第 2章 输入输出接口与过程通道
接口：计算机与外部设备交换信息的桥梁，包
括输入和输出接口。
接口技术：研究计算机与外部设备交换信息的
技术。
过程通道：计算机和生产过程之间设置的信息
传送和转换的连接通道。（ AI,AO,DI,DO）
补充内容：微型计算机的输入输出
2.1.1 数字量输入输出接口
? 1,数字量输入接口
三态门缓冲器 74LS244
MOV DX,port
IN AL,DX
MOV DX,00H
IN AL,DX
2、数字量输出接口
锁存器 74LS273
利用 IOW上
升沿锁存
MOV AL,DATA
MOV DX,port
OUT DX,AL
MOV AL,DATA
MOV DX,00H
OUT DX,AL
输 入
调 理
电 路
输 入
缓 冲
器
地址译码器
生
产
过
程
P
C
总
线
2.1.2 数字量输入通道
?数字量输入通道结构
?输入调理电路
－把现场信号经转换、保护、滤波、隔离转换成
计算机能够接收的逻辑信号。
?小功率输入调理电路
－开关去抖电路
积分电路
A O
A
O
O
A1
RS触发器
去抖
RS触发器
,1” 负脉冲
,0” 高电平
?大功率输入调理电路
－采用光电隔离
输 出
驱 动
器
输 出
锁 存
器
地址译码器
生
产
过
程
P
C
总
线
2.1.3 数字量输出通道
1、数字量输出通道结构
2、输出驱动电路
?小功率直流驱动电路
－功率晶体管输出驱动继电器电路
续流二极管在功率晶体管关闭时，为继电器线
圈产生的反电动势提供旁路通道，保护晶体管。
?
－达林顿阵列输出驱动继电器电路
MC1416,7路驱动，带保护二极管
?
?大功率直流驱动电路
－固态继电器。零交叉电路在交流电过零时产生
触发信号，减少干扰。
?
2.2 A/D转换器及接口技术
常用 A/D转换方式：
－逐次逼近型：转换时间短，抗扰性差（电压比
较） ADC0809（ 8位）,AD574（ 12位 ）
－双斜积分型：转换时间长，抗扰性好（积分）
MC14433（ 11位 ）,ICL7135（ 14位）
－全并行比较型（ Flash型）：采用多个比较器，
速度极高，电路规模大，成本高。
－分级型：减少并行比较 ADC的位数，分级多次
转换，减小电路规模，保持较高速度。
－ Σ-Δ型（过采样转换器）：高速 1bit DAC+数字
滤波，转换成低采样率高位数字，分辨率高。
A/D转换器的主要技术指标
：
－转换时间：积分型 毫秒级，逐次比较
微秒级,全并行 纳秒级。
－分辨率：数字量位数 n。
LSB（最低有效位）－满量程的 1/2n.
－线性误差：量程范围内，偏离理想转换
特性的最大误差，通常为 1/2LSB或 1LSB
－量程：能转换的电压范围。
－对基准电源的要求：电源精度。
2.2.1 A/D转换器
?8位 A/D转换器 ADC0809
－带 8通道模拟开关的 8位逐次逼近 A/D转换器
－转换时间 100us,误差 ± 1/2LSB
? 8通道模拟开关及通道选择
－地址锁存信号 ALE
?转换启动,START收到正脉冲
?转换结束,EOC从低电平变为高电平
?基准电压,VREF(+)=5.12V,VREF(-)=0V
C B A 通道
0 0 0 VIN0
0 0 1 VIN1
… … … …
1 1 1 VIN7
?转换时序
?12位 A/D转换器 AD547A
－单通道 12位逐次逼近 A/D转换器
－转换时间 25us,误差 ± 1/2LSB，单极性或双极
性输入，量程 10V或 20V。
?单、双极性应用
－单极性,BIP OFF接 0V
－双极性,BIP OFF接 10V
?转换结果输出：
－引脚 12/8=1,D11-D0并行输出；
引脚 12/8=0,D11-D8和 D7-D0分时输出；
?控制逻辑
CE CS R/C 12/8 A0 操作功能
1 0 0 X 0 启动 12位转换
1 0 0 0 1 启动 8位转换
1 0 1 1 X 输出 12位数字
1 0 1 0 0 输出高 8位数字
1 0 1 0 1 输出低 4位数字
0 X X X X 无操作
X 1 X X X 无操作
?转换进行,STS为高电平
?转换结束,STS从高电平转为低电平
?转换时序,启动
?转换时序：读
2.2.2 A/D转换接口技术
ADC0809与 8255A接口
－ 8255A的 A口工作方式 0。 A口为数据输入端
－ C口上半部分为输入，下半部分为输出。
PC0-PC2 － 通道地址 ABC
PC3 － ALE和 START，启动转换
PC7 － OE和 EOC，检测转换结束
－ 8255A系统地址 2C0H~2C3H。
ADC0809 PROC NEAR
MOV CX,8 ; 循环次数
CLD ; DI自动增量
MOV BL,00H ;模拟通道地址
LEA DI,DATABUF ；字串存储地址
NEXTA,MOV DX,02C2H
MOV AL,BL
OUT DX,AL
INC DX
MOV AL,00000111B；输出启动信号，上升沿
锁存地址
NOP
NOP
NOP
MOV AL,00001110B；使 OE=0，开放输出数据
锁存器
OUT DX,AL
DEC DX
NOSC,IN AL,DX; 检测转换结束信号
TEST AL,80H
JZ NOSC; EOC=0,则等待，检测 EOC下降沿
NOEOC,IN AL,DX;
TEST AL,80H
JNZ NOSC; EOC=1,则等待，检测 EOC上升沿，
转换结束
MOV DX,02C0H; 读转换结果
IN AL,DX
STOS DATABUF; 保存结果
INC BL; 修改模拟通道地址 CX-1
LOOP NEXTA
RET
ADC0809 ENDP
AD574与 8255A接口
－ AD574的 12/8接＋ 5V,A0接地，工作于 12
位
转换和读出方式。
－ 8255A的 A口,B口工作方式 0，数据输入端
－ C口上半部分为输入，下半部分为输出。
PC0-PC2 － R/C,CS,CE
PC7 － STS，检测转换结束
－ 8255A系统地址 2C0H~2C3H。
MOV DX,02C2H; 令 CS,R/C为低电平
MOV AL,00H
OUT DX,AL
NOP
NOP
MOV AL,04H； 令 CE=1,启动转换
OUT DX,AL
NOP
NOP
MOV AL,03H；令 CE=0,CS,R/C＝ 1，启动完毕
OUT DX,AL
POLLING,IN AL,DX; 查询 STS状态
TEST AL,80H
JNZ POLLING; STS=1 则等待,检测下降沿（转换
结束）
MOV AL,01H；令 CS＝ 0,R/C＝ 1,准备读
OUT DX,AL
NOP
MOV AL,05H; 令 CE=1,允许读出
OUT DX,AL
MOV DX,02C0H
IN AL,DX ; 读高 4位 DB11-DB8;
AND AL,0FH
MOV BH,AL；存高 4位
INC DX
IN AL,DX ；读低 8位 DB7-DB0
MOV BL,AL
INC DX
MOV AL,03H
OUT DX,AL; 结束读出操作
作业
P62 － 2.1,2.2,2.3
常用指令说明
? CLD：清除方向标志
说明：在字符串指令被执行时，如果事先用 CLD指
令使 DF清零，则地址在串操作过程中自动增量 。
? LEA：取有效地址
说明：把变量、标号或偏移地址送指定寄存器
? STOS：存储字节串或字串
说明：将 AL( AX) 中的字节或字存入 ES,DI所指单
元。
接口：计算机与外部设备交换信息的桥梁，包
括输入和输出接口。
接口技术：研究计算机与外部设备交换信息的
技术。
过程通道：计算机和生产过程之间设置的信息
传送和转换的连接通道。（ AI,AO,DI,DO）
补充内容：微型计算机的输入输出
2.1.1 数字量输入输出接口
? 1,数字量输入接口
三态门缓冲器 74LS244
MOV DX,port
IN AL,DX
MOV DX,00H
IN AL,DX
2、数字量输出接口
锁存器 74LS273
利用 IOW上
升沿锁存
MOV AL,DATA
MOV DX,port
OUT DX,AL
MOV AL,DATA
MOV DX,00H
OUT DX,AL
输 入
调 理
电 路
输 入
缓 冲
器
地址译码器
生
产
过
程
P
C
总
线
2.1.2 数字量输入通道
?数字量输入通道结构
?输入调理电路
－把现场信号经转换、保护、滤波、隔离转换成
计算机能够接收的逻辑信号。
?小功率输入调理电路
－开关去抖电路
积分电路
A O
A
O
O
A1
RS触发器
去抖
RS触发器
,1” 负脉冲
,0” 高电平
?大功率输入调理电路
－采用光电隔离
输 出
驱 动
器
输 出
锁 存
器
地址译码器
生
产
过
程
P
C
总
线
2.1.3 数字量输出通道
1、数字量输出通道结构
2、输出驱动电路
?小功率直流驱动电路
－功率晶体管输出驱动继电器电路
续流二极管在功率晶体管关闭时，为继电器线
圈产生的反电动势提供旁路通道，保护晶体管。
?
－达林顿阵列输出驱动继电器电路
MC1416,7路驱动，带保护二极管
?
?大功率直流驱动电路
－固态继电器。零交叉电路在交流电过零时产生
触发信号，减少干扰。
?
2.2 A/D转换器及接口技术
常用 A/D转换方式：
－逐次逼近型：转换时间短，抗扰性差（电压比
较） ADC0809（ 8位）,AD574（ 12位 ）
－双斜积分型：转换时间长，抗扰性好（积分）
MC14433（ 11位 ）,ICL7135（ 14位）
－全并行比较型（ Flash型）：采用多个比较器，
速度极高，电路规模大，成本高。
－分级型：减少并行比较 ADC的位数，分级多次
转换，减小电路规模，保持较高速度。
－ Σ-Δ型（过采样转换器）：高速 1bit DAC+数字
滤波，转换成低采样率高位数字，分辨率高。
A/D转换器的主要技术指标
：
－转换时间：积分型 毫秒级，逐次比较
微秒级,全并行 纳秒级。
－分辨率：数字量位数 n。
LSB（最低有效位）－满量程的 1/2n.
－线性误差：量程范围内，偏离理想转换
特性的最大误差，通常为 1/2LSB或 1LSB
－量程：能转换的电压范围。
－对基准电源的要求：电源精度。
2.2.1 A/D转换器
?8位 A/D转换器 ADC0809
－带 8通道模拟开关的 8位逐次逼近 A/D转换器
－转换时间 100us,误差 ± 1/2LSB
? 8通道模拟开关及通道选择
－地址锁存信号 ALE
?转换启动,START收到正脉冲
?转换结束,EOC从低电平变为高电平
?基准电压,VREF(+)=5.12V,VREF(-)=0V
C B A 通道
0 0 0 VIN0
0 0 1 VIN1
… … … …
1 1 1 VIN7
?转换时序
?12位 A/D转换器 AD547A
－单通道 12位逐次逼近 A/D转换器
－转换时间 25us,误差 ± 1/2LSB，单极性或双极
性输入，量程 10V或 20V。
?单、双极性应用
－单极性,BIP OFF接 0V
－双极性,BIP OFF接 10V
?转换结果输出：
－引脚 12/8=1,D11-D0并行输出；
引脚 12/8=0,D11-D8和 D7-D0分时输出；
?控制逻辑
CE CS R/C 12/8 A0 操作功能
1 0 0 X 0 启动 12位转换
1 0 0 0 1 启动 8位转换
1 0 1 1 X 输出 12位数字
1 0 1 0 0 输出高 8位数字
1 0 1 0 1 输出低 4位数字
0 X X X X 无操作
X 1 X X X 无操作
?转换进行,STS为高电平
?转换结束,STS从高电平转为低电平
?转换时序,启动
?转换时序：读
2.2.2 A/D转换接口技术
ADC0809与 8255A接口
－ 8255A的 A口工作方式 0。 A口为数据输入端
－ C口上半部分为输入，下半部分为输出。
PC0-PC2 － 通道地址 ABC
PC3 － ALE和 START，启动转换
PC7 － OE和 EOC，检测转换结束
－ 8255A系统地址 2C0H~2C3H。
ADC0809 PROC NEAR
MOV CX,8 ; 循环次数
CLD ; DI自动增量
MOV BL,00H ;模拟通道地址
LEA DI,DATABUF ；字串存储地址
NEXTA,MOV DX,02C2H
MOV AL,BL
OUT DX,AL
INC DX
MOV AL,00000111B；输出启动信号，上升沿
锁存地址
NOP
NOP
NOP
MOV AL,00001110B；使 OE=0，开放输出数据
锁存器
OUT DX,AL
DEC DX
NOSC,IN AL,DX; 检测转换结束信号
TEST AL,80H
JZ NOSC; EOC=0,则等待，检测 EOC下降沿
NOEOC,IN AL,DX;
TEST AL,80H
JNZ NOSC; EOC=1,则等待，检测 EOC上升沿，
转换结束
MOV DX,02C0H; 读转换结果
IN AL,DX
STOS DATABUF; 保存结果
INC BL; 修改模拟通道地址 CX-1
LOOP NEXTA
RET
ADC0809 ENDP
AD574与 8255A接口
－ AD574的 12/8接＋ 5V,A0接地，工作于 12
位
转换和读出方式。
－ 8255A的 A口,B口工作方式 0，数据输入端
－ C口上半部分为输入，下半部分为输出。
PC0-PC2 － R/C,CS,CE
PC7 － STS，检测转换结束
－ 8255A系统地址 2C0H~2C3H。
MOV DX,02C2H; 令 CS,R/C为低电平
MOV AL,00H
OUT DX,AL
NOP
NOP
MOV AL,04H； 令 CE=1,启动转换
OUT DX,AL
NOP
NOP
MOV AL,03H；令 CE=0,CS,R/C＝ 1，启动完毕
OUT DX,AL
POLLING,IN AL,DX; 查询 STS状态
TEST AL,80H
JNZ POLLING; STS=1 则等待,检测下降沿（转换
结束）
MOV AL,01H；令 CS＝ 0,R/C＝ 1,准备读
OUT DX,AL
NOP
MOV AL,05H; 令 CE=1,允许读出
OUT DX,AL
MOV DX,02C0H
IN AL,DX ; 读高 4位 DB11-DB8;
AND AL,0FH
MOV BH,AL；存高 4位
INC DX
IN AL,DX ；读低 8位 DB7-DB0
MOV BL,AL
INC DX
MOV AL,03H
OUT DX,AL; 结束读出操作
作业
P62 － 2.1,2.2,2.3
常用指令说明
? CLD：清除方向标志
说明：在字符串指令被执行时，如果事先用 CLD指
令使 DF清零，则地址在串操作过程中自动增量 。
? LEA：取有效地址
说明：把变量、标号或偏移地址送指定寄存器
? STOS：存储字节串或字串
说明：将 AL( AX) 中的字节或字存入 ES,DI所指单
元。
