1、計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心在存儲器和外設(shè)或外設(shè)和外設(shè)之間建立直接傳在存儲器和外設(shè)或外設(shè)和外設(shè)之間建立直接傳輸通路，輸通路，無需無需CPU的累加器中轉(zhuǎn)的累加器中轉(zhuǎn)。適合高速大批量數(shù)據(jù)傳送的地方適合高速大批量數(shù)據(jù)傳送的地方硬件復(fù)雜、成本較高硬件復(fù)雜、成本較高CPUCPUD0-D7D0-D7IORIORIOWIOWA0-A9A0-A9Data BusData BusDMA控DMA控制器制器INTRINTR存儲存儲器器外設(shè)外設(shè)DMA通道DMA通道計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心DMA傳送過程分為四個階段傳送過程分為四個階段1申請

2、階段申請階段 DMA控制器收到控制器收到DMA傳送請求后，向傳送請求后，向CPU發(fā)發(fā)出總線請求信號，申請占用總線出總線請求信號，申請占用總線2響應(yīng)階段響應(yīng)階段 CPU在每一個在每一個總線周期總線周期結(jié)束后檢測是否有總線結(jié)束后檢測是否有總線請求信號，如果有且總線鎖定信號請求信號，如果有且總線鎖定信號LOCK無效無效時，將三總線時，將三總線“浮空浮空”，并回送總線應(yīng)答信號，并回送總線應(yīng)答信號，表示已讓出總線表示已讓出總線計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心3數(shù)據(jù)傳送階段數(shù)據(jù)傳送階段 DMA控制器收到總線應(yīng)答信號后，回發(fā)控制器收到總線應(yīng)答信號后，回發(fā)DMA請求應(yīng)答信號。

3、請求應(yīng)答信號。DMA控制器占用總線，分別向控制器占用總線，分別向存儲器和外設(shè)發(fā)出讀存儲器和外設(shè)發(fā)出讀/寫控制信號，完成數(shù)據(jù)傳寫控制信號，完成數(shù)據(jù)傳送操作送操作4傳送結(jié)束階段傳送結(jié)束階段 在規(guī)定字節(jié)傳送完后，在規(guī)定字節(jié)傳送完后，DMA控制器通知外設(shè)，控制器通知外設(shè)，外設(shè)收到此信號后，使外設(shè)收到此信號后，使DMA請求信號變?yōu)闊o效，請求信號變?yōu)闊o效，進(jìn)而導(dǎo)致總線請求信號變?yōu)闊o效，進(jìn)而導(dǎo)致總線請求信號變?yōu)闊o效，DMA控制器控制器釋放總線，釋放總線，CPU重新占用總線。重新占用總線。DMA傳送結(jié)傳送結(jié)束束計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心單字節(jié)方式單字節(jié)方式連續(xù)方式（塊傳

4、送方式）連續(xù)方式（塊傳送方式）請求方式請求方式 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心 每傳完一個字節(jié)，每傳完一個字節(jié)，DMAC的總線請求信號的總線請求信號HRQ變?yōu)樽優(yōu)闊o效，交出總線控制權(quán)，等待下一次無效，交出總線控制權(quán)，等待下一次DMA傳送請求。傳送請求。由于每次只占用一個總線周期，也稱為由于每次只占用一個總線周期，也稱為總線周期竊取總線周期竊取方式。方式。CPUCPUDMACDMAC外設(shè)外設(shè)存儲器存儲器DRQDRQHRQHRQHLDAHLDADACKDACK1byte1byteDRQDRQHRQHRQHLDAHLDADACKDACK1byte1byteEOPE

5、OPHRQ變?yōu)闊o效變?yōu)闊o效HRQ變?yōu)闊o效變?yōu)闊o效計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心一但一但DMA傳送開始，一直要把整個數(shù)據(jù)塊傳送傳送開始，一直要把整個數(shù)據(jù)塊傳送完畢才釋放總線。傳送過程中，屏蔽別的完畢才釋放總線。傳送過程中，屏蔽別的DMA操作。操作。CPUCPUDMACDMAC外設(shè)外設(shè)存儲器存儲器DRQDRQHRQHRQHLDAHLDADACKDACK數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊EOPEOP計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心收到收到DMA請求后，請求后，DMA控制器控制器發(fā)出發(fā)出DREQ信信號，申請總線傳送一個字節(jié)，然后檢測號，申請總線傳送一個字

6、節(jié)，然后檢測DREQ信號是否有效；若有效，繼續(xù)傳送；若無效，信號是否有效；若有效，繼續(xù)傳送；若無效，停止傳送，釋放總線（此時可讓更高優(yōu)先級的停止傳送，釋放總線（此時可讓更高優(yōu)先級的DMA通道進(jìn)行傳輸）；當(dāng)字節(jié)計數(shù)為通道進(jìn)行傳輸）；當(dāng)字節(jié)計數(shù)為0或或EOP信號變?yōu)橛行r，信號變?yōu)橛行r，DMA傳送過程結(jié)束。該方式傳送過程結(jié)束。該方式與連續(xù)傳送方式類似。與連續(xù)傳送方式類似。計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心一個總線周期一個總線周期tDMAC控制總線，共傳送控制總線，共傳送n個數(shù)據(jù)個數(shù)據(jù)DMA1DMA2DMAnCPU重新控制總線重新控制總線CPU對總線控制對總線控制連

7、續(xù)傳送連續(xù)傳送tDMA共傳送共傳送n個數(shù)據(jù)個數(shù)據(jù)DMA1DMA2DMAn單次傳送單次傳送DMA3t按需傳送按需傳送DMA傳送傳送k個數(shù)據(jù)個數(shù)據(jù)DMA傳送傳送n-k個數(shù)據(jù)個數(shù)據(jù)FIFO可用可用FIFO滿滿FIFO可用可用FIFO滿滿圖例：圖例：計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心具有具有4個獨(dú)立個獨(dú)立DMA通道，每個通道均有通道，每個通道均有64KB尋尋址與計數(shù)能力址與計數(shù)能力具有級聯(lián)功能具有級聯(lián)功能具有存儲器到存儲器的傳送功能具有存儲器到存儲器的傳送功能每個每個DMA通道有通道有3種數(shù)據(jù)傳送方式種數(shù)據(jù)傳送方式每個每個DMA通道具有不同的優(yōu)先權(quán)通道具有不同的優(yōu)先權(quán)D

8、MA請求可由硬件或軟件產(chǎn)生請求可由硬件或軟件產(chǎn)生能完成能完成3種類型操作種類型操作uDMA讀操作讀操作 存儲器存儲器I/O外設(shè)外設(shè)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心uDMA寫操作寫操作 存儲器存儲器I/O外設(shè)外設(shè)uDMA校驗(yàn)操作校驗(yàn)操作 響應(yīng)響應(yīng)DMA請求，發(fā)出請求，發(fā)出DACK信號信號、地址信號等，、地址信號等，不發(fā)出讀不發(fā)出讀/寫信號寫信號兩種工作狀態(tài)兩種工作狀態(tài)u主動態(tài)主動態(tài) 占用三總線，成為系統(tǒng)的占用三總線，成為系統(tǒng)的主控設(shè)備主控設(shè)備。對存儲器或。對存儲器或I/O設(shè)備進(jìn)行讀寫控制設(shè)備進(jìn)行讀寫控制u被動態(tài)被動態(tài) 作為掛在總線上的作為掛在總線上的I/O設(shè)備設(shè)

9、備，由，由CPU對其進(jìn)行控制。對其進(jìn)行控制。上電或復(fù)位時，上電或復(fù)位時，DMACDMAC自動處于被動態(tài)。自動處于被動態(tài)。 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心DREQ 03(In) 接收外設(shè)所提出的接收外設(shè)所提出的DMA請求信號。有效電平請求信號。有效電平的高低由編程確定。的高低由編程確定。DREQ 0的優(yōu)先級最高的優(yōu)先級最高DACK 03(Out) 向外設(shè)發(fā)向外設(shè)發(fā)DMA應(yīng)答信號。有效電平的高低由應(yīng)答信號。有效電平的高低由編程確定編程確定HRQ(Out) 向向CPU發(fā)出的總線請求信號。高有效發(fā)出的總線請求信號。高有效HLDA(In) 接收接收CPU發(fā)出的總線應(yīng)答

10、信號。高有效發(fā)出的總線應(yīng)答信號。高有效計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心IOR/IOW(In/Out) 主態(tài)時，作輸出，對主態(tài)時，作輸出，對I/O外設(shè)進(jìn)行讀寫外設(shè)進(jìn)行讀寫 從態(tài)時，作輸入，從態(tài)時，作輸入，CPU對對8237寫命令、參數(shù)和寫命令、參數(shù)和讀狀態(tài)讀狀態(tài)MEMR/MEMW(Out) 主態(tài)時，對存儲器進(jìn)行讀寫主態(tài)時，對存儲器進(jìn)行讀寫CS(In) 片選信號片選信號 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心 A 03(In/Out) 主態(tài)時，作輸出，作訪存的低主態(tài)時，作輸出，作訪存的低4位位 從態(tài)時，作輸入，占用從態(tài)時，作輸入，占用1

11、6個個I/O端口地址端口地址 A 47(Out) 主態(tài)時，作訪存低主態(tài)時，作訪存低8位中的高位中的高4位位 DB 07(In/Out) 主態(tài)時，地址、數(shù)據(jù)分時共用主態(tài)時，地址、數(shù)據(jù)分時共用 從態(tài)時，只作數(shù)據(jù)線從態(tài)時，只作數(shù)據(jù)線 ADSTB(Out) 地址選通信號。（鎖存高地址選通信號。（鎖存高8位地址到地址鎖存器）位地址到地址鎖存器）計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心 AEN(Out) 地址允許。作高地址允許。作高8位地址鎖存器的輸出允許。同時禁位地址鎖存器的輸出允許。同時禁止其他設(shè)備使用系統(tǒng)總線止其他設(shè)備使用系統(tǒng)總線 READY(In) 準(zhǔn)備就緒信號。由外設(shè)或

12、存儲器發(fā)出。無效時，準(zhǔn)備就緒信號。由外設(shè)或存儲器發(fā)出。無效時，DMAC將在將在DMA周期中插入等待周期周期中插入等待周期 EOP(In/Out) 字節(jié)數(shù)計數(shù)器減至字節(jié)數(shù)計數(shù)器減至FFFFH后，輸出負(fù)脈沖，表示傳送后，輸出負(fù)脈沖，表示傳送結(jié)束結(jié)束 外部送入負(fù)脈沖，強(qiáng)迫外部送入負(fù)脈沖，強(qiáng)迫DMAC中止傳送過程中止傳送過程計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心前前8個個I/O端口地址端口地址 每個每個DMA通道占用通道占用2個數(shù)個數(shù)據(jù)端口，據(jù)

13、端口，4個個DMA通道共通道共占用占用8個個I/O端口。端口。后后8個端口為公用的控制個端口為公用的控制端口。端口。u命令寄存器命令寄存器u工作方式寄存器工作方式寄存器u請求寄存器請求寄存器u單通道屏蔽寄存器單通道屏蔽寄存器基地址基地址基字節(jié)數(shù)基字節(jié)數(shù)數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心u全屏蔽寄存器全屏蔽寄存器u狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器u暫存寄存器暫存寄存器u軟命令軟命令 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心主主從從計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心D01: MM允許允許0: MM禁止禁止1:

14、 通道通道0地址保持允許地址保持允許0: 通道通道0地址保持禁止地址保持禁止 D0=0時無效時無效1: DMAC禁止禁止0: DMAC允許允許1: 壓縮時序壓縮時序0: 正常時序正常時序1: 循環(huán)循環(huán)優(yōu)先級優(yōu)先級0: 固定優(yōu)先級固定優(yōu)先級DREQ極性極性 0:高有效高有效1:低有效低有效1: 擴(kuò)展寫擴(kuò)展寫0: 滯后寫滯后寫D1D2D4D3D5D6D7DACK極性極性 0:低有效低有效1:高有效高有效D0=1時無效時無效D3=1時無效時無效（08H、只寫）、只寫）計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心 通道通道0、通道、通道1需協(xié)同工作。通道需協(xié)同工作。通道0用于源數(shù)

15、據(jù)塊，通用于源數(shù)據(jù)塊，通道道1用于目的數(shù)據(jù)塊用于目的數(shù)據(jù)塊 用軟件請求或用軟件請求或DREQ作用于通道作用于通道0，啟動，啟動DMA傳送傳送 每傳送一字節(jié)需用每傳送一字節(jié)需用8個時鐘周期個時鐘周期u前前4個時鐘周期用通道個時鐘周期用通道0地址寄存器的地址從源數(shù)據(jù)塊地址寄存器的地址從源數(shù)據(jù)塊讀數(shù)據(jù)送入讀數(shù)據(jù)送入8237A的的暫存寄存器暫存寄存器u后后4個時鐘周期用通道個時鐘周期用通道1地址寄存器的地址把地址寄存器的地址把暫存寄存暫存寄存器器中的數(shù)據(jù)寫入目的數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)寫入目的數(shù)據(jù)塊 通道通道1的當(dāng)前字節(jié)計數(shù)器減至的當(dāng)前字節(jié)計數(shù)器減至FFFFH時，時，EOP有效有效 源地址也可保持不變，完成對目

16、的數(shù)據(jù)塊置特定值的源地址也可保持不變，完成對目的數(shù)據(jù)塊置特定值的功能功能計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心暫存R暫存R通道0通道0通道1通道1軟軟DMA請求請求計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心固定優(yōu)先級固定優(yōu)先級u通道通道0的優(yōu)先級最高，通道的優(yōu)先級最高，通道3的優(yōu)先級最低的優(yōu)先級最低循環(huán)優(yōu)先級循環(huán)優(yōu)先級u最近得到服務(wù)的通道在下次循環(huán)中變成最低優(yōu)先級，最近得到服務(wù)的通道在下次循環(huán)中變成最低優(yōu)先級，其他通道依次輪換相應(yīng)的優(yōu)先級其他通道依次輪換相應(yīng)的優(yōu)先級計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心D0選擇通道

17、選擇通道0300: DMA校驗(yàn)校驗(yàn)01: DMA寫寫10: DMA讀讀11: 無效無效1: 自動初始化自動初始化0: 不自動不自動初始化初始化1: 地址減量地址減量0: 地址增量地址增量D1D2D4D3D5D6D7（0BH、只寫）、只寫）00: 請求傳送請求傳送01: 單次傳送單次傳送10: 數(shù)據(jù)塊傳送數(shù)據(jù)塊傳送11: 級聯(lián)方式級聯(lián)方式計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心每當(dāng)每當(dāng)DMA過程結(jié)束信號過程結(jié)束信號EOP產(chǎn)生時（內(nèi)部終產(chǎn)生時（內(nèi)部終止計數(shù)或外部輸入該信號）止計數(shù)或外部輸入該信號）u將基地址寄存器和基字節(jié)計數(shù)寄存器的值分別賦給將基地址寄存器和基字節(jié)計數(shù)寄存

18、器的值分別賦給當(dāng)前地址寄存器和當(dāng)前字節(jié)計數(shù)器當(dāng)前地址寄存器和當(dāng)前字節(jié)計數(shù)器u為下一次為下一次DMA傳送作好準(zhǔn)備傳送作好準(zhǔn)備計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心 DREQ信號有效就連續(xù)傳送數(shù)據(jù)信號有效就連續(xù)傳送數(shù)據(jù) DREQ信號無效，信號無效，DMA傳送被傳送被暫時暫時中止，中止，DAMC釋釋放總線，放總線，CPU可繼續(xù)操作可繼續(xù)操作 此時此時DMA通道的地址和字節(jié)數(shù)的中間值仍被保持通道的地址和字節(jié)數(shù)的中間值仍被保持 當(dāng)當(dāng)DREQ信號再次有效，信號再次有效，DMA傳送就繼續(xù)進(jìn)行傳送就繼續(xù)進(jìn)行 如果字節(jié)計數(shù)寄存器從如果字節(jié)計數(shù)寄存器從0減到減到FFFFH，或者由外部送

19、或者由外部送來一個有效的信號，將終止來一個有效的信號，將終止DMA傳送傳送DMA傳送可由外設(shè)利用傳送可由外設(shè)利用DREQ信號控制傳送的過程。信號控制傳送的過程。并且，并且，此時可讓更高優(yōu)先級的此時可讓更高優(yōu)先級的DMA通道進(jìn)行傳輸通道進(jìn)行傳輸計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心每次每次DMA傳送時僅傳送一個字節(jié)傳送時僅傳送一個字節(jié)傳送一個字節(jié)之后，字節(jié)數(shù)寄存器減傳送一個字節(jié)之后，字節(jié)數(shù)寄存器減1，地址，地址寄存器加寄存器加1或減或減1，HRQ變?yōu)闊o效變?yōu)闊o效DMAC釋放系統(tǒng)總線，將控制權(quán)還給處理器釋放系統(tǒng)總線，將控制權(quán)還給處理器若此時字節(jié)數(shù)從若此時字節(jié)數(shù)從0減到減

20、到FFFFH，則結(jié)束則結(jié)束DMA傳傳送或重新初始化送或重新初始化一次只傳一個字節(jié)，一次只傳一個字節(jié)，DMADMA傳送之間處理器傳送之間處理器有機(jī)會重新獲取總線控制權(quán)有機(jī)會重新獲取總線控制權(quán)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心由由DREQ啟動就連續(xù)地傳送數(shù)據(jù)，直到字節(jié)計啟動就連續(xù)地傳送數(shù)據(jù)，直到字節(jié)計數(shù)寄存器從數(shù)寄存器從0減到減到FFFFH，或由外部輸入有效，或由外部輸入有效信號終止信號終止DMA傳送傳送DREQ只需維持有效到只需維持有效到DACK有效有效一次請求傳送一個數(shù)據(jù)塊。但在整個一次請求傳送一個數(shù)據(jù)塊。但在整個DMA傳送期間傳送期間CPU無法控制總線、無法響

21、應(yīng)其他無法控制總線、無法響應(yīng)其他DMA請求、無法請求、無法處理中斷等處理中斷等計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心HRQHRQHLDAHLDADRQ0DRQ0DACK0DACK0DRQ3DRQ3DACK3DACK3HRQHRQHLDAHLDADRQ0DRQ0DACK0DACK0DRQ3DRQ3DACK3DACK3HRQHRQHLDAHLDADRQ0DRQ0DACK0DACK0DRQ3DRQ3DACK3DACK3主8 237主8 237從8 237從8 237計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心D0選擇通道選擇通道031: 有請求有請求

22、0: 無請求無請求D1D2D4D3D5D6D7（09H、只寫）、只寫）用軟件產(chǎn)生用軟件產(chǎn)生DMA請求，是不可屏蔽的請求，是不可屏蔽的計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心D0選擇通道選擇通道031: 置屏蔽置屏蔽0: 清屏蔽清屏蔽D1D2D4D3D5D6D7（0AH、只寫）、只寫）計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心D01: 置屏蔽置屏蔽0: 清屏蔽清屏蔽D1D2D4D3D5D6D7（0FH、只寫）、只寫）計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心D01: 通道通道03計數(shù)終止計數(shù)終止D1D2D4D3D5D6D7

23、（08H、只讀）、只讀）1: 通道通道03有請求有請求計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心 清高清高/低觸發(fā)器低觸發(fā)器 寫寫0CH口，使口，使F/L=0，讀讀/寫寫16位中的低位中的低8位位(此后此后F/L=1) 置高置高/低觸發(fā)器低觸發(fā)器 讀讀0CH口，使口，使F/L=1，讀讀/寫寫16位中的高位中的高8位位 總清命令（復(fù)位命令）總清命令（復(fù)位命令） 寫寫0DH口，即口，即RESET 清屏蔽寄存器清屏蔽寄存器 寫寫0EH口，口，4個屏蔽位全為個屏蔽位全為“0” 清方式寄存器清方式寄存器 讀讀0EH口口計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)

24、中心DMA控制器有兩種工作狀態(tài)及一個過渡狀態(tài)：控制器有兩種工作狀態(tài)及一個過渡狀態(tài)：1 空閑狀態(tài)空閑狀態(tài)SI（從態(tài)）從態(tài)） 無無DMA請求時，處于請求時，處于SI狀態(tài)，此時狀態(tài)，此時DMAC不斷檢測不斷檢測DRQ和和CS端有無有效信號。若端有無有效信號。若CS有效，則接收有效，則接收CPU的命令。的命令。2 S0狀態(tài)狀態(tài) 若檢測到若檢測到DRQ有效信有效信 號，進(jìn)入號，進(jìn)入S0狀態(tài)。狀態(tài)。CPUCPUDMACDMAC外設(shè)外設(shè)DRQDRQHRQHRQHLDAHLDAS0S0S1S1計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心3 主態(tài)主態(tài) 包括包括S1、S2、S3、S4狀態(tài)，如

25、果存儲器或外設(shè)的速狀態(tài)，如果存儲器或外設(shè)的速度跟不上，將在度跟不上，將在S3和和S4之間之間插入插入等待狀態(tài)等待狀態(tài)Sw S1狀態(tài)狀態(tài) 更新高更新高8位地址。每位地址。每256次傳送中只有一個次傳送中只有一個DMA周期周期中有中有S1狀態(tài)狀態(tài) S2狀態(tài)狀態(tài) 輸出輸出16位地址；發(fā)出位地址；發(fā)出DACK信號信號 S3狀態(tài)狀態(tài) 讀周期。發(fā)出讀周期。發(fā)出MEMR或或IOR信號信號計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心S4狀態(tài)狀態(tài) 寫周期。發(fā)出寫周期。發(fā)出IOW 或或MEMW信號信號計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心DB0DB7DACKADS

26、TBHRQDREQCLKS1S0S0SiSiS3S2S4S3S2SiSiS4HLDAAENA0A7 MEMR（IOR）IOW（MEMW）DMA傳送時序傳送時序計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心滯后寫、擴(kuò)展寫滯后寫、擴(kuò)展寫壓縮時序壓縮時序 去掉去掉S3狀態(tài)。讀、寫命令均為狀態(tài)。讀、寫命令均為1個時鐘周期個時鐘周期S4。可加快傳輸速度?？杉涌靷鬏斔俣?。R RW W滯后寫滯后寫擴(kuò)展寫擴(kuò)展寫S3S3S4S4計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心選中設(shè)備選中設(shè)備 8237A只支持只支持16位地址位地址 PC系列機(jī)中的地址總線系列機(jī)中的地址總線有

27、有20位、位、24位、位、32位或位或更多更多 需要需要DMA頁面寄存器產(chǎn)頁面寄存器產(chǎn)生高位地址，如生高位地址，如A16A19、A16A23等等 右圖頁面寄存器產(chǎn)生右圖頁面寄存器產(chǎn)生A16A19，這樣，可在這樣，可在1MB空間內(nèi)的任意位置空間內(nèi)的任意位置進(jìn)行進(jìn)行DMA傳送（最大數(shù)傳送（最大數(shù)據(jù)塊長度為據(jù)塊長度為64KB）74LS373D busD bus計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心8237A（0）端口地址端口地址為：為：00FH；頁面寄頁面寄存器端口地址為：存器端口地址為：8083H74LS670是一個具有是一個具有4個個4位寄存器的寄存位寄存器的寄存器堆

28、器堆DACK3DACK3A0-7A0-7A16-19A16-19D0-7D0-7Q0-7Q0-7G GOEOE8237A8237AD0-7D0-7ADSTBADSTBD0-3D0-3Q0-3Q0-3WAWAWBWBGWGWRARARBRBGRGRA8-15A8-15DACK2DACK2WRTDMAPGREGWRTDMAPGREGDMAAENDMAAENA0A0A1A174LS67074LS67074LS373計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心 寄存器號寄存器號 通道號通道號 00 CH0 只能寫入只能寫入 01 CH2 10 CH3 11 CH1 由于由于CH0

29、用于動態(tài)用于動態(tài)RAM刷新，只使用刷新，只使用A015，因此，因此，0號寄存器未用號寄存器未用計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心采用單片采用單片8237的系統(tǒng)（端口地址：的系統(tǒng)（端口地址：00 0FH）uCH0用于動態(tài)用于動態(tài)RAM刷新刷新uCH1保留保留uCH2用于軟盤數(shù)據(jù)傳送用于軟盤數(shù)據(jù)傳送uCH3用于硬盤數(shù)據(jù)傳送用于硬盤數(shù)據(jù)傳送計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心 采用采用2片片8237的系統(tǒng)（主片端口地址：的系統(tǒng)（主片端口地址：C0 DEH）uDMAC0包含通道包含通道03，支持，支持8位數(shù)據(jù)傳送。其中位數(shù)據(jù)傳送。其中CH2

30、用于軟盤數(shù)據(jù)傳送用于軟盤數(shù)據(jù)傳送uDMAC1組成通道組成通道47，通道，通道57支持支持16位位數(shù)據(jù)傳數(shù)據(jù)傳送，通道送，通道4用于級連用于級連DMAC0。u主主/從片均可尋址從片均可尋址16MB存儲空間。存儲空間。 從片頁面寄存器從片頁面寄存器 主片頁面寄存器主片頁面寄存器 通道號通道號 端口端口通道號通道號 端口端口 CH0 87HCH5 8BH CH1 83H CH6 89H CH2 81H CH7 8AH CH3 82H 級連級連 8FH計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心例：首先對例：首先對DMAC的的4個通道的個通道的8個個16位寄存器位寄存器先后寫入全

31、先后寫入全“1”、全、全“0”，再讀出比較看是否，再讀出比較看是否一致（完成簡單的硬件自檢）；然后，進(jìn)行初一致（完成簡單的硬件自檢）；然后，進(jìn)行初始化。始化。mov al, 04out dma+8, al;禁止禁止82378237工作工作out dma+0dh, al;總清命令總清命令mov al, 0ffhc16: mov bl, almov bh, almov cx, 08;測試測試8 8個寄存器個寄存器mov dx, dma計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心c17:out dx, al;寫入低寫入低8位位out dx, al;寫入高寫入高8位位mov al

32、, 01h;破壞破壞AL中原有的值中原有的值in al, dx;讀出低讀出低8位位 mov ah, alin al, dx;讀出高讀出高8位位cmp bx, ax;比較讀出值與寫入值比較讀出值與寫入值je c18hlt;出錯出錯c18:inc dx;指向下一個寄存器指向下一個寄存器計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心loop c17inc al;al=00hje c16xor al, al;DACK低電平，低電平，DREQ高電平，滯高電平，滯out dma+8, al;后寫，固優(yōu)，禁止后寫，固優(yōu)，禁止M-M傳送傳送mov al, 40h;通道通道0方式字方式字,單

33、單字節(jié)方字節(jié)方out dma+0bh, al;式，式，DMA校驗(yàn)校驗(yàn) mov al, 41hout dma+0bh, al;通道通道1方式字方式字計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心mov al, 42hout dma+0bh, al ;通道通道2方式字方式字mov al, 43hout dma+0bh, al ;通道通道3方式字方式字.計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心1. 芯片的初始化芯片的初始化u寫入主清除命令，進(jìn)行軟件復(fù)位寫入主清除命令，進(jìn)行軟件復(fù)位u寫入命令字（命令字影響所有寫入命令字（命令字影響所有4個通道的操作）個通道

34、的操作）u分別寫入方式選擇字，設(shè)定各通道的工作方式分別寫入方式選擇字，設(shè)定各通道的工作方式2. DMA通道的通道的DMA傳送參數(shù)設(shè)置（各通道分別傳送參數(shù)設(shè)置（各通道分別設(shè)置）設(shè)置）u將緩沖區(qū)起始地址寫入基地址寄存器（如果采用地將緩沖區(qū)起始地址寫入基地址寄存器（如果采用地址減量方式，則是末尾地址）址減量方式，則是末尾地址）u將本次將本次DMA傳送的數(shù)據(jù)長度寫入基字節(jié)計數(shù)寄存?zhèn)魉偷臄?shù)據(jù)長度寫入基字節(jié)計數(shù)寄存器（器（注意：數(shù)據(jù)長度要減注意：數(shù)據(jù)長度要減1）u清通道屏蔽位；允許清通道屏蔽位；允許DMA請求請求計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心3. 判斷判斷DMA傳送過程

35、結(jié)束（有兩種方法）傳送過程結(jié)束（有兩種方法）u采用軟件查詢狀態(tài)字方法采用軟件查詢狀態(tài)字方法u采用硬件中斷方法采用硬件中斷方法 在確定在確定DMA傳送過程結(jié)束后，進(jìn)一步處理緩傳送過程結(jié)束后，進(jìn)一步處理緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)沖區(qū)中的數(shù)據(jù)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心 采用單字節(jié)傳送方式，利用采用單字節(jié)傳送方式，利用DMA通道通道1完成某完成某I/O外設(shè)到內(nèi)存外設(shè)到內(nèi)存buf的的DMA傳送，傳送，buf 的地址為的地址為601234h，數(shù)據(jù)塊的長度為數(shù)據(jù)塊的長度為500。計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心CLKDCLK D0D7Q +5V外

36、設(shè)數(shù)據(jù)外設(shè)數(shù)據(jù)外設(shè)外設(shè)DMA請求請求74LS37474LS74RESETDREQ1 DACK1IOROERS計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心xor al, al;DACK低電平，低電平，DREQ高電平，滯高電平，滯out dma+08h, al;后寫，固優(yōu)，禁止后寫，固優(yōu)，禁止M-M傳送傳送moval,45h; ;通道通道1 1方式字方式字: :單字節(jié)寫傳送，單字節(jié)寫傳送， outdma+0bh,al;地址增量，非自動初始化地址增量，非自動初始化nop;延時延時outdma+0ch,al;清高清高/ /低觸發(fā)器命令低觸發(fā)器命令moval,34houtdma+0

37、2h,al;寫入基地址低寫入基地址低8位位moval,12houtdma+02h,al;寫入基地址中寫入基地址中8位位moval,60hout83h,al; ;寫入高寫入高8 8位地址到頁面寄存器位地址到頁面寄存器c c計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心 movax,500-1;AX傳送字節(jié)數(shù)減傳送字節(jié)數(shù)減1 outdma+03h,al;送字節(jié)數(shù)低送字節(jié)數(shù)低8位到字節(jié)數(shù)寄存器位到字節(jié)數(shù)寄存器 moval,ah outdma+03h,al;送字節(jié)數(shù)高送字節(jié)數(shù)高8位到字節(jié)數(shù)寄存器位到字節(jié)數(shù)寄存器 moval,01;單通道屏蔽字：允許通道單通道屏蔽字：允許通道 out

38、dma+0ah,al; 1的的DMA請求請求 ;其他工作其他工作lp:inal,dma+08h;讀狀態(tài)寄存器讀狀態(tài)寄存器 andal,02h;判斷通道判斷通道1是否傳送結(jié)是否傳送結(jié) jzlp;沒有結(jié)束，則循環(huán)等待沒有結(jié)束，則循環(huán)等待 ;傳送結(jié)束，處理接收數(shù)據(jù)傳送結(jié)束，處理接收數(shù)據(jù)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心數(shù)字量數(shù)字量時間和數(shù)值上都離散的量時間和數(shù)值上都離散的量模模擬量擬量連續(xù)變化的物理量連續(xù)變化的物理量模擬量的輸入通道：模擬量的輸入通道：u將工業(yè)現(xiàn)場的模擬信號或非電的物理信號轉(zhuǎn)換為將工業(yè)現(xiàn)場的模擬信號或非電的物理信號轉(zhuǎn)換為 計算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號。稱之為計

39、算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號。稱之為數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集模擬量的輸出通道模擬量的輸出通道u將計算機(jī)輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬量以驅(qū)動生將計算機(jī)輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬量以驅(qū)動生 產(chǎn)現(xiàn)場的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。稱之為產(chǎn)現(xiàn)場的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。稱之為過程控制過程控制計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心A/D和和D/A接口電路接口電路模擬電路模擬電路0010110110101100工工業(yè)業(yè)生生產(chǎn)產(chǎn)過過程程傳傳感感器器放大放大濾波濾波多路轉(zhuǎn)換多路轉(zhuǎn)換&采樣保持采樣保持A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換放大放大驅(qū)動驅(qū)動D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換輸出輸出接口接口微微型型計計算算機(jī)機(jī)執(zhí)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)輸入輸入接口接口物理量物理量變換變換信號信號處

40、理處理信號信號變換變換I/O接口接口輸入通道輸入通道輸出通道輸出通道計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心理想運(yùn)放：放大倍數(shù)理想運(yùn)放：放大倍數(shù)，內(nèi)阻，內(nèi)阻， 輸出電壓輸出電壓VO與輸入電壓與輸入電壓Vin的關(guān)系為：的關(guān)系為：VinRf VOR fOinRV= -VR計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心1. 二進(jìn)制加權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)二進(jìn)制加權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò) MSBMSBLSBLSBa an-1n-1a an-2n-2a a1 1a a0 0R R2R2R2 2n-2n-2R R2 2n-1n-1R RVoutVoutR RF FI2I2I1I1V V

41、RefRefn位D /A轉(zhuǎn) 換器n位D /A轉(zhuǎn) 換器“虛地”“虛地”計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心對于一個對于一個n位的二進(jìn)制數(shù)位的二進(jìn)制數(shù)an-1 an-2 a1 a0 ，其值為：其值為：N= an-12n-1 + an-2 2n-2 + + a1 21+a0 20I1= an-1 Vref / R + an-2 Vref / 2R + + a1 Vref / 2 n-2 R + a0 Vref / 2 n-1 R = Vref (an-12n-1 + an-2 2n-2 + + a1 21+a0 20) / 2 n-1 R = Vref N/ 2 n-1

42、 R 可以看出，輸出電流與數(shù)字輸入值成正比可以看出，輸出電流與數(shù)字輸入值成正比 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心因?yàn)椋驗(yàn)椋?I1 I2 = - Vout/RF所以，所以，Vout= - RF Vref N/ 2 n-1 R缺點(diǎn)：電阻阻值范圍太寬，不利于集成。缺點(diǎn)：電阻阻值范圍太寬，不利于集成。例：例：12位位D/A轉(zhuǎn)換器：轉(zhuǎn)換器： MSB：R=10K LSB： R=211R=2048*10k 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心2.R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)（電阻網(wǎng)絡(luò)（T型電阻網(wǎng)絡(luò)）型電阻網(wǎng)絡(luò)） MSBMSBLSBLSBa an-1n-1

43、a an-2n-2a a0 02R2R2R2R2 2R RVoutVoutR RF FI2I2I1I1V VRefRefn位D /A轉(zhuǎn) 換器n位D /A轉(zhuǎn) 換器“虛地”“虛地”2 2R RR RR RI II I1111I I1212I I1n1n計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心I = VRef / RI11 = I / 2 = VRef / 2R I12 = I / 22 = VRef / 22 R.I1n = I / 2n = VRef / 2n RI1 = a n-1I 11 + a n-2I 12 + + a 0I 1n = (a n-1 / 2 +

44、a n-2 / 22 + + a 0 / 2n) VRef / R = (an-12n-1 + an-2 2n-2 + + a1 21+a0 20 ) VRef / 2nR = N VRef / 2nR計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心因?yàn)?，因?yàn)椋?I1 I2 = - Vout/RF所以，所以，Vout = - RF N VRef / 2n R 目前國內(nèi)外生產(chǎn)的目前國內(nèi)外生產(chǎn)的D/A集成芯片的核心部分集成芯片的核心部分大都是由該電阻網(wǎng)絡(luò)加上大都是由該電阻網(wǎng)絡(luò)加上MOS或或TTL型電流開型電流開關(guān)構(gòu)成。關(guān)構(gòu)成。計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心

45、體系結(jié)構(gòu)中心 分辨率分辨率 描述對模擬量的分辨能力。常用二進(jìn)制數(shù)字量的位數(shù)描述對模擬量的分辨能力。常用二進(jìn)制數(shù)字量的位數(shù)來表示。位數(shù)越多分辨率越高。來表示。位數(shù)越多分辨率越高。 最小位當(dāng)量（最小位當(dāng)量（LSB） 在一定的量程上，一個二進(jìn)制數(shù)的最低有效位所表示在一定的量程上，一個二進(jìn)制數(shù)的最低有效位所表示的模擬量大小。例：一個的模擬量大小。例：一個8位的位的DAC，滿量程為滿量程為5V 最小位當(dāng)量為最小位當(dāng)量為5000mv / 28 -1 19.6 mv 精度精度 指指DAC實(shí)際輸出電壓與理想輸出之間的誤差。可以用實(shí)際輸出電壓與理想輸出之間的誤差?？梢杂棉D(zhuǎn)換器最大輸出電壓或滿刻度的百分比表示。一

46、般情轉(zhuǎn)換器最大輸出電壓或滿刻度的百分比表示。一般情況下，精度不大于最小數(shù)字量的況下，精度不大于最小數(shù)字量的 1/2LSB 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心線性誤差線性誤差 D/A轉(zhuǎn)換器輸出與理想輸出直線之間的偏差。轉(zhuǎn)換器輸出與理想輸出直線之間的偏差。 建立時間建立時間 數(shù)字量輸入到輸出模擬量達(dá)到穩(wěn)定所需的時間。數(shù)字量輸入到輸出模擬量達(dá)到穩(wěn)定所需的時間。 超高速：超高速： 100us計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心 輸入緩沖能力輸入緩沖能力 三態(tài)輸入緩沖、輸入鎖存器三態(tài)輸入緩沖、輸入鎖存器 輸入數(shù)據(jù)寬度輸入數(shù)據(jù)寬度 8位、位、1

47、0位、位、12位、位、14位、位、16位等位等 輸入碼制輸入碼制 二進(jìn)制碼、二進(jìn)制碼、BCD碼碼 輸出模擬量類型輸出模擬量類型 電壓、電流電壓、電流 輸出模擬量極性輸出模擬量極性 單極性輸出（即輸出電壓范圍為單極性輸出（即輸出電壓范圍為: v, 0 或或0,0,+v ） 雙極性輸出（即輸出電壓范圍為雙極性輸出（即輸出電壓范圍為: v, +v ）計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心精密基準(zhǔn)源精密基準(zhǔn)源數(shù)數(shù)字字接接口口電流輸出電流輸出電壓輸出電壓輸出D/AD/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換電路電路計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心DAC0832特點(diǎn)特點(diǎn)uR

48、-2R電阻網(wǎng)絡(luò)電阻網(wǎng)絡(luò)u分辨率為分辨率為8位位u轉(zhuǎn)換時間為轉(zhuǎn)換時間為1usu單電源單電源5V 15Vu參考電壓參考電壓+10V -10V計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心D/AD/A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器D/AD/A寄寄存存器器輸輸入入寄寄存存器器DI07ILECSWR1WR2XFERVrefIout2Iout1RfbAGNDVCCDGNDLELELE=1時，輸出隨輸入變化時，輸出隨輸入變化LE=0時，輸出被鎖存時，輸出被鎖存計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心 外部引腳外部引腳uDI0 DI7：數(shù)字量輸入數(shù)字量輸入uIout0，Iout1：

49、模擬電流輸出端。它們的和為一常量模擬電流輸出端。它們的和為一常量uCS：片選片選uILE：允許輸入鎖存允許輸入鎖存uWR1，WR2：寫信號寫信號1，2uXFER：傳送控制信號。使能傳送控制信號。使能WR2uRfb：反饋電阻輸出端反饋電阻輸出端uVRef：參考電壓參考電壓uAGND；模擬地模擬地uDGND：數(shù)字地數(shù)字地計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心RfbIout2Iout1Vout+_AGNDADIVREFVoutIout1Rfb（D/28）VREF計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心雙緩沖方式雙緩沖方式單緩沖方式單緩沖方式直通方

50、式直通方式計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心 mov al, 18hout port1, al ;鎖存到輸入寄存器鎖存到輸入寄存器out port2, al ;鎖存到鎖存到DAC寄存器寄存器,并開始轉(zhuǎn)換并開始轉(zhuǎn)換DAC0832DAC0832D D0-70-7ILEILEPORT1PORT1CSCSWR1WR1WR2WR2XFERXFER譯譯碼碼器器CPUCPUD0-D7D0-D7AENAENIOWIOWA0-A9A0-A9PORT2PORT211計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心 可對多個可對多個D/A通道進(jìn)行同時通道進(jìn)行同時轉(zhuǎn)換

51、轉(zhuǎn)換mov al, 18hmov dx, 301hout dx, al;鎖存到片鎖存到片1輸入輸入Rmov al, 56hinc dxout dx, al;鎖存到片鎖存到片2輸入輸入Rinc dxout dx, al;同時打入同時打入到到DAC寄存器寄存器,并并;開始轉(zhuǎn)換。開始轉(zhuǎn)換。XFER=D0-D7D0-D7303H303HIOWIOW11DAC0832DAC0832D D0-70-7ILEILECSCSWR1WR1WR2WR2XFERXFERDAC0832DAC0832D D0-70-7ILEILECSCSWR1WR1WR2WR2XFERXFER11301H301H302H302HD0-

52、D7D0-D712計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心讓讓DAC寄存器處于直通狀態(tài)寄存器處于直通狀態(tài)11DAC0832DAC0832D D0-70-7ILEILECSCSWR1WR1WR2WR2XFERXFER譯譯碼碼器器CPUCPUD0-D7D0-D7AENAENIOWIOWA0-A9A0-A9計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心例：周期輸出三角波。例：周期輸出三角波。mov dx, 300hlp0:mov al, 0lp1:out dx, alinc aljnz lp1mov al, 0feh（0feh）lp2:out dx, a

53、ldec aljnz lp2jmp lp0加入一定加入一定的時延的時延如何控制斜率如何控制斜率計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心2次數(shù)據(jù)輸出的時間間隔次數(shù)據(jù)輸出的時間間隔02LSB1LSB255LSB254LSB計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心 ILE置為置為“1” CS、WR1、WR2、XFER均置為均置為“0” 因無鎖存功能，不能與數(shù)據(jù)總線直聯(lián)（其原因是一送因無鎖存功能，不能與數(shù)據(jù)總線直聯(lián)（其原因是一送數(shù)就立即進(jìn)行數(shù)就立即進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換），使用時轉(zhuǎn)換），使用時需外接鎖存器需外接鎖存器。LE2LE1DAC0832輸入輸入寄寄存

54、存器器DI0DI7D/A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換器器DAC寄寄存存器器Iout1計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心由于主機(jī)數(shù)據(jù)線位數(shù)小于由于主機(jī)數(shù)據(jù)線位數(shù)小于DAC芯片的位數(shù)，完整數(shù)據(jù)的輸芯片的位數(shù)，完整數(shù)據(jù)的輸出需要多次輸出才能完成。出需要多次輸出才能完成。計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心如果如果Y0=310H，Y1=311H，待轉(zhuǎn)換值為，待轉(zhuǎn)換值為456Hmov al, 56h；D0-7mov dx, 310hout dx, almov al, 04h; 低低4位為位為D8-11inc dx；DX=311Hout dx, al；開始轉(zhuǎn)換開始

55、轉(zhuǎn)換計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心 片內(nèi)具有兩級鎖存片內(nèi)具有兩級鎖存 說明說明 BYTE1/BYTE2=1：輸入數(shù)據(jù)分別鎖存到輸入數(shù)據(jù)分別鎖存到8位和位和4位鎖位鎖存器。存器。 BYTE1/BYTE2=0：輸入數(shù)據(jù)鎖存到輸入數(shù)據(jù)鎖存到4位鎖存器（位鎖存器（8位位鎖存器中的值不改變）。鎖存器中的值不改變）。 XFER、WR2有效有效 后，開始后，開始D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 LE=1 直通；直通；LE=0 鎖存鎖存計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心1212位位相乘相乘型型D/AD/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器器1212位位D/AD/A寄寄存存器器8 8位

56、位輸入輸入鎖存鎖存器器DI411BYTE1/BYTE2CSWR1WR2XFERVrefIout2Iout1RfbAGNDVCCDGNDLE3LE14 4位位輸入輸入鎖存器鎖存器DI03LE2LE1計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心譯譯碼碼器器PCPC擴(kuò)展槽擴(kuò)展槽D7D7AENAENIOWIOWA0-A9A0-A9DIDI1111DAC1210DAC1210Y0Y0DIDI4 4DIDI3 3DIDI0 0WR1WR1WR2WR2 BYTE1/ BYTE1/BYTE2BYTE2XFERXFERCSCSY1Y1Y2Y2Y0Y0Y1Y1D0D0計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算

57、機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心 在內(nèi)存中的存放形式在內(nèi)存中的存放形式 假定假定Y0=340H，Y1=341H，Y2=342Hmov dx, 340h inc dxmov al, datah out dx, al;開始轉(zhuǎn)換開始轉(zhuǎn)換out dx, al ;送高送高8位位inc dxmov al, datalout dx, al ;送低送低4位位07815D0D11計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心計數(shù)器式計數(shù)器式逐次逼近式逐次逼近式并行式并行式雙斜率積分式雙斜率積分式計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心1計數(shù)器式計數(shù)器式A/

58、D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換計數(shù)器計數(shù)器D/AD/A數(shù)字輸出數(shù)字輸出計數(shù)停止計數(shù)停止時鐘時鐘復(fù)位復(fù)位比較器比較器模擬模擬輸入輸入基本一致基本一致時，輸出時，輸出計數(shù)停止計數(shù)停止信號信號計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心特點(diǎn)特點(diǎn)u轉(zhuǎn)換時間長轉(zhuǎn)換時間長u轉(zhuǎn)換時間長短不一致轉(zhuǎn)換時間長短不一致計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心2逐次逼近式逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換寄存器和控制邏輯寄存器和控制邏輯DACDAC數(shù)字輸出數(shù)字輸出轉(zhuǎn)換結(jié)束轉(zhuǎn)換結(jié)束比較器比較器模擬模擬輸入輸入計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心采用從最高位開始逐位試探的方

59、法采用從最高位開始逐位試探的方法 從最高位開始：從最高位開始： 將該位置將該位置“1”，若比較結(jié)果，若比較結(jié)果“低于低于”，則該位保留，則該位保留 若比較結(jié)果若比較結(jié)果“高于高于”，則該位清，則該位清0 直到最低位。直到最低位。 兩種轉(zhuǎn)換方式比較兩種轉(zhuǎn)換方式比較u對于對于n位的位的A/D轉(zhuǎn)換器，只需用轉(zhuǎn)換器，只需用n次比較次比較u而對于計數(shù)器式而對于計數(shù)器式A/D轉(zhuǎn)換器，最多要用轉(zhuǎn)換器，最多要用2n次比較次比較計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心3并行式并行式A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換u用用2n-1個比較器同時個比較器同時進(jìn)行轉(zhuǎn)換進(jìn)行轉(zhuǎn)換u轉(zhuǎn)換速度快轉(zhuǎn)換速度快u成本高成本高編

60、編碼碼電電路路VinVREF數(shù)字輸出數(shù)字輸出比較器比較器RRRRRRR/2R/2計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心4雙斜率積分式雙斜率積分式A/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換u無高精度電阻網(wǎng)絡(luò)無高精度電阻網(wǎng)絡(luò)u抗干擾性好抗干擾性好u轉(zhuǎn)換時間長轉(zhuǎn)換時間長兩個積分階段實(shí)質(zhì)是電壓兩個積分階段實(shí)質(zhì)是電壓/ /時間變換時間變換計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 體系結(jié)構(gòu)中心體系結(jié)構(gòu)中心IREFIinVinVREF積分器積分器比較器比較器V/IV/I時鐘時鐘啟動計數(shù)啟動計數(shù)計數(shù)器計數(shù)器數(shù)字輸出數(shù)字輸出T2T1Vc固定斜率固定斜率時間可變時間可變固定時間固定時間斜率可變斜率可變轉(zhuǎn)換結(jié)束轉(zhuǎn)換