《总线接口技术》PPT课件.ppt
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1、计算机控制技术计算机控制技术第第5 5章章 总线接口技术总线接口技术第第5章章总线接口技术总线接口技术 接口:接口:计计算算机机与与外外设设之之间间相相连连接接的的部部件件。可可以以是是电电路路板板、元元器器件件等等。如如显显卡卡、网网卡卡、并并行行接接口口、串串行行接接口口、A/DA/D转转换换器器、D/AD/A转转换换器器、MODEMMODEM等。等。接口的功能:接口的功能:寻寻址址功功能能、输输入入/输输出出功功能能、数数据据转转换换功功能能(串串转转并并、并并转转串串、A/D、D/A等等)、缓缓冲冲功功能能、以以及及联联络络功功能能、中中断断管管理理功功能能、复复位位功能、错误检测功能
2、等。功能、错误检测功能等。本章主要内容本章主要内容51并行接口总线并行接口总线52串行通信基本概念串行通信基本概念53串行通信标准总线串行通信标准总线54现场总线技术现场总线技术5.1微机并行接口(微机并行接口(1)本节内容:并行接口信号、寄存器与应用本节内容:并行接口信号、寄存器与应用5.1.1微机并行接口信号微机并行接口信号1、连接器:、连接器:25脚脚D型(插孔)。型(插孔)。2、信号:、信号:25条信号,分条信号,分4类类类型与方向类型与方向信号名称信号名称信号意义信号意义引脚号引脚号数据信号数据信号(输出)(输出)D0D7D0D78 8位数据信号位数据信号2-92-9控制信号控制信号
3、(输出)(输出)/STOBE/STOBE/AUTO LF/AUTO LF/INIT/INIT、/SLCTIN/SLCTIN数据选通数据选通自动换行自动换行复位、联机复位、联机1 114141616、1717状态信号状态信号(输入)(输入)/ACK/ACK、BUSYBUSYPEPE、SLCTSLCT/ERROR/ERROR应答应答(低低)、忙、忙(高高)缺纸缺纸(高高)、联机、联机(高高)出错出错(低低)1010、11111212、13131515其它信号其它信号GNDGND信号地线信号地线1818-25-255.1微机并行接口(微机并行接口(2)5.1.2微机并行接口寄存器微机并行接口寄存器微
4、机并行接口寄存器有三个,数据寄存器、状态寄存器和控微机并行接口寄存器有三个,数据寄存器、状态寄存器和控制寄存器,其地址分别为制寄存器,其地址分别为378H、379H和和37AH。1、数据寄存器、数据寄存器地址为地址为378H。为。为8位的,用于向外设传送数据。位的,用于向外设传送数据。数据寄存器可以写、也可以读,但读出的是写入的数据。数据寄存器可以写、也可以读,但读出的是写入的数据。2、控制寄存器、控制寄存器地址为地址为37AH。为。为8位的,用于向外设发出控制信号。位的,用于向外设发出控制信号。控制寄存器也是可以写、可以读,读出的是写入的控制字。控制寄存器也是可以写、可以读,读出的是写入的控
5、制字。IRQ ENIRQ EN:为:为1 1使使中断允许,使中断请求中断允许,使中断请求/ACK有效;有效;/INIT/INIT:为:为0 0使打印机进行初始化,持续使打印机进行初始化,持续5050 s s后应置位;后应置位;AUTO LFAUTO LF:为:为1 1进行自动换行;进行自动换行;SLCTIN SLCTIN:为:为1 1打印机联机;打印机联机;STOBESTOBE:为:为1 1使数据选通,持续使数据选通,持续0.50.5 s s后应复位后应复位D7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D0-IRQ ENIRQ EN SLCTINSLCTIN/INIT/INIT
6、AUTO LFAUTO LF STOBESTOBE5.1微机并行接口(微机并行接口(3)3、状态寄存器、状态寄存器地址为地址为379H。为。为8位的,其内容为外设的工作状态,状态寄存位的,其内容为外设的工作状态,状态寄存器只能够读。器只能够读。状态寄存器格式如下。状态寄存器格式如下。/BUSY/BUSY:为:为0 0示打印机忙;示打印机忙;/ACK/ACK:为为0 0示打印机应答(就绪),可产生中断请求;示打印机应答(就绪),可产生中断请求;PEPE:为为1 1示缺纸示缺纸 SLCTSLCT:为为1 1示联机状态;示联机状态;/ERROR/ERROR:为:为0 0示出错(包括脱机、缺纸等)示出
7、错(包括脱机、缺纸等)注意区分:注意区分:(1 1)控制字位和控制信号,由前者产生后者,符号不一定相同;)控制字位和控制信号,由前者产生后者,符号不一定相同;(2 2)状态字位和状态信号,有后者产生前者,符号不一定相同。)状态字位和状态信号,有后者产生前者,符号不一定相同。D7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D0/BUSY/BUSY/ACK/ACKPEPESLCTSLCT/ERROR/ERROR-5.1.3微机并行接口应用微机并行接口应用1 1、控制打印机、控制打印机这是最经常应用的。这是最经常应用的。5.1微机并行接口(微机并行接口(4)2 2、控制其它设备、控制其它
8、设备如:烧录器等一些只需接收数据的设备。如:烧录器等一些只需接收数据的设备。也可以自己开发的并行口设备,如显示设备、控制设备等。也可以自己开发的并行口设备,如显示设备、控制设备等。5.3串行通信标准总线(串行通信标准总线(1)本本节节主主要要介介绍绍RS-232-C、RS-422和和RS-485串串行行总总线线标标准、主要特点、接口方法、传输介质及电平转换等。准、主要特点、接口方法、传输介质及电平转换等。5.3.1RS-232-C串行总线串行总线一、一、RS-232-C的电气特性的电气特性由由于于RS-232-C总总线线标标准准是是在在TTL电电路路出出现现之之前前研研制制的的,其电平是对称的
9、其电平是对称的高电平:高电平:+3V+15V,低电平:,低电平:-3V-15V并且并且RxD、TxD使用负逻辑,使用负逻辑,即高电平表示逻辑即高电平表示逻辑0、低电平表示逻辑、低电平表示逻辑1。其它控制信号使用正逻辑。其它控制信号使用正逻辑。5.3串行通信标准总线(串行通信标准总线(2)二、二、RS-232-C的连接器的连接器RS-232-C总总线线标标准准采采用用的的是是25芯芯D型型连连接接器器,但但是是现现在在计计算算机上保留使用的是机上保留使用的是9芯芯D型连接器(如下图),各个引脚信号如下。型连接器(如下图),各个引脚信号如下。1、载波检测、载波检测(DCD、入、入)2、接受数据、接
10、受数据(RXD、入、入)3、发送数据、发送数据(TXD、出、出)4、数据终端准备好、数据终端准备好(DTR、出、出)5、信号地线、信号地线(SGND)6、数据设备准备好、数据设备准备好(DSR、入、入)7、请求发送、请求发送(RTS、出、出)8、清除请求发送、清除请求发送(CTS、入、入)9、振铃指示、振铃指示(RI、入、入)1、4、6、7、8、9信信号号,均均是是要要与与MODEM联联系系,2、3、5信信号就可以构成串行通信。号就可以构成串行通信。123456789计计算算机机端端5.3串行通信标准总线(串行通信标准总线(3)三、三、RS-232-C电平转换电路电平转换电路现现在在最最常常用
11、用的的RS-232-C电电平平转转换换电电路路是是MAX232等等(如如下下图图所所示),其特点是单示),其特点是单5V供电。供电。TTLRS232RS2325.3串行通信标准总线(串行通信标准总线(4)5.3.2RS-422/RS-485串行通信总线串行通信总线由于由于RS-232-C总线推出较早,因此在使用中暴露出了明显的缺总线推出较早,因此在使用中暴露出了明显的缺点,主要表现在:点,主要表现在:1)传输速率不够快)传输速率不够快2)传输距离不够远)传输距离不够远3)非平衡接口、共用信号地,故电气性能不佳)非平衡接口、共用信号地,故电气性能不佳4)接口处各信号容易产生串扰)接口处各信号容易
12、产生串扰5)未规定连接器)未规定连接器一、一、RS-423-A/RS-422-A串行通信总线串行通信总线1、RS-423-A/RS-422-A的产生的产生1977年年EIA(ElectronicIndustriesAssociation,(美美国国)电电子子工工业业协协会会)制制定定了了新新标标准准RS-449,RS-423-A/RS-422-A是是RS-449标标准准的一个子集,的一个子集,RS-485是是RS-422-A的一个变型。的一个变型。5.3串行通信标准总线(串行通信标准总线(5)2、RS-422-A的主要特点(的主要特点(RS-423-A的传输性能差些)的传输性能差些)1)单端收
13、、发,双极性电源()单端收、发,双极性电源(-6V+6V)2)信号也是负逻辑)信号也是负逻辑3)抗干扰能力强:平衡传输(与驱动),差分接受)抗干扰能力强:平衡传输(与驱动),差分接受4)传输距离远、速率高。最大距离为)传输距离远、速率高。最大距离为1200m。距距离离为为1200m时时速速率率为为100Kbps;距距离离为为120m时时速速率率为为1Mbps;距离为;距离为12m时速率为时速率为10Mbps。5)可连接多个接收器,并且可同时工作。)可连接多个接收器,并且可同时工作。5.3串行通信标准总线(串行通信标准总线(6)3、RS-232-C/RS-423-A/RS-422-A的电气接口电
14、路比较的电气接口电路比较(C)平衡驱动差分接收电路)平衡驱动差分接收电路RS-422-ARS-423-ARS-232-C2V5.3串行通信标准总线(串行通信标准总线(7)二、二、RS-485串行通信总线串行通信总线1、RS-485RS-485是是RS-422-A的一个变型,二者的区别如下:的一个变型,二者的区别如下:1)RS-422为全双工,而为全双工,而RS485为半双工;为半双工;2)RS-422采用两采用两对平衡差分信号线,对平衡差分信号线,RS-485只需其中的一只需其中的一对,更适合多站互连。对,更适合多站互连。(b)RS-422(a)RS-4855.3串行通信标准总线(串行通信标准
15、总线(8)2、RS-422与与RS-485比较比较项项 目目RS-422RS-422RS-485RS-485动作方式动作方式差动方式差动方式差动方式差动方式可连接的台数可连接的台数1 1台驱动器、台驱动器、1010台接收器台接收器3232台驱动器、台驱动器、3232台接收器台接收器传输最大距离传输最大距离1200m1200m1200m1200m传输最大速率传输最大速率12m12m10Mbps10Mbps10Mbps10Mbps120m120m1Mbps1Mbps1Mbps1Mbps1200m1200m100Kbps100Kbps100Kbps100Kbps驱动器输出电压最大值驱动器输出电压最大
16、值-0.25V-+6V-0.25V-+6V-7V-+12V-7V-+12V驱动器输出驱动器输出信号电平信号电平无负载无负载5V5V5V5V有负载有负载2V2V1.5V1.5V驱动器负载阻抗驱动器负载阻抗100100 5454 接收器输入电压范围接收器输入电压范围-7V-7V +7V+7V-7V-7V +12V+12V接收器输入敏感度接收器输入敏感度200mV200mV200mV200mV接收器输入阻抗接收器输入阻抗4k4k 12k12k 5.3串行通信标准总线(串行通信标准总线(9)3、RS-485电平转换芯片电平转换芯片常用的有常用的有MAX481E/483E/485E/487E/1487E
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