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第9章 其他接口芯片 9.1 DMA控制器 随着计算机技术的发展，出现了一种无需经过CPU，而速度更快的数据传送方式——直接存储器存取方式，简称DMA方式，这是一种由专门的硬件电路控制数据在I/O设备与存储器之间直接交换的方式，这种硬件称为DMA控制器，简称为DMAC。 9.1.3 8237A的内部寄存器 8237A通道专用寄存器 基址寄存器 当前地址寄存器 基字节计数器 当前字节计数器 暂存寄存器 地址暂存寄存器和字节数暂存寄存器 状态寄存器 命令寄存器 工作方式寄存器 屏蔽寄存器 请求寄存器 高/低触发器 8237A初始化编程分为以下几个步骤。 （1）发主清除命令：向DMA＋0DH端口执行一次写操作，就可以复位内部寄存器。 （2）写地址寄存器：将传送数据块的首地址（末地址）按照先低位后高位的顺序写入基地址寄存器和当前地址寄存器。 （3）写字节计数器：将传送数据块的字节数N（写入的值为N－1）按照先低位后高位的顺序写入基字节计数器和当前字节计数器。 （4）写工作方式寄存器：设置工作方式和操作类型。 （5）写屏蔽寄存器：开放指定DMA通道的请求。 （6）写控制寄存器：设置DREQ和DACK的有效极性，启动8237A工作。 （7）写请求寄存器：只有用软件请求DMA传送（存储器与存储器之间的数据块传送）时，才需要写该寄存器。 【例9-1】编写外设到内存DMA传送的初始化程序。利用通道0，由外设输入32M的一个数据块，传送至内存8000H开始的区域(增量传送)，采用块连续传送的方式，传送完不自动初始化，外设的DREQ和DACK都为高电平有效。 分析：要编程首先要确定端口地址。地址的低4位用以区分8237的内部寄存器，高4位地址A7~A4经译码后，连至选片端，假定选中时高4位为5。 初始化程序如下： START: OUT 5DH, AL ；输出主清除命令 MOV AL, 00H ；目标数据区起始地址低位字节 OUT 50H, AL ；输出基地址和现行地址的低8位 MOV AL, 80H ；目标数据区起始地址高位字节 OUT 50H, AL ；输出基地址和现行地址的高8位 MOV AL, 00H OUT 51H, AL MOV AL, 80H OUT 51H, AL ；给基字节和现行字节数赋值 MOV AL, 84H OUT 5BH, AL ；输出模式字 MOV AL, 00H ；允许通道0请求 OUT 5AH, AL ；输出屏蔽字 MOV AL, 0A0H OUT 58H, AL ；输出命令字 END START 9.2 D/A和A/D转换接口技术 当用计算机来构成数据采集过程或过程控制等系统时，所要采集的外部信号或被控制对象的参数，往往是温度、压力、流量、声音和位移等连续变化的模拟量。但是，计算机只能处理不连续的数字量，即离散的有限值。因此，必须用模数转换器即A/D转换器（Analog 投Digital Converter，ADC），将模拟信号变成数字量后，才能送入计算机进行处理。计算机处理后的结果，也要经过数模转换器即D/A转换器（Digital to Analog Converter，DAC），转换成模拟量后，在示波器上显示结果波形和在记录仪上描记下来，或者驱动执行部件，达到控制的目的。 1.D/A转换器的工作原理 D/A转换器的作用是将计算机输出的二进制代码转换成模拟量，它实际上是一种解码器，把输入的每一位二进制数码按照权来转换为对应的模拟量，再把各模拟量相加。 D/A转换器基本原理：数字量由一位一位的数构成，每个数位都代表一定的权。比如1101B，最高位的权是23=8，所以此位上的1表示数值1×8=8，最低的权是20=1，此位上的1表示数值1，其他位的情况类似，所以二进制1101B就是十进制13。 2.D/A转换器的性能指标 （1）分辨率。 （2）精度。 （3）建立时间。 （4）输出电平。 （5）线性误差。 （6）温度系数。 1.A/D转换器的工作原理 A/D转换器用于将模拟量转换成相应的数字量，转换过程通过采样、保持、量化和编码4个步骤。当外部的模拟量要输入计算机进行处理时，必须将输入模拟量通过A/D转换接口送入计算机。 A/D转换器与D/A转换器完成的任务正好相反，它实际上是一种将模拟信号变换为数字信号的编码器。类同于D/A转换器，若参考量为R，则输出数字量D和输入模拟量A之间的关系为： D≈A/R 本章小结 本章首先介绍了DMA控制器，然后阐述了DMA控制器8237A的结构以及编程应用，最后介绍了D/A转换器和A/D