機(jī)電一體化設(shè)計課件第三章1：微機(jī)及其接口技術(shù)(6學(xué)時)

知識回顧機(jī)電一體化系統(tǒng)各組成要素之間要遵循的原則接口耦合、能量傳遞信息控制運(yùn)動傳遞接口主要完成信息變換、放大和耦合功能知識回顧機(jī)電一體化系統(tǒng)各組成要素之間要遵循的原則知識回顧知識回顧單片機(jī)單片機(jī)單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成第一篇:微機(jī)及接口技術(shù)

概述

接口電路的設(shè)計原則

地址譯碼器、I/O口與CPU的接口

人機(jī)接口

機(jī)電接口

第一篇:微機(jī)及接口技術(shù)概述一、接口電路的類型及特點(diǎn)

為構(gòu)成完整的并有一定控制和運(yùn)算功能的系統(tǒng)而將一個部件與另外的部件通過一組導(dǎo)線或者標(biāo)準(zhǔn)連接件連接起來，這種導(dǎo)線或標(biāo)準(zhǔn)連接件就稱微處理器系統(tǒng)的接口。

概述一、接口電路的類型及特點(diǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品基本組成及接口

人機(jī)對話輸入和輸出設(shè)備沒有和CPU直接連接，而是通過I/O口與CPU連接在一起外設(shè)和CPU不能直接連接的原因有下面兩個：①人機(jī)對話設(shè)備和CPU的阻抗不匹配；②CPU不能直接控制人機(jī)對話設(shè)備（鍵盤、LED等）的接通和關(guān)閉。CPU通過地址譯碼器、RD和WR等控制I/O口的接通和關(guān)閉，從而控制外設(shè)的接通和關(guān)閉。機(jī)電一體化產(chǎn)品基本組成及接口人機(jī)對話接口電路的設(shè)計原則

(一)接口設(shè)計的一般原則

接口電路的設(shè)計過程就是建立和形成微處理器系統(tǒng)的過程。其一般步驟為：根據(jù)實(shí)際要求，選擇合適的微處理器；確定存儲器的類型和容量；選擇外部輸入、輸出設(shè)備的類型；為各類接口選擇合適的接口芯片、接口總線或設(shè)計具體的接口電路。

接口電路的設(shè)計原則 接口電路的設(shè)計過程就是建立和形成微處理器

1．微處理器CPU的選擇

1)字長即數(shù)據(jù)總線并行的線數(shù)。CPU字長愈長，則運(yùn)算精度越高；指令的位數(shù)愈多，功能就愈強(qiáng)，但相應(yīng)整個系統(tǒng)變得更復(fù)雜。一般指CPU數(shù)據(jù)總線的位數(shù)。

2)尋址方式即取出指令中操作數(shù)的方法。尋址方式愈多，指令功能就愈強(qiáng)，能更有效地處理各種數(shù)據(jù)。

3)指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)應(yīng)與尋址方式結(jié)合起來考慮其功能和數(shù)量。當(dāng)具體應(yīng)用側(cè)重于控制時，應(yīng)特別注意指令系統(tǒng)中的輸入／輸出指令、條件轉(zhuǎn)移指令等；而如果側(cè)重于數(shù)據(jù)處理與運(yùn)算時，則應(yīng)注意數(shù)據(jù)操作指令。

4)指令執(zhí)行速度應(yīng)當(dāng)比較指令執(zhí)行同樣功能任務(wù)所需的時間，而不應(yīng)單純比一條指令的執(zhí)行速度或時鐘頻率。1．微處理器CPU的選擇

5)最大尋址能力與地址總線及輸入／輸出設(shè)備的尋址方式有關(guān)。獨(dú)立編址：對設(shè)有專門輸入／輸出通道的CPU，其存儲器容量就是最大尋址能力。如有N根地址線，則最大尋址能力為2N。統(tǒng)一編址：對存儲器編址輸入／輸出的CPU，如果輸入／輸出設(shè)備的最大尋址能力為n時，則最大尋址能力為2N－n（N根地址總線）

6)內(nèi)存數(shù)目內(nèi)存數(shù)目越多，供用戶使用的存儲器就愈多，CPU處理與控制功能越方便靈活，速度愈快。

7)中斷結(jié)構(gòu)及直接存儲器存取當(dāng)CPU用于復(fù)雜的實(shí)時控制時，要求CPU具有多級的中斷結(jié)構(gòu)，以便實(shí)現(xiàn)處理緊急情況的非屏蔽中斷及處理正常信息輸入／輸出傳送的可屏蔽中斷。當(dāng)CPU使用軟磁盤作為外存時，為了加速相互傳送數(shù)據(jù)的速率，必須用直接存儲器存取(DMA)。

8)電源電壓等級

CPU若采用單一電源，則使用方便。但也有些CPU采用多個電源，選用時應(yīng)注意。機(jī)電一體化設(shè)計課件第三章1：微機(jī)及其接口技術(shù)(6學(xué)時)

9)硬件供應(yīng)情況注意CPU建立系統(tǒng)的各個器件應(yīng)通用易購。

10)軟件供應(yīng)情況注意所選CPU的軟件是否豐富，這有助于對應(yīng)用程序的研制。

11)成本要從整個系統(tǒng)建立來估計成本，而不能僅從單片CPU的成本來估算。

2．存儲器選擇選好CPU也就是確定了存儲器的最大容量。為了選擇存儲器，要求掌握每種CPU所給出的存儲器空間分配圖。對存儲容量要求較小的系統(tǒng)，可采用雙極型RAM。需要調(diào)試和經(jīng)常修改的程序，建議采用EPROM(紫外線擦除)或EEPPROM(電擦除)。

3．接口電路設(shè)計時注意的幾個問題

1)電源的分布首先應(yīng)當(dāng)合理地選擇整個系統(tǒng)是共用一個中央穩(wěn)壓電源還是每一塊印制電路板各用單獨(dú)的電源。采用中央電源的優(yōu)點(diǎn)是較省電，并且由于各塊印制電路板無單獨(dú)電源，從而使其9)硬件供應(yīng)情況注意CPU建立系統(tǒng)的各溫度不致太高，缺點(diǎn)是可靠性差，電源一旦出故障，整個系統(tǒng)就不能工作。采用分散的一塊電路板配一個穩(wěn)壓電源，其優(yōu)點(diǎn)是可靠性顯著提高，缺點(diǎn)是各板工作溫升較高，穩(wěn)壓電源元件較多。為了消除輸入與輸出端可能出現(xiàn)的寄生振蕩，還要求并聯(lián)容量大小不一的鉭電容。圖是這兩種電源方案的示意圖。中央穩(wěn)壓電源一板一穩(wěn)壓電源溫度不致太高，缺點(diǎn)是可靠性差，電源一旦出故障，整個系統(tǒng)就不為了減少數(shù)字電路噪聲的干擾，通常要求每四個TTL集成電路的電源與地并接有去耦電容。電源的地線應(yīng)短而粗，接觸可靠。在電路板上，地線要有盡可能大的面積。此外，對電源電壓質(zhì)量要求較高的電路，還希望將電源的“地”與“信號地”分開，如圖所示。電源地與信號地分開為了減少數(shù)字電路噪聲的干擾，通常要求每四個T2)時鐘線路的具體布置

為減少時鐘對其信號線的干擾，時鐘線路要與地址總線、數(shù)據(jù)總線分開。如果用地線隔離，可在地線的一側(cè)安排時鐘線，另—側(cè)安排地址總線及數(shù)據(jù)總線。在容量較大且采用高速時鐘的微處理器系統(tǒng)中，要求用絞合線或屏蔽電纜與時鐘接口。3)MOS器件的使用

使用MOS器件時，特別要注意將不用的輸入端接到固定的高電平或低電平，切勿懸空，以防靜電感應(yīng)而損壞。2)時鐘線路的具體布置138和139的引腳名稱

地址譯碼器、I/O口與CPU的接口一、地址譯碼器的結(jié)構(gòu)和工作原理對于任何一個機(jī)電一體化產(chǎn)品，都連接多個輸入及輸出設(shè)備，CPU在工作時，由地址譯碼器分時選中不同的外設(shè)工作138和139的引腳名稱地址譯碼器、I/O口與CP139的功能表

1A、1B——地址信號線1G——控制信號線1Y0-1Y3——輸出信號線139的功能表1A、1B——地址信號線1G——控制信號線138的功能表

138的功能表地址譯碼器與CPU的接口

地址譯碼器使CPU在每一瞬時只選中一個外設(shè)，它解決了CPU如何帶多個外設(shè)的問題。地址譯碼器與CPU的接口地址譯碼器使C273的引腳名稱及與CPU的接口

二、簡單輸出口與CPU的接口圖3-4273的引腳名稱及功能表273的引腳名稱及與CPU的接口圖3-5273的引腳名稱及與CPU的接口+圖3-5273的引腳名稱及與CPU的接口+245（總線收發(fā)器）的功能表

三、簡單輸入口與CPU的接口245（總線收發(fā)器）的功能表三、簡單輸入口與CPU的接口245的引腳名稱及與CPU的接口

245的引腳名稱及與CPU的接口8255A的引腳名稱及接口電路

四、可編程并行口與CPU的接口8255A的引腳名稱及接口電路四、可編8255A各端口的地址范圍8255A各端口的地址范圍可編程的含義1（1）8255的端口基本工作方式可選擇8255

有三種工作方式，在這三種工作方式中各條端口線的功能如下表3-7所示。①工作方式0適用于無條件傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備。作為輸出口時，類似于前面講過的74xx273,作為輸入口時，類似于74xx245。設(shè)計鍵盤接口、LED接口可以采用這種方式。②工作方式1和工作方式2為特殊的工作方式如選通工作方式。可編程的含義1（1）8255的端口基本工作方式可選擇表3-78255A不同工作方式下端口線的功能表3-78255A不同工作方式下端口線的功能（2）PA、PB、PC用作輸入和輸出的功能可選擇——方式選擇控制字決定可編程的含義2（2）PA、PB、PC用作輸入和輸出的功能可選擇——方式選擇(3)8255的三個輸出端口可選擇A1、A0接到CPU的地址總線上，A1、A0是芯片內(nèi)部尋址信號線，尋址的方法是：A1A0=00，對應(yīng)于PA口；

A1A0=01，對應(yīng)于PB口；A1A0=10，對應(yīng)于PC口；

A1A0=11，對應(yīng)于控制口?？删幊痰暮x3(3)8255的三個輸出端口可選擇可編程的含義3控制微機(jī)8031、地址譯碼器、接口芯片與輸入、輸出設(shè)備的連線總圖例一：五、地址譯碼器、I/O口與CPU的接口總圖控制微機(jī)8031、地址譯碼器、接口芯片與輸入、輸出設(shè)備的連線機(jī)電一體化設(shè)計課件第三章1：微機(jī)及其接口技術(shù)(6學(xué)時)01000100000按鍵的數(shù)據(jù)000000按鍵的100001001001100100100100100+5V111100000001D7=1特征位為1D6D5=00A組工作方式為0D4=0PA口作輸出D3=0PC口高四位作輸出D2=0B組工作方式為0D1=0PB口作輸出D3=0PC口高四位作輸出00對8255進(jìn)行預(yù)定義000+5V110D7=1D6D5=00D4=0D300100100+5V00000000000100數(shù)據(jù)000+5V00000數(shù)據(jù)00100100+5V10100000000100數(shù)據(jù)000+5V11000數(shù)據(jù)00100100+5V01010000000100數(shù)據(jù)000+5V00000數(shù)據(jù)人機(jī)接口人機(jī)接口作用輸入:操作者通過輸入設(shè)備向CPU發(fā)出指令，干預(yù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)輸出:在CPU的控制下，用顯示設(shè)備來顯示機(jī)器工作狀態(tài)的各種信息。輸入設(shè)備：開關(guān)、BCD二~十進(jìn)制碼撥盤、鍵盤等；輸出設(shè)備：指示燈、LED（發(fā)光二極管）、液晶顯示器、微型打印機(jī)、CRT（陰極射線管）、揚(yáng)聲器等。人機(jī)接口：輸入接口和輸出接口。人機(jī)接口特點(diǎn)：①專用性。不同的產(chǎn)品有不同的人機(jī)接口。②低速性。外設(shè)的工作速度較低，設(shè)計時要考慮微機(jī)與外設(shè)的速度配合，提高微機(jī)的工作效率。一、人機(jī)接口特點(diǎn)人機(jī)接口人機(jī)接口作用一、人機(jī)接口特點(diǎn)二、人機(jī)輸入接口設(shè)計(1)獨(dú)立開關(guān)設(shè)計方法——開關(guān)接口設(shè)計。圖3-10開關(guān)的表示符號與接口電路SH是按鈕開關(guān)，SC是轉(zhuǎn)換開關(guān)圖3-11按鈕開關(guān)通斷時的電壓抖動可用于開關(guān)個數(shù)N不大于8的情況二、人機(jī)輸入接口設(shè)計(1)獨(dú)立開關(guān)設(shè)計方法——開關(guān)接口設(shè)計。⑴硬件去抖動

消除抖動不良后果的方法：其中RC濾波電路去抖動電路簡單實(shí)用，效果較好。⑵軟件去抖動（常用）檢測到按鍵按下后，執(zhí)行延時10ms子程序后再確認(rèn)該鍵是否確實(shí)按下，消除抖動影響。在只有一、二個開關(guān)時，可以采用硬件去抖動，若多于二個開關(guān)，則應(yīng)采用軟件去抖動。⑴硬件去抖動消除抖動不良后果的方法：其中RC濾波電路去抖(2)撥盤輸入接口設(shè)計若系統(tǒng)需要輸入少量的參數(shù)，采用撥盤較為可靠方便。具有保持性十進(jìn)制輸入、BCD碼輸出BCD碼撥盤的結(jié)構(gòu)簡圖(2)撥盤輸入接口設(shè)計若系統(tǒng)需要輸入少量的參數(shù)，采用撥盤較為BCD碼撥盤通斷狀態(tài)表（0:與A線不通，1:與A線接通）

對比的主要方面有：①元件價格和是否容易買到；②占用印刷板面積如何；③元件是否先進(jìn)；④編程復(fù)雜程度如何。與CPU之間的數(shù)據(jù)傳輸屬無條件傳輸BCD碼撥盤通斷狀態(tài)表（0:與A線不通，1:與A線接通）對采用8031做控制微機(jī)，通過簡單輸入口74LS245設(shè)計出四位十進(jìn)制輸入、BCD碼輸出的撥盤，若輸入1357這個數(shù),試畫出接口電路.例二:撥盤與微機(jī)接口電路圖采用8031做控制微機(jī)，通過簡單輸入口74LS245設(shè)計出四輸入“1”則B1B2B3B4分別對應(yīng)為0001

輸入“3”則B5B6B7B8分別對應(yīng)為0011

輸入“5”則B1B2B3B4分別對應(yīng)為0101

輸入“7”則B5B6B7B8分別對應(yīng)為0111D0D1D2D3D4D5D6D7WRRDA8A9A10A11A12A13A14A158031Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7ABCG2AG2BG1B1B2B3B4B5B6B7B8A1A2A3A4A5A6A7A8DIRGB1B2B3B4B5B6B7B8A1A2A3A4A5A6A7A8DIRGGNDGNDA8421A8421A8421A8421+5VY1Y2+RD+RD74LS13874LS245(Ⅰ)74LS245(Ⅱ)........輸入“1”則B1B2B3B4輸入“3”則B5(3)鍵盤接口設(shè)計——矩陣排列設(shè)計方法在機(jī)電系統(tǒng)的人機(jī)接口中，當(dāng)需要操作者輸入的指令或參數(shù)比較多時，可以選擇鍵盤作為輸入設(shè)備。鍵盤的形式有獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤。①矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)、與I/O的接口電路矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)及接口電路②鍵名和鍵值行線權(quán)值列線權(quán)值=鍵號。行線號×4+列線號=鍵號。人為定義，與電路無關(guān)。(3)鍵盤接口設(shè)計——矩陣排列設(shè)計方法在機(jī)電系統(tǒng)的人機(jī)接口中③行掃描式矩陣式鍵盤工作過程第一步，判斷鍵盤上有無鍵閉合。第二步，判別閉合鍵的鍵號。圖3-14行掃描法中8255的方式控制字設(shè)定④鍵盤控制字設(shè)定鍵盤和CPU之間的數(shù)據(jù)傳輸屬于無條件傳輸讀鍵值有行掃描和行反轉(zhuǎn)二個方案。③行掃描式矩陣式鍵盤工作過程第一步，判斷鍵盤上有無鍵閉合。LED顯示器的接口設(shè)計

①發(fā)光二極管的接口方法 發(fā)光二極管具有體積小、亮度高、壽命長、價格低、接口電路簡單可靠等優(yōu)點(diǎn)。下圖是二個實(shí)際接口電路。三、人機(jī)對話輸出接口的設(shè)計LED顯示器的接口設(shè)計三、人機(jī)對話輸出接口的設(shè)計（1）發(fā)光二極管的接口電路

選用驅(qū)動發(fā)光二極管的元件時應(yīng)考慮到元件的負(fù)載能力三極管驅(qū)動，一般都可以滿足要求。（1）發(fā)光二極管的接口電路選用驅(qū)動（2）八段LED的接口設(shè)計①八段LED的結(jié)構(gòu)及與I/O的接口電路（2）八段LED的接口設(shè)計①八段LED的結(jié)構(gòu)及與I/O的②八段LED顯示器的顯示表3-10

七段LED的段選碼②八段LED顯示器的顯示表3-10七段LED的段選碼四、幾種典型的接口電路采用8031做控制微機(jī)，要求通過74LS164串行通訊芯片控制八位LED靜態(tài)顯示器,試畫出接口電路。(1)串行通訊、多位靜態(tài)顯示LED接口電路

四、幾種典型的接口電路采用8031做控制微機(jī)，要求通過74L共陽極串行輸入移位并行輸出芯片共陽極串行輸入移位并行輸出芯片GP16與CPU的接口電路

（2）與GP16微型打印機(jī)接口①GP16的接口信號GP16與CPU的接口電路（2）與GP16蜂鳴器電路

(3).揚(yáng)聲器接口設(shè)計蜂鳴器音量較小，在噪聲較大的環(huán)境中通常采用揚(yáng)聲器做聲音輸出，揚(yáng)聲器要求以音頻信號驅(qū)動。以集成電路產(chǎn)生音頻信號，經(jīng)放大后驅(qū)動揚(yáng)聲器工作。蜂鳴器電路(3).揚(yáng)聲器接口設(shè)計蜂鳴器音量較小，在噪聲較機(jī)電接口指機(jī)電一體化產(chǎn)品中的機(jī)械裝置與控制微機(jī)間的接口。按照信息的傳遞方向分信息采集接口（傳感器——CPU）控制量輸出接口（CPU——執(zhí)行機(jī)構(gòu)）注意進(jìn)行抗干擾設(shè)計END機(jī)電接口指機(jī)電一體化產(chǎn)品中的機(jī)械裝置與控制微機(jī)間的接口。EN小結(jié)接口電路的設(shè)計原則地址譯碼器，IO口與CPU的接口8255A與CPU的接口人機(jī)接口鍵盤接口電路7段數(shù)碼管的接口電路小結(jié)接口電路的設(shè)計原則知識回顧機(jī)電一體化系統(tǒng)各組成要素之間要遵循的原則接口耦合、能量傳遞信息控制運(yùn)動傳遞接口主要完成信息變換、放大和耦合功能知識回顧機(jī)電一體化系統(tǒng)各組成要素之間要遵循的原則知識回顧知識回顧單片機(jī)單片機(jī)單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成第一篇:微機(jī)及接口技術(shù)

概述

接口電路的設(shè)計原則

地址譯碼器、I/O口與CPU的接口

人機(jī)接口

機(jī)電接口

第一篇:微機(jī)及接口技術(shù)概述一、接口電路的類型及特點(diǎn)

為構(gòu)成完整的并有一定控制和運(yùn)算功能的系統(tǒng)而將一個部件與另外的部件通過一組導(dǎo)線或者標(biāo)準(zhǔn)連接件連接起來，這種導(dǎo)線或標(biāo)準(zhǔn)連接件就稱微處理器系統(tǒng)的接口。

概述一、接口電路的類型及特點(diǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品基本組成及接口

人機(jī)對話輸入和輸出設(shè)備沒有和CPU直接連接，而是通過I/O口與CPU連接在一起外設(shè)和CPU不能直接連接的原因有下面兩個：①人機(jī)對話設(shè)備和CPU的阻抗不匹配；②CPU不能直接控制人機(jī)對話設(shè)備（鍵盤、LED等）的接通和關(guān)閉。CPU通過地址譯碼器、RD和WR等控制I/O口的接通和關(guān)閉，從而控制外設(shè)的接通和關(guān)閉。機(jī)電一體化產(chǎn)品基本組成及接口人機(jī)對話接口電路的設(shè)計原則

(一)接口設(shè)計的一般原則

接口電路的設(shè)計過程就是建立和形成微處理器系統(tǒng)的過程。其一般步驟為：根據(jù)實(shí)際要求，選擇合適的微處理器；確定存儲器的類型和容量；選擇外部輸入、輸出設(shè)備的類型；為各類接口選擇合適的接口芯片、接口總線或設(shè)計具體的接口電路。

接口電路的設(shè)計原則 接口電路的設(shè)計過程就是建立和形成微處理器

1．微處理器CPU的選擇

1)字長即數(shù)據(jù)總線并行的線數(shù)。CPU字長愈長，則運(yùn)算精度越高；指令的位數(shù)愈多，功能就愈強(qiáng)，但相應(yīng)整個系統(tǒng)變得更復(fù)雜。一般指CPU數(shù)據(jù)總線的位數(shù)。

2)尋址方式即取出指令中操作數(shù)的方法。尋址方式愈多，指令功能就愈強(qiáng)，能更有效地處理各種數(shù)據(jù)。

3)指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)應(yīng)與尋址方式結(jié)合起來考慮其功能和數(shù)量。當(dāng)具體應(yīng)用側(cè)重于控制時，應(yīng)特別注意指令系統(tǒng)中的輸入／輸出指令、條件轉(zhuǎn)移指令等；而如果側(cè)重于數(shù)據(jù)處理與運(yùn)算時，則應(yīng)注意數(shù)據(jù)操作指令。

4)指令執(zhí)行速度應(yīng)當(dāng)比較指令執(zhí)行同樣功能任務(wù)所需的時間，而不應(yīng)單純比一條指令的執(zhí)行速度或時鐘頻率。1．微處理器CPU的選擇

5)最大尋址能力與地址總線及輸入／輸出設(shè)備的尋址方式有關(guān)。獨(dú)立編址：對設(shè)有專門輸入／輸出通道的CPU，其存儲器容量就是最大尋址能力。如有N根地址線，則最大尋址能力為2N。統(tǒng)一編址：對存儲器編址輸入／輸出的CPU，如果輸入／輸出設(shè)備的最大尋址能力為n時，則最大尋址能力為2N－n（N根地址總線）

6)內(nèi)存數(shù)目內(nèi)存數(shù)目越多，供用戶使用的存儲器就愈多，CPU處理與控制功能越方便靈活，速度愈快。

7)中斷結(jié)構(gòu)及直接存儲器存取當(dāng)CPU用于復(fù)雜的實(shí)時控制時，要求CPU具有多級的中斷結(jié)構(gòu)，以便實(shí)現(xiàn)處理緊急情況的非屏蔽中斷及處理正常信息輸入／輸出傳送的可屏蔽中斷。當(dāng)CPU使用軟磁盤作為外存時，為了加速相互傳送數(shù)據(jù)的速率，必須用直接存儲器存取(DMA)。

8)電源電壓等級

CPU若采用單一電源，則使用方便。但也有些CPU采用多個電源，選用時應(yīng)注意。機(jī)電一體化設(shè)計課件第三章1：微機(jī)及其接口技術(shù)(6學(xué)時)

9)硬件供應(yīng)情況注意CPU建立系統(tǒng)的各個器件應(yīng)通用易購。

10)軟件供應(yīng)情況注意所選CPU的軟件是否豐富，這有助于對應(yīng)用程序的研制。

11)成本要從整個系統(tǒng)建立來估計成本，而不能僅從單片CPU的成本來估算。

2．存儲器選擇選好CPU也就是確定了存儲器的最大容量。為了選擇存儲器，要求掌握每種CPU所給出的存儲器空間分配圖。對存儲容量要求較小的系統(tǒng)，可采用雙極型RAM。需要調(diào)試和經(jīng)常修改的程序，建議采用EPROM(紫外線擦除)或EEPPROM(電擦除)。

3．接口電路設(shè)計時注意的幾個問題

1)電源的分布首先應(yīng)當(dāng)合理地選擇整個系統(tǒng)是共用一個中央穩(wěn)壓電源還是每一塊印制電路板各用單獨(dú)的電源。采用中央電源的優(yōu)點(diǎn)是較省電，并且由于各塊印制電路板無單獨(dú)電源，從而使其9)硬件供應(yīng)情況注意CPU建立系統(tǒng)的各溫度不致太高，缺點(diǎn)是可靠性差，電源一旦出故障，整個系統(tǒng)就不能工作。采用分散的一塊電路板配一個穩(wěn)壓電源，其優(yōu)點(diǎn)是可靠性顯著提高，缺點(diǎn)是各板工作溫升較高，穩(wěn)壓電源元件較多。為了消除輸入與輸出端可能出現(xiàn)的寄生振蕩，還要求并聯(lián)容量大小不一的鉭電容。圖是這兩種電源方案的示意圖。中央穩(wěn)壓電源一板一穩(wěn)壓電源溫度不致太高，缺點(diǎn)是可靠性差，電源一旦出故障，整個系統(tǒng)就不為了減少數(shù)字電路噪聲的干擾，通常要求每四個TTL集成電路的電源與地并接有去耦電容。電源的地線應(yīng)短而粗，接觸可靠。在電路板上，地線要有盡可能大的面積。此外，對電源電壓質(zhì)量要求較高的電路，還希望將電源的“地”與“信號地”分開，如圖所示。電源地與信號地分開為了減少數(shù)字電路噪聲的干擾，通常要求每四個T2)時鐘線路的具體布置

為減少時鐘對其信號線的干擾，時鐘線路要與地址總線、數(shù)據(jù)總線分開。如果用地線隔離，可在地線的一側(cè)安排時鐘線，另—側(cè)安排地址總線及數(shù)據(jù)總線。在容量較大且采用高速時鐘的微處理器系統(tǒng)中，要求用絞合線或屏蔽電纜與時鐘接口。3)MOS器件的使用

使用MOS器件時，特別要注意將不用的輸入端接到固定的高電平或低電平，切勿懸空，以防靜電感應(yīng)而損壞。2)時鐘線路的具體布置138和139的引腳名稱

地址譯碼器、I/O口與CPU的接口一、地址譯碼器的結(jié)構(gòu)和工作原理對于任何一個機(jī)電一體化產(chǎn)品，都連接多個輸入及輸出設(shè)備，CPU在工作時，由地址譯碼器分時選中不同的外設(shè)工作138和139的引腳名稱地址譯碼器、I/O口與CP139的功能表

1A、1B——地址信號線1G——控制信號線1Y0-1Y3——輸出信號線139的功能表1A、1B——地址信號線1G——控制信號線138的功能表

138的功能表地址譯碼器與CPU的接口

地址譯碼器使CPU在每一瞬時只選中一個外設(shè)，它解決了CPU如何帶多個外設(shè)的問題。地址譯碼器與CPU的接口地址譯碼器使C273的引腳名稱及與CPU的接口

二、簡單輸出口與CPU的接口圖3-4273的引腳名稱及功能表273的引腳名稱及與CPU的接口圖3-5273的引腳名稱及與CPU的接口+圖3-5273的引腳名稱及與CPU的接口+245（總線收發(fā)器）的功能表

三、簡單輸入口與CPU的接口245（總線收發(fā)器）的功能表三、簡單輸入口與CPU的接口245的引腳名稱及與CPU的接口

245的引腳名稱及與CPU的接口8255A的引腳名稱及接口電路

四、可編程并行口與CPU的接口8255A的引腳名稱及接口電路四、可編8255A各端口的地址范圍8255A各端口的地址范圍可編程的含義1（1）8255的端口基本工作方式可選擇8255

有三種工作方式，在這三種工作方式中各條端口線的功能如下表3-7所示。①工作方式0適用于無條件傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備。作為輸出口時，類似于前面講過的74xx273,作為輸入口時，類似于74xx245。設(shè)計鍵盤接口、LED接口可以采用這種方式。②工作方式1和工作方式2為特殊的工作方式如選通工作方式?？删幊痰暮x1（1）8255的端口基本工作方式可選擇表3-78255A不同工作方式下端口線的功能表3-78255A不同工作方式下端口線的功能（2）PA、PB、PC用作輸入和輸出的功能可選擇——方式選擇控制字決定可編程的含義2（2）PA、PB、PC用作輸入和輸出的功能可選擇——方式選擇(3)8255的三個輸出端口可選擇A1、A0接到CPU的地址總線上，A1、A0是芯片內(nèi)部尋址信號線，尋址的方法是：A1A0=00，對應(yīng)于PA口；

A1A0=01，對應(yīng)于PB口；A1A0=10，對應(yīng)于PC口；

A1A0=11，對應(yīng)于控制口。可編程的含義3(3)8255的三個輸出端口可選擇可編程的含義3控制微機(jī)8031、地址譯碼器、接口芯片與輸入、輸出設(shè)備的連線總圖例一：五、地址譯碼器、I/O口與CPU的接口總圖控制微機(jī)8031、地址譯碼器、接口芯片與輸入、輸出設(shè)備的連線機(jī)電一體化設(shè)計課件第三章1：微機(jī)及其接口技術(shù)(6學(xué)時)01000100000按鍵的數(shù)據(jù)000000按鍵的100001001001100100100100100+5V111100000001D7=1特征位為1D6D5=00A組工作方式為0D4=0PA口作輸出D3=0PC口高四位作輸出D2=0B組工作方式為0D1=0PB口作輸出D3=0PC口高四位作輸出00對8255進(jìn)行預(yù)定義000+5V110D7=1D6D5=00D4=0D300100100+5V00000000000100數(shù)據(jù)000+5V00000數(shù)據(jù)00100100+5V10100000000100數(shù)據(jù)000+5V11000數(shù)據(jù)00100100+5V01010000000100數(shù)據(jù)000+5V00000數(shù)據(jù)人機(jī)接口人機(jī)接口作用輸入:操作者通過輸入設(shè)備向CPU發(fā)出指令，干預(yù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)輸出:在CPU的控制下，用顯示設(shè)備來顯示機(jī)器工作狀態(tài)的各種信息。輸入設(shè)備：開關(guān)、BCD二~十進(jìn)制碼撥盤、鍵盤等；輸出設(shè)備：指示燈、LED（發(fā)光二極管）、液晶顯示器、微型打印機(jī)、CRT（陰極射線管）、揚(yáng)聲器等。人機(jī)接口：輸入接口和輸出接口。人機(jī)接口特點(diǎn)：①專用性。不同的產(chǎn)品有不同的人機(jī)接口。②低速性。外設(shè)的工作速度較低，設(shè)計時要考慮微機(jī)與外設(shè)的速度配合，提高微機(jī)的工作效率。一、人機(jī)接口特點(diǎn)人機(jī)接口人機(jī)接口作用一、人機(jī)接口特點(diǎn)二、人機(jī)輸入接口設(shè)計(1)獨(dú)立開關(guān)設(shè)計方法——開關(guān)接口設(shè)計。圖3-10開關(guān)的表示符號與接口電路SH是按鈕開關(guān)，SC是轉(zhuǎn)換開關(guān)圖3-11按鈕開關(guān)通斷時的電壓抖動可用于開關(guān)個數(shù)N不大于8的情況二、人機(jī)輸入接口設(shè)計(1)獨(dú)立開關(guān)設(shè)計方法——開關(guān)接口設(shè)計。⑴硬件去抖動

消除抖動不良后果的方法：其中RC濾波電路去抖動電路簡單實(shí)用，效果較好。⑵軟件去抖動（常用）檢測到按鍵按下后，執(zhí)行延時10ms子程序后再確認(rèn)該鍵是否確實(shí)按下，消除抖動影響。在只有一、二個開關(guān)時，可以采用硬件去抖動，若多于二個開關(guān)，則應(yīng)采用軟件去抖動。⑴硬件去抖動消除抖動不良后果的方法：其中RC濾波電路去抖(2)撥盤輸入接口設(shè)計若系統(tǒng)需要輸入少量的參數(shù)，采用撥盤較為可靠方便。具有保持性十進(jìn)制輸入、BCD碼輸出BCD碼撥盤的結(jié)構(gòu)簡圖(2)撥盤輸入接口設(shè)計若系統(tǒng)需要輸入少量的參數(shù)，采用撥盤較為BCD碼撥盤通斷狀態(tài)表（0:與A線不通，1:與A線接通）

對比的主要方面有：①元件價格和是否容易買到；②占用印刷板面積如何；③元件是否先進(jìn)；④編程復(fù)雜程度如何。與CPU之間的數(shù)據(jù)傳輸屬無條件傳輸BCD碼撥盤通斷狀態(tài)表（0:與A線不通，1:與A線接通）對采用8031做控制微機(jī)，通過簡單輸入口74LS245設(shè)計出四位十進(jìn)制輸入、BCD碼輸出的撥盤，若輸入1357這個數(shù),試畫出接口電路.例二:撥盤與微機(jī)接口電路圖采用8031做控制微機(jī)，通過簡單輸入口74LS245設(shè)計出四輸入“1”則B1B2B3B4分別對應(yīng)為0001

輸入“3”則B5B6B7B8分別對應(yīng)為0011

輸入“5”則B1B2B3B4分別對應(yīng)為0101

輸入“7”則B5B6B7B8分別對應(yīng)為0111D0D1D2D3D4D5D6D7WRRDA8A9A10A11A12A13A14A158031Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7ABCG2AG2BG1B1B2B3B4B5B6B7B8A1A2A3A4A5A6A7A8DIRGB1B2B3B4B5B