片选信号?CS,输入寄存器选择信号 。
⑧ 参考输入电压?VREF,即基准电压,一般在
-10V～ +10V。
⑨ 模拟地?AGND,整个电路的模拟地必须在某一点与数字地相接 。 数字地?DGND。 通常模数两地相连 。
4,DAC 0832与微机接口
∵ 0832内部有输入寄存器,∴ 可直接与微机接口 。 0832为电流输出型 D/A,要得模拟电压,
必需外加转换电路 。
∵ 内部有两级数据寄存器,∴ 可工作于多种方式?直通方式,单缓冲方式,双缓冲方式?五个控制信号,ILE,CS,WR1,WR2,XFER的连接方式不同 。
① 直通方式
常用于 连续反馈控制的环路 中；只要由一个 ROM连续地向它提供 DAC数据,输出就可以直接跟随输入变化 。 此时 无需 OUT指令启动转换 。
由内部结构的控制部分可知：
此时 IE=1输出 Q
跟随输入 D。
② 单缓冲方式
使两个寄存器的一个始终处于 直通状态,而使另一个 寄存器 受控的锁存器状态 。
常用于 单路应用系统 。
如使第一个寄存器受 PSO,IOW的控制状态；
使第二个寄存器处于直通状态。
输出锯齿波的程序：
MOV DX,380H
MOV AL,O
AGAIN,OUT DX,AL
INC AL?指向下一个数据
PUSH AX
MOV AH,11
INT 21H
CMP AL,0
POP AX
JZ AGAIN
插入廷时,可改变锯齿波周期 。
锁存一个数据无键入则继续锯齿波的数据为 0～ FFH
（ 3）、双缓冲方式
两个寄存器都处于受控状态,需要两步写操作来完成,需要两个端口地址以选通
CS和选通 XFER。 这样,
可在 DAC转换输出前一个数据的同时,将下一个数据送到输入寄存器,可提高 D／ A
的转换速度 。 常用于多路应用系统 且要求输出同步的情况 。
输出锯齿波程序：
MOV AL,0
AGAIN,MOV DX,380H 选通输入寄存器，将转
OUT DX,AL 换数据锁存
MOV DX,384H 选通 DAC寄存器，启动
OUT DX,AL D/A转换
INC AL ；修改数据
PUSH AX
MOV AH,11
INT 21H
CMP AL,0
POP AX
JZ AGAIN
无键入则继续
如产生任一周期信号的程序（波型数据无简单规律）：
只需在缓冲区存相应数据 —— 如存一个周期的正弦波数据,便可输出正弦波：
BUF DB XX,XX,… MOV DX,384H
COUNT EQU $-BUF OUT DX,AL
START:LEA BX,BUF MOV AX,100
MOV CX,COUNT HERE:DEC AX
AGAIN:MOV DX,380H JNZ HERE
MOV AL,[BX] INC BX
OUT DX,AL LOOP AGAIN
11＃功能控制转 START
廷时以改变输出速率
5,10位 D／ A转换接口－－ AD7520
AD7520为 10位 D／ A转换器，内部 不带数据锁存器 。
b1～ b10?数据输入线,b1?MSB,b10?LSB。
IOUT1,IOUT2?电流输出，即也是电流型 D／ A，
所以也要转换成电压。
AD7520与微机接口?∵ 自身不带数据锁存器，
∴ 必须 外扩展数据寄存器,∵ 为 10位,∴
要 锁存 10位数据,∵ 只有 8位 DB,∴ 可先锁存高 2位，再锁存 2＋ 8位。
完成一个数据转换的程序段：
MOV AH,000000XXB ；设高 2位数据
MOV AL,XXH ；设低 8位数据
MOV DX,PORT0 XCHG AH,AL
XCHG AH,AL MOV DX,PORT1
OUT DX,AL OUT DX,AL
锁存高 2
位在第一个 74中锁存 10位在
74＋ 273中启动 D／ A
作业,P235,14,15(用单缓冲方式）,
二 ﹒ 模数转换器 ADC与微机接口
1,A/D与微机接口时,靠 OUT指令 启动 A/D转换,
转换结束后,用 IN指令 从 ADC中读取转换数据?输入接口 。 A/D的数据输出端是否能直接与微机 接口,
要看 A/D内部的输出锁存器是否为 三态输出锁存器,
若为三态输出,则可与微机 DB直接相连；若为非三态输出,则应加三态缓冲隔离 。
2,ADC 0808/0809
采用 CMOS工艺制成的 8位 8通道单片 A/D转换器 。
内部结构 P229,图 6-30
注,0808和 0809的区别在于总的不可调误差（ 0808
为 +1/2LSB,0809为 +1LSB），所以 0809较便宜。
片内有 8路模拟 开关,模拟开关的地址锁存与译码电路,可选通 8路模拟输入的任何一路单端模拟信号,中间部分：包括比较器,256电阻网,树状开关,逐次逼近寄存器 S·A·R,控制与时序,以实现逐次逼近式 A/D—— 即 8位 A/D。 最后结果由 三态输出锁存器输出 。
3、引脚功能
① IN0-IN7→ 8个通道的模拟电压输入 （ 0～ +5V） 即单极性输入,由通道 ADDA,ADDB,ADDC选择确定 。
② ADDA,ADDB,ADDC→ 模拟通道的地址选择线；
可由 DB选择通道,不占 I/O端口地址；也可由 AB选择通道,须 8个 I/0口地址 。
③ D0-D7→ 数据线输出 。
④ OE→ 输出允许,高电平有效,以打开三态缓冲器,
将数据送 DB,供 CPU读入 。
⑤ ALE→ 地址锁存允许，上升沿有效，锁存三地址线以选通相应通道。
⑥ START→ 启动信号,在模拟通道选通之后,由正脉冲启动 A/D转换 （ START的上升沿使所有内部寄存器清 0,下降沿开始 A/D转换过程 。 ）
⑦ EOC→ 转换结束信号,转换时间为 100us。 在 START
之后,A/D开始转换,EOC为低电平,表示正在转换,
一旦转换结束,EOC变为高电平,表示转换结束 。
此信号可作为状态查询信号,或用来申请中断 。
⑧ REF（ +）,REF（ -） → 基准电源输入 。 参考电压的精度直接影响转换结果,要求不高时直接电源 。
⑨ CLK→ 时钟脉冲输入，时钟频率为 640K（ ≤ 640K）。
4,ADC0808/0809与微机接口
∵ 内部有数据锁存 三态 寄存器,DB可与 CPU
直接接口 。 所以主要是对模拟通道的选择,转换启动控制和读取结果的控制 。
其通道的选择：可用三根低位地址 AB选择 8个模拟通道,通道端口由地址确定；也可用 DB的低三位来选择 8个通道,通道端口由 AL低三位确定 。 如要选择 IN4则：
MOV AL,04H
MOV DX,380H→ 或 384H
OUT DX,AL
读取转换结果有三种方式：
延时等待方式,查询 EOC方式,中断方式 。
如下图所示为 延时等待方式接口,启动后,
软件延时 100us,再读取结果,EOC不接 。
如,采集 INO通道的一个数据 → AL的程序：
MOV DX,380H 启动 IN0通道，产生 PS,IOW
OUT DX,AL
MOV CX,50 设 PC机 CLK=4·77MHZ,T=210ns
LOOP $ 17T*210ns*50=178500ns≥100us
IN AL,DX ；读取转换结果，产生 PS,IOR
如,对 8路模拟信号进行循环采样，每个通道采集 10个数据分别存入 8个缓冲区，只需在上述程序基础上外加双重循环，内循环控制 8个通道，外循环控制 10个数据。参见 P230COUNT EQU 10
BUF DB COUNT＊ 8 DUP（？）
MOV BX,OFFSET BUF
MOV CX,COUNT
OLP,PUSH BX ADD BX,COUNT
MOV DX,380H INC DX
ILP,OUT DX,AL CMP DX,388H
PUSH CX JB ILP
LOOP $ POP BX
POP CX INC BX
IN AL,DX LOOP OLP
MOV [BX],AL
如,采用 查询方式,应将 EOC信号经三态门 → 数据总线 Do，且应增加一查询口地址 （如 388H）。
查询方式应区分 数据端口与状态端口,如上图所示是由 A3来区分的,A3＝ 0，开启数据端口；
A3＝ 1，开启状态端口。所以数据口为 380H～
387H；状态口为 388H～ 38FH。而启动口可为
380H～ 39FH均可，即只要锁存 AB低三位。
查询程序：
MOV DX,380H 启动 IN0
OUT DX,AL
MOV DX,388H （ A3=1为查询口）
POLL,IN AL,DX
TEST AL,1 查 EOC
JZ POLL 为低则等待
MOV DX,380H EOC为高，则转换结束，
IN AL,DX 读取转换结果为循环或多个通道采集,
改为：
ADD DX,8
或 OR DX,8
或 XOR DX,8
多个通道采集相应改为：
SUB DX,8
或 SUB DX,8
或 XOR DX,8
补充作业：
请画出查询法采集数据的 ADC0809和 PC微机的接口电路；并编写对 8个模拟通道各采集 10
个数据的程序段；已知 8通道的数据口地址为
260H～ 267H,状态口地址为 268H～ 26FH。
P235,★ 17,★ 18.
