2009微软接口技术

第一章

1.接口的定义：微机接口就是微处理机CPU与“外部世界”的连接电路，是cpu与外界进行信息交换的中转站。

2.为什么要设置接口：一，CPU与外设两者的信号线不兼容，在信号线功能定义、逻辑定义的时序关系上都不一致；二，两者的工作速度不兼容，CPU速度高，外设速度低；三，若不通过接口，而由CPU直接对外设的 *** 作实施控制，就会使CPU处于穷于应付与外设打交道之中，大大降低CPU的效率；四，若外部设备直接由CPU控制，也会使外设的硬件结构依赖于CPU，对外设本身的发展不利。

3.接口的功能:一，执行CPU命令的功能；二，返回外设状态的功能；三，数据缓冲功能；四，信号转换功能；五，设备选择功能；六，数据宽度与数据格式转换的功能。

接口是CPU与外界的连接电路。命令寄存器称为“命令口”。状态寄存器称为“状态口”。数据缓存器称为“数据口”。 接口由硬件电路和软件编程组成

4.CPU与接口交换的数据有：状态信息、控制信息、数据信息。

5.CPU与接口交换数据的方式：查询方式、中断方式、DMA方式。

第二章

1.端口的定义:端口是接口电路中能被CPU直接访问的寄存器地址。

访问端口就是访问接口电路中的寄存器。

2.端口地址编址方式：一，统一编址（存储器映射方式）；二，独立编址（I/O映射方式）

统一编址缺点是端口占用了存储器的地址空间，使存储器容量减少，另外指令长度比专门I/O指令要长，因而执行速度较慢。

独立编址优点是I/O端口地址不占用存储空间；使用专门的I/O指令对端口进行 *** 作，I/O指令短，执行速度快，程序可读性强。

第三章

1.计时的本质是计数。

2.微机系统中的定时，分为内部定时和外部定时；内部定时是计算机本身运行的时间基准或时序关系，计算机每个 *** 作都是按照严格的时间节拍执行的；外部定时是外部设备实现某种功能时，本身所需要的一种时序关系。

计算机内部定时，已由CPU硬件结构确定，是固定的时序关系，无法改变。外部定时，由于外设或被控对象的任务不同，功能各异，无一定模式，需要用户根据I/O设备的要求进行安排。

3.定时方法：软件定时利用CPU内部定时机构，运用软件编程，循环执行一段程序而产生的等待延时。主要用于短时延时。优点不需增加硬设备，只需编制相应的延时程序以备调用。缺点是CPU执行延时等待时间增加了CPU的时间开销，延时时间越长，这种等待开销越大，降低了CPU的效率，浪费CPU的资源，且定时程序的通用性差。

硬件定时采用可编程通用的定时/计数器或单稳延时电路产生定时或延时。优点不占用CPU的时间，定时时间长，使用灵活。尤其是定时准确，定时时间不受主机频率影响，定时程序具有通用性。

4.数据总线缓冲器的3个功能：一，向8253写入确定8253工作方式的命令；二，向计数寄存器装入初值；三，读出计数器的初值或当前值。

控制命令寄存器接受CPU送来的控制字，这个控制命令用来选择计数器及相应的工作方式。控制命令寄存器只能写入，不能读出。

计数器由1位计数初值寄存器、减1计数器和当前计数值锁存器组成。

第四章

1.DMA传送的特点：DMA传送方式是让存储器与外设，或外设与外设之间直接交换数据，不需经过累加器，减少了中间环节，并且内存地址的修改，传送完毕的结束报告都由硬件完成，因此大大提高了传输速度。

DMA传送主要用于需要高速大批量数据传送的系统中，以提高数据的吞吐量。DMA控制器取代了CPU，负责DMA传送的全过程控制。

2.DMA传送过程：一，申请阶段；二，响应阶段；三，数据传送阶段；四，传送结束阶段。

3.DMA *** 作类型：一，数据传送；二，数据校验；三，数据检索。

4.DMA控制器在系统中的两种工作状态:主动态和被动态。

第五章

1.什么是中断：中断是一种信号，它告诉微处理器已发生了某种需要特别注意的事件，需要去处理或为其服务。 详细说中断是指CPU在正常运行程序时，由于内部/外部事件或由程序的预先安排的事件，引起CPU中断正在运行的程序，而转到为内部/外部事件或为预先安排的事务服务的程序中丢。服务完毕，再返回去继续执行被暂时中断的程序。

2.中断的类型：一，外设中断；二，指令中断；三，程序性中断；四，硬件故障中断。

中断的分类：不可屏蔽中断NMI，可屏蔽中断INTR，软中断（ROM-BIOS，DOS）

3.中断向量是中断服务程序的入口地址。它包括中断服务程序的断基址CS和偏移地址IP，存放中断向量的存储区叫中断向量表或中断程服务序入口地址表。

4.中断类型号是系统分配给每个中断源的代号。系统中的外部中断和内部中断，硬中断和软中断一律统一编号，共有256个号。中断向量指针指出向量的地址。中断号与中断向量指针的关系为：中断号（N）*4=中断向量最低字节的指针。 中断号使固定不变的，中断向量使可以修改的。

5.中断处理过程：中断申请、中断响应、中断服务、中断返回。

中断优优先级排序：（1）按优先级排序；（2）循环轮流排序

6.三个中断的优先级从高到低：非屏蔽，屏蔽，软中断

7.8259的特性：

为28脚双列直插式芯片，引脚可分为三组：a,面向cpu德信号线，b面向I/O的信号线，c 面向同类芯片的信号线。8259A可以接受8个中断请求，经过级联可扩展至8片8259A，实现64级中断

第六章

1.半导体存储器的分类：按制造工艺分类分为双极型和MOS型；按存取方式分类分为随机存取存储器RAM和只读存取存储器ROM。RAM是可读可写的易失性存储器，关闭电源后所存信息将全部丢失，通常用来暂存运行的程序和数据。而ROM是一种在工作过程中只能读不能写的的非易失性存储器，掉电后所存信息不会丢失。 根据存储电路的性质，RAM可以分为静态RAM和动态RAM两类。 ROM按其性能不同可以分为掩模式ROM，熔炼式可编程的PROM，可用紫外线擦除、可编程的EPROM和可用电擦除、可编程的E2PROM.

2.存储器分类：高速缓冲存储器，主存储器，外存储器 。双极性和MOS型。

RAM和ROM掩模式ROM，熔炼式可编程的PROM，紫外线EPROM，电E2PROM

3.半导体存储器的主要性能指标：存储容量，存取时间，功耗，可靠性。

4.静态与动态存储器：静态采用双稳电路存储信息，动态是以电容上的电荷存储信息。

静态速度更快，动态的集成度更高、功耗和价格更低，但由于动态RAM中的信息会随电容上电荷的泄露而丢失，所以要定时更新。

5.高速缓冲的地址映象方式：（1）全相联映象 （在这种地址空间随意安排的条件下，为了使之能对高速缓存准确寻址，必须将调入页的页地址编码全部存入地址索引机构中）；

（2）直接映象（将缓冲存储器的全部存储单元划分成固定的页，主存先划分成段，段中再划分成与缓存中相同的页。）；（3）分组相联映象（折中方案，将高速缓存分成若干个组，每组包含若干个页面，组内采用直接映像，而组间采用全相联映像）

27.控制步进电机的运行方式:步进电机的运行方向是采用设置相序表的指针进行控制的。如果把指针设在 指向400H单元开始，依次加1，取出加电代码去控制步进电机的运行方向叫做正方向，那么，再把指针该设在指向407单元开始，依次减1的方向就是反 方向

28控制步进电机的运行速度：控制步进电机速度有两个途径：一是硬件改变输入脉冲的频率，通过对定时 器定时常数的设定，使其升频、降频或恒频。二是软件延时，或调用延时子 程序。

28.串行与并行接口的比较：并行特点是在多根数据线上以数据字节为单位与I/O设备或被控对象传送信息 ；而串行在一根数据线上一位一位的传送，这根线既做数据线又做联络线在接口与外设之间设置并行数据线的同时，至少还要设置两个握手信号线。8位或16位是一起行动的。不要求固定的格式；而串行通信的数据格式有固定的要求。2串行通信中对信号的逻辑定义与TTL不兼容，因此，需要进行逻辑关系和逻辑电平转换。串行传送信息的速率需要控制，要求双方约定通信传输的波特率。

29.同步异步串行通信的特点及区别：异步通信以字符为信息单位传送，每个字符作为一个独立的信息单位，即异步通信是指字符与字符之间传送是异步的，而字符内部位与位之是同步的。同步串行通信是以数据块为信息单位传送，所以同步通信是指字符内部位与位之间传送是同步的，字符与字符间传送也是同步的。因此，异步串行通信一般用在数据传送时间不能确定，发送数据部连续，数据量较少和数据传输速率较低的场合，而同步串行通信用在要求快速，连续传输大量数据的场合。

29.5 异步通信数据的数据格式：1）1位起始位（低电平，逻辑值0）2）5-8位数据位紧跟在起始位后面，是要传送的有效信息。传送顺序是低位在前高位在后依次传送3）1位校验位4）最后是1位或1.5或2位停止位，停止位后面是不定长度的空闲位。停止位和空闲位都规定为高电平。

30.EIA-RS-232 标准规定了在串行通信时，数据终端设备DTE和数据通信设备DCE之间的接口信号。DTR（数据终端就绪）连DSR（数传机就绪）和RI（振铃信号） RTS（请求发送）和CTS（清除发送）连DCD TxD(发送线)连RxD（接收线）

RS-232的逻辑定义：它是对串行通信接口的有关问题，如信号线功能，电气特性都作了明确规定。

RS-422和RS-485：422是一种平衡方式传输。双端发送和双端接收。传送信号用两条线AA’和BB’,AA’线的电平比BB’线高于200mv表逻辑1，低200mv表逻辑0，485与422标准一样，而422只有一个发送器，而485允许多个发生器。

31 UATR的寄存器多于端口的解决方案：1）发送保持寄存器（THR）和接收数据寄存器（RDR）共用一个端口地址，而且是UART芯片的最低地址号，以“写”访问THR，以“读”访问RDR，以示区别。2）波特率除数锁存器（BRD）的除数值是16位，分高低两字节存放，它的低字节BRDL寄存器所使用的端口地址与前面的THR寄存器和RDR寄存器的端口地址相重。

32.中断处理过程 1中断申请（当外部设备要求CPU为它服务时，都要发送一个“中断请求”信号给CPU进行中断申请，CPU在执行完每条指令后去检查“中断请求”输入线，看是否有外部发来的“中断请求”。CPU对外部的终端申请有权决定是否予以响应。）2中断响应（cpu响应中断之前，通过内部硬件，进行断点及标志保存，这叫保护程序断点，即将当前正在执行的段地址CS和偏移地址IP以及标志FR压入堆栈。然后通过在中断响应周期中所读取的中断类型号，找到被响应的中断源的中断服务程序的入口地址，包括中断服务程序的段地址和偏移地址。）3中断服务程序（中断服务程序的功能与中断源的期望相一致。把终端服务程序中可能要要使用的寄存器内容一一进展，以免破坏这些寄存器的内容，这叫保护现场。）4中断返回（自动将保存在堆栈中的标志及被中断的程序的断点d出，并装入程序段地址CS寄存器和偏移地址IP寄存器，这叫恢复程序断点，使程序又回到中断前的地址继续进行。）

波特率除数（BRD）=时钟频率?/（16 X 波特率Baud）

33.锁存器与缓冲器：缓冲器的输出端保持原样状体，锁存器的输出端为高阻态；

34.D/A转换器参数：（1）分辨率；（2）转换时间；（3）精度；（4）线性度

35.输入缓冲器的8位D/A转换设计：p260

36.锁存器与缓冲器：缓冲器的输出端保持原样状体，锁存器的输出端为高阻态；

37.DMA传送的过程：1）申请阶段—若外部设备要求系统以DMA方式为它服务，则向CPU发出总线申请信号，申请占用总线

2）响应阶段—CPU检测HRQ是否有效，如果有效，CPU让出总线，发出总线回答信号，DMAC成为系统主控者。

3）数据传送阶段—DMAC选择DMA传送设备，DMAC行使总线控制权，向存储器发地址信号和向存储器及外设发读写信号，控制数据按初始化设定的方向传送数据。

4）传送结束阶段—DMAC脱离总线控制，CPU重新控制总线。

38A/D直接转换:把模拟信号直接转换成数字信号，如逐次逼近型，并联比较型。目前集成化A/D转换器，逐次逼近法者居多，易于用集成工艺实现，能达到较高分辨率和速度

39A/D间接转换：先把模拟量转换成工作量，然后在转换成数字量，如电压/时间转换型（积分型），电压/频率转换型，电压/脉宽转换型等。

40 out一直高 GATE为高时工作 重新输入不影响 5上升沿启动计数，有上升沿重新计数

41 8253 mov dx,3f3h |mov al,10110110B |out dx,al |mov dx,3f2h |mov ax,16166 |out dx,al |mov al,ah |out dx,al

42 8255 mov dx,303h |mov al,10010001B |out dx,al

Mov dx,300h |in al,dx |or al,80h |out dx,al |and al,7fh

Mov dx,303h |mov al,00000101B |out dx,al z,al

43 8251 mov dx,301h |L:in al,dx |and al,01h |jz L |mov al,’z’ |mov dx,300h|out dx,al/mov in mov

44 8250 mov dx,303h |mov al,80h |out dx,al |mov dx,300h |mov ax,191 |mov dx,300h|out dx,al

Mov dx,301h |mov al,ah |out dx,al |mov dx,303h |mov al,00h |out dx,al

45 RDR/THR（发送保持寄存器）/BRDL IER/BRDH（波特率除数锁存器） IIR（中断识别寄存器）/FCR（FIFO控制器） LCR(线路控制寄存器) MCR LSR MSR

半导体ip和芯片里的ip代表意思分别是：半导体ip代表的是知识产权核。

而芯片ip称之为称为IP核，看似类似，但是两者的有差异地方，不管怎么说，像半导体领域设备用到ups电源这个大家都知道，这里就可以直接咨询我们优比施厂家，专业设计生产ups电源。IP(intelligentpropertycore)是指在半导体集成电路设计中具有自主知识产权的可复用设计模块。

设计公司不需要设计芯片的每一个细节，通过购买成熟可靠的ip方案来实现特定的功能。

这种类似于积木的开发模式缩短了芯片的开发时间，提高了芯片的性能。p核通常已经通过设计验证。

设计师基于IP核进行设计，可以缩短设计周期。知识产权核心可以由一方通过协议提供给另一方，也可以由一方单独拥有。IP核的概念源于产品设计的专利证书和源代码的版权。设计人员可以基于IP核设计ASIC或FPGA的逻辑，从而缩短设计周期。

激光技术与原子能、半导体及计算机一起，是二十世纪最负盛名的四项重大发明。

激光作为上世纪发明的新光源，它具有方向性好、亮度高、单色性好及高能量密度等特点，已广泛应用于工业生产、通讯、信息处理、医疗卫生、军事、文化教育以及科研等方面。据统计，从高端的光纤到常见的条形码扫描仪，每年与激光相关产品和服务的市场价值高达上万亿美元。中国激光产品主要应用于工业加工，占据了40%以上的市场空间。

激光加工作为激光系统最常用的应用，主要技术包括激光焊接、激光切割、表面改性、激光打标、激光钻孔、微加工及光化学沉积、立体光刻、激光刻蚀等。

激光加工设备就是利用激光加工技术改造传统制造业的关键技术设备之一，主要产品则包括各类激光打标机、焊接机、切割机、划片机、雕刻机、热处理机、三维成型机以及毛化机等。这类产品已经或正在进入各工业领域。

激光加工技术具体应用：

一、在服装行业的应用

因为激光加工工艺具有自动化程度高、加工精确高、速度快、效率高、 *** 作简单方便等特点，适应了国际服装生产技术潮流所以激光加工技术以及设备正在以惊人的速度在服装行业内得到推广和普及。

1、激光切割应用

激光切割过程中，不会使布料变形或起皱，激光切割尺寸精度高，激光切割形状可随着图稿进行任意更改，增加了设计的实用性和创造性。另外，激光切割技术是用“激光刀”代替金属刀，激光切割任何面料，能瞬间将切口熔化并凝固，缝隙小、精确度高达到自动“锁边”的功能。传统工艺用刀模切割或热加工，切口易脱丝、发黄、发硬。

2、激光雕刻应用

激光雕刻是利用软件技术，按设计图稿输入数据进行自动雕刻。激光雕刻是激光加工技术在服装行业中运用最成熟、最广泛的技术，能雕刻任何复杂图形标志，还可以进行射穿的镂空雕刻和表面雕刻，从而雕刻出深浅不一、质感不同、具有层次感和过渡颜色效果的各种图案。

3、激光打标应用

激光打标具有打标精度高、速度快、标记清晰等特点。激光打标兼容了激光切割、雕刻技术的各种优点，可以在各种材料上进行精密加工，还可以加工尺寸小且复杂的图案，激光标记具有永不磨损的防伪性能。

二、在电子工业中的应用

激光加工技术属于非接触性加工方式，所以不产生机械挤压或机械应力，特别符合电子行业的加工要求。另外，还由于激光加工技术的高效率、无污染、高精度、热影响区小，因此在电子工业中得到广泛应用。

1、激光划片

激光划技术是生产集成电路的关键技术，其划线细、精度高(线宽为15-25μm，槽深5-200μm)、加工速度快(可达200mm/s)，成品率达99.5%以上。集成电路生产过程中，在一块基片上要制备上千个电路，在封装前要把它们分割成单个管芯。传统的方法是用金刚石砂轮切割，硅片表面因受机械力而产生辐射状裂纹。用激光划线技术进行划片，把激光束聚焦在硅片表面，产生高温使材料汽化而形成沟槽。通过调节脉冲重叠量可精确控制刻槽深度，使硅片很容易沿沟槽整齐断开，也可进行多次割划而直接切开。由于激光被聚焦成极小的光斑，热影响区极小，切划50μm深的沟槽时，在沟槽边25μm的地方温升不会影响有源器件的性能。激光划片是非接触加工，硅片不会受机械力而产生裂纹。因此可以达到提高硅片利用率、成品率高和切割质量好的目的。还可用于单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池的划片以及硅、锗、砷化稼和其他半导体衬底材料的划片与切割。

2、激光微调

激光微调技术可对指定电阻进行自动精密微调，精度可达0.01%一0.002%，比传统方法的精度和效率高，成本低。集成电路、传感器中的电阻是一层电阻薄膜，制造误差达上15一20%，只有对之进行修正，才能提高那些高精度器件的成品率。激光可聚焦成很小的光斑，能量集中，加工时对邻近的元件热影响极小，不产生污染，又易于用计算机控制，因此可以满足快速微调电阻使之达到精确的预定值的目的。加工时将激光束聚焦在电阻薄膜上，将物质汽化。微调时首先对电阻进行测量，把数据传送给计算机，计算机根据预先设计好的修调方法指令光束定位器使激光按一定路径切割电阻，直至阻值达到设定值，同样可以用激光技术进行片状电容的电容量修正及混合集成电路的微调。优越的定位精度，使激光微调系统在小型化精密线形组合信号器件方面提高了产量和电路功能。

3、激光打标

激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法。激光打标有雕刻和掩模成像两种方式:掩模式打标用激光把模版图案成像到工件表面而烧蚀出标记。雕刻式打标是一种高速全功能打标系统。激光束经二维光学扫描振镜反射后经平场光学镜头聚焦到工件表面，在计算机控制下按设定的轨迹使材料汽化，可以打出各种文字、符号和图案等，字符大小可以从毫米到微米量级，激光标记是永久性的，不易磨损，这对产品的防伪有特殊的意义。已大量用在给电子元器件、集成电路打商标型号、给印刷电路板打编号等。紫外波段激光技术发展很快，由于材料在紫外波激光作用下发生电子能带跃迁，打破或削弱分子间的结合键，从而实现剥蚀加工，加工边缘十分齐整，因此在激光标记技术中异军突起，尤其受到微电子行业的重视。

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