微机系统与接口：异步串行通信及8250接口芯片解析

微机系统与接口技术是计算机科学中的重要组成部分，它涉及到计算机硬件与外部设备之间的数据交换。在这一领域中，数字量输入输出扮演着至关重要的角色，使得微处理器能够与各种设备进行有效通信。本章主要探讨了以下几个关键知识点： 1. **总线、接口电路、接口芯片和端口地址**：总线是计算机内部和外部设备间数据传输的通道，包括数据总线、地址总线和控制总线。接口电路是连接微处理器和外部设备的桥梁，而接口芯片如8259中断控制器、8250/8251串行接口芯片等，它们提供了特定功能，如中断管理和串行通信。端口地址用于标识微处理器访问的特定接口或设备。 2. **中断及其处理**：中断是微处理器响应外部事件的一种机制，中断控制器8259负责管理和处理来自不同设备的中断请求。当一个设备需要微处理器的注意时，它会发送一个中断请求，微处理器暂停当前任务，保存上下文，然后执行中断服务程序来响应这个请求。 3. **定时器/计数器**：这些设备常用于实现定时和计数功能，例如在串行通信中调整波特率，或者在系统中设置定时触发某些操作。 4. **异步串行通信**：这种通信方式允许设备在没有严格时间同步的情况下交换数据。每个数据包由起始位、数据位、校验位和停止位组成。其中，RS-232C是一种广泛应用的异步串行通信标准，定义了信号电平和接口引脚功能。 5. **异步串行通信接口标准**：如EIARS-232C，规定了负逻辑电平标准，但微机系统通常使用TTL电平，因此需要通过电平转换芯片如MC1488和MC1489来实现兼容。常见的接口引脚包括接收数据RXD、发送数据TXD、数据终端准备好DTR等。 6. **异步串行通信接口芯片**：如Ins8250和i8251，它们是通用异步收发器UART，负责并行数据和串行数据之间的转换，以及控制传输速率、起始/停止位、校验位和缓冲区管理。 7. **UART内部结构**：UART包含接收和发送时钟，以及数据总线，能够检测并报告传输错误，如奇偶校验错误、溢出错误和帧格式错误。 8. **Ins8250接口芯片与系统连接**：该芯片通过8位双向三态数据线与微处理器连接，DISTR和DISTR为数据输入选通信号，DOSTR和DOSTR为数据输出选通信号，分别连接到系统的输入输出控制线。 微机系统与接口涉及的内容广泛且深入，包括硬件接口设计、通信协议和中断处理等，这些都是构建和理解计算机系统与外设交互的基础。理解和掌握这些知识对于进行嵌入式系统开发、设备驱动编写和系统集成至关重要。