微型计算机原理及应用

1、微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用第七章第七章 常用数字接口电路常用数字接口电路主要内容主要内容 掌握二种可编程接口芯片的应用掌握二种可编程接口芯片的应用 了解串行通信的一般概念了解串行通信的一般概念 第第7 7章章 常用数字接口电路常用数字接口电路7.1 7.1 接口电路概述接口电路概述CPUCPU与外设之间信息交换的通道与外设之间信息交换的通道信息缓冲、信息变换、电平转换、联络控制信息缓冲、信息变换、电平转换、联络控制分类分类80868086系统中最常用的数字接口电路芯片系统中最常用的数字接口电路芯片82538253、82558255、82508250功能功能传送方式传送方式输入接口

2、输入接口并行接口并行接口数字量的输入数字量的输入/ /输出接口输出接口输出接口输出接口串行接口串行接口模拟量的输入模拟量的输入/ /输出接口输出接口7.2 7.2 可编程定时计数器可编程定时计数器82538253通道通道0通道通道1通道通道28位双位双向数向数据线据线读控制信号读控制信号写控制信号写控制信号地址信号线地址信号线片选信号片选信号可编程定时器可编程定时器82538253的内部结构的内部结构CLKCLK计数器计数器 0 00 0GATEGATE0 0OUTOUT0 0计数器计数器 1 1CLKCLK1 1GATEGATE1 1OUTOUT1 1计数器计数器 2 2CLKCLK2 2G

3、ATEGATE2 2OUTOUT2 2数据总线数据总线缓冲器缓冲器控制控制寄存器寄存器数据总线数据总线* *RDRD* *WRWRA A0 0A A1 1* *CSCS读写读写逻辑电路逻辑电路定时计数器定时计数器82538253基本原理基本原理82538253的编程结构的编程结构READYREADYRDRDWRWR数据数据CLKCLK0 0OUTOUT0 0控制寄存器控制寄存器低8位低8位输出锁存器输出锁存器高8位高8位低8位低8位高8位高8位译码译码IO/*MIO/*MA A1 1计数器1计数器1CSCSA A0 0VccVcc+5V+5VGNDGNDGATEGATE0 0CLKCLK1 1

4、OUTOUT1 1GATEGATE1 1CLKCLK2 2OUTOUT2 2GATEGATE2 2A A1 1计数器2计数器2计数器0计数器7.2.2 82537.2.2 8253的工作方式的工作方式软件启动、不自动重复计数。软件启动、不自动重复计数。在整个及时过程中，在整个及时过程中，GATE端应始终保持为高电平。若端应始终保持为高电平。若GATE端变端变低，则暂停计数，直到低，则暂停计数，直到GATE端变高后再接着计数。端变高后再接着计数。方式方式0下，每写入一次计数初值值计数一个周期。下，每写入一次计数初值值计数一个周期。计数过程中可随时修改计数初值，即使原来的计数没有结束，计计数过程中

5、可随时修改计数初值，即使原来的计数没有结束，计数企也用新的计数初值重新计数。数企也用新的计数初值重新计数。方式0计数结束中断可重复触发的单稳态触发器。硬件启动、不自动重复的工作方式。可重复触发的单稳态触发器。硬件启动、不自动重复的工作方式。方式方式1可重复触发的单稳态触发器可重复触发的单稳态触发器N N1 13 32 2O OU UT T* *W WR RC CL LK KG GA AT TE E0 0F FF F3 3C CW WN N= =3 3N N方式方式2频率发生器频率发生器即可用软件启动，也可以用硬件启动。即可用软件启动，也可以用硬件启动。方式方式3方波发生器方波发生器5 52 2

6、4 43 3O OU UT T* *W WR RC CL LK KG GA AT TE EN N4 4C CW WN N= =4 4N N1 15 5( (当当N N= =4 4时时) )4 41 13 32 2O OU UT TN N2 2N N4 43 3( (当当N N= =5 5时时) )7.2.37.2.382538253的控制字的控制字7.2.47.2.482538253的应用的应用110Y& &80888088系统系统BUSBUSA A7 7IOWA A1111A A9 9A A8 8A A1010A A1313A A1212A A4 4A A2 2A A3 3A

7、 A6 6A A5 5A A1515A A1414D D7 7D D0 0 IORIORA A1 1A A0 0IOWD D7 7D D0 0 GATEGATE0 082538253WRRDA A1 1A A0 0CSGATEGATE2 2GATEGATE1 1OUTOUT0 0OUTOUT2 2OUTOUT1 1CLKCLK0 0CLKCLK2 2CLKCLK1 1& &BG2AG2A AB BC C7474LS138LS138G G8253与系统的连接与系统的连接82538253应用举例应用举例v 写入通道控制字，规定通道的工作方式；写入通道控制字，规定通道的工作方式；v

8、写入计数值；写入计数值；v 若规定只写低若规定只写低8 8位，则写入的为计数值的低位，则写入的为计数值的低8 8位，位，高高8 8位自动置位自动置0 0；v 若规定只写高若规定只写高8 8位，则写入的为计数值的高位，则写入的为计数值的高8 8位，位，低低8 8位自动置位自动置0 0；v 若是若是1616位计数值，则分两次写入，先写入低位计数值，则分两次写入，先写入低8 8位，位，在写入高在写入高8 8位。位。初始化编程的步骤：初始化编程的步骤：例题例题1. 1. 若要用通道若要用通道0 0，工作在方式，工作在方式1 1，按二十进制，即数值为，按二十进制，即数值为 5080 5080，编写初始化

9、程序，编写初始化程序。（。（设端口地址为设端口地址为F8H-FBHF8H-FBH）MOVAL，33HOUT0FBH，ALMOVAL，80HOUT0F8H，ALMOVAL，50HOUT0F8H，AL1 11 10 00 01 11 10 00 例题例题2. 若要用计数器若要用计数器2，工作在方式，工作在方式2，按二进制计数，计数值为，按二进制计数，计数值为 02F0H，编写初始化程序编写初始化程序。（。（设端口地址为设端口地址为04H-07H）MOVAL，084HOUT07H，ALMOVAL，0F0HOUT06H，ALMOVAL，02HOUT06H，AL0 00 01 10 00 00 00 0

10、1 82538253任一通道的计数值，任一通道的计数值，CPUCPU可用输入指令读取，可用输入指令读取，CPUCPU读到的读到的是执行输入指令瞬间计数器的现行值。但是执行输入指令瞬间计数器的现行值。但8253 8253 计数器是计数器是1616位的，位的，所以要分两次读至所以要分两次读至CPUCPU，因此，若不设法锁存的话，则在输入过，因此，若不设法锁存的话，则在输入过程中，计数值可能已经变化了。程中，计数值可能已经变化了。锁存现行计数值的两种办法：锁存现行计数值的两种办法：利用利用GATEGATE信号使计数过程暂停；信号使计数过程暂停；向向82538253输送一个通道控制字，令输送一个通道控

11、制字，令82538253通道中的通道中的计数值计数值锁存。锁存。若要读取通道若要读取通道1的的16位计数值，程序为：位计数值，程序为：MOV AL，40 ；计数器；计数器1的锁存命令的锁存命令OUT 0FBH，AL ；写入至控制字寄存器；写入至控制字寄存器IN AL，0F9H ；读取低；读取低8位位MOV CL，ALIN AL，0F9H ；读取高；读取高8位位MOV CH，AL 例例7 72 2写出图写出图7 71111中中82538253的初始化程序。其中，的初始化程序。其中，3 3个个CLKCLK频率频率均为均为2MHZ2MHZ，计数器，计数器0 0在定时在定时100100ss后产生中断请

12、求；计数器后产生中断请求；计数器1 1用于产用于产生周期为生周期为1010ss的对称方波；计数器的对称方波；计数器2 2每每1ms1ms产生一个负脉冲。编写产生一个负脉冲。编写82538253的初始化程序。的初始化程序。分析：计数器分析：计数器0 0应工作于方式应工作于方式0 0，计数初值，计数初值=100=100s/0.5s=200s/0.5s=200(CLK(CLK的周期为的周期为0.5s)0.5s)。计数器。计数器1 1应工作于方式应工作于方式3 3，计数初值，计数初值10s/0.5s10s/0.5s2020。计数器。计数器2 2应工作于方式应工作于方式2 2，计数初值，计数初值1/0.

13、5s1/0.5s20002000。START:MOVDX，0FF07HMOVAL，10H；计数器；计数器0的工作方式字的工作方式字OUTDX，ALMOVAL，56H；计数器；计数器1的工作方式字的工作方式字OUTDX，ALMOVAL，0B4H；计数器；计数器2的工作方式字的工作方式字OUTDX，ALMOVDX，0FF04HMOVAL，200；计数器；计数器0的计数初值的计数初值OUTDX，ALMOVDX，0FF05HMOVAL，20；计数器；计数器1的计数初值的计数初值OUTDX，AL MOVDX，0FF06HMOVAX，2000；计数器；计数器2的计数初值的计数初值OUTDX，ALMOVAL

14、，AHOUTDX，AL7.37.3可编程并行接口可编程并行接口825582557.3.18255的的引引线线及及结结构构2.2.内部结构内部结构7.3.27.3.282558255的工作方式的工作方式PA0PA0 PA7PA7PC7PC7 PC4PC4PC3PC3 PC0PC0PB7PB7 PB0PB0地址总线地址总线数据总线数据总线控制总线控制总线* *RDRD* *WRWRB BC CA AD7D7 D0D082558255A AA A0 0A A1 1* *CSCS方式方式0 0PB7PB7 PB0PB0方式方式2 2PA0PA0 PA7PA7IOIO控制控制双向双向B BA AC CI

15、OIOIOIOPB7PB7 PB0PB0方式方式1 1PA0PA0 PA7PA7控制或控制或控制或控制或B BA AC C方式方式1 1下下C C口提供的信号功能口提供的信号功能输入时主要的控制信号如下：输入时主要的控制信号如下：*STB(Strobe)-选通信号输入端，低电平有效。选通信号输入端，低电平有效。IBF(Input Buffer Full)-输入缓冲器满信号，高电平有效。输入缓冲器满信号，高电平有效。 INTR(Interrupt Request)-中断请求信号，由中断请求信号，由8255送往送往CPU，高电平有效。当高电平有效。当*STB、IBF均为高时被置为高电平均为高时被置

16、为高电平 。 INTE(Interrupt Enable)-中断允许信号，控制允许或中断屏中断允许信号，控制允许或中断屏蔽的信号。该信号没有外部引出端，它由软件通过对蔽的信号。该信号没有外部引出端，它由软件通过对C端口置端口置1或或置置0指令来实现对中断控制。指令来实现对中断控制。具体讲，对具体讲，对PC4置置1，则使，则使A端口处于中断允许状态，否则处端口处于中断允许状态，否则处于屏蔽状态；与此类似，对于屏蔽状态；与此类似，对PC2置置1，则使，则使B端口处于中断允许状端口处于中断允许状态，否则处于屏蔽状态。态，否则处于屏蔽状态。输出时有：输出时有：*OBF(Onput Buffer Ful

17、l)-输出缓冲器满信号，高电平有效。输出缓冲器满信号，高电平有效。由由8255送给外设，当送给外设，当*OBF有效时，表示有效时，表示CPU已经向指定的端口输已经向指定的端口输出了数据。出了数据。*ACK（Acknowledge）-外设应答信号，由外设送给外设应答信号，由外设送给8255A，低电平有效。当低电平有效。当*ACK有效时，表明有效时，表明CPU通过通过8255A输出的数据已送输出的数据已送到外设。到外设。INTE(Interrupt Enable)-中断允许信号，控制允许或中断屏蔽中断允许信号，控制允许或中断屏蔽的信号。该信号没有外部引出端，它由软件通过对的信号。该信号没有外部引出

18、端，它由软件通过对C端口置端口置1或置或置0指令来实现对中断控制。具体讲，对指令来实现对中断控制。具体讲，对PC6置置1，则使，则使A端口处于中断端口处于中断允许状态，否则处于屏蔽状态；与此类似，对允许状态，否则处于屏蔽状态；与此类似，对PC2置置1，则使，则使B端口端口处于中断允许状态，否则处于屏蔽状态。处于中断允许状态，否则处于屏蔽状态。INTR（Interrupt Request）：中断请求信号，高电平有效。当）：中断请求信号，高电平有效。当ACK变为高电平，并且变为高电平，并且OBF也变为高电平时，也变为高电平时，INTR便成为便成为高电平即有效电平高电平即有效电平 方式方式1 1下下

19、A A、B B口为输出的选通信号定义口为输出的选通信号定义P PA A0 0P PC C7 7P PC C4 4、5 5P PC C6 6P PC C3 3I IN NT TE EA AP PA A7 7WRI IN NT TR RA A AOBFAACKP PB B0 0P PC C1 1P PC C2 2P PC C0 0I IN NT TE EB BP PB B7 7WRI IN NT TR RB B BOBFBACK方方式式1 1输输出出接接口口A A方方式式1 1输输出出接接口口B B方式方式1 1下的数据输出时序下的数据输出时序方式方式1 1下下A A、B B口均为输入时的信号定义

20、口均为输入时的信号定义方式方式1 1下的数据输入时序下的数据输入时序7.3.37.3.3方式控制字及状态字方式控制字及状态字D D0 0D D1 1D D2 2D D3 3D D4 4D D5 5D D6 6D D7 7未使用未使用 位选择位选择0 0 0 PC00 0 1 PC10 1 0 PC20 1 1 PC31 0 0 PC41 0 1 PC51 1 0 PC61 1 1 PC7 置位置位/复位复位0复位，复位，1置位置位 标志位标志位0有效有效7.3.47.3.482558255的应用的应用BG2AG2A AB BC C7474LS138LS138& &110YD D

21、7 7D D0 0 PAPA0 0RESETRESET82558255PAPA7 7PBPB7 7PBPB0 0PCPC0 0PCPC7 7 WRRDA A1 1A A0 0CS& &80888088系统系统BUSBUSA A7 7IOWA A1111A A9 9A A8 8A A1010A A1313A A1212A A4 4A A2 2A A3 3A A6 6A A5 5A A1515A A1414D D7 7D D0 0 IORRESETRESETIORA A1 1A A0 0IOW8255与系统的连接与系统的连接例例7 73 3利用利用82558255作为打印机的连接接

22、口，并通过该打印机接作为打印机的连接接口，并通过该打印机接口字符串，字符串长度放在口字符串，字符串长度放在DSDS段的段的COUNTCOUNT单元中，要打印的字单元中，要打印的字符存放在从符存放在从DATADATA单元开始的数据区中。单元开始的数据区中。初始化程序初始化程序INIT:MOV DX，0FBC3HMOV AL，10000001B ；A组方式组方式0：A口输出，口输出，C口高口高4位输出位输出 ；B组方式组方式0：B口输出，口输出，C口低口低4位输入位输入OUT DX，AL ；写入至控制字寄存器；写入至控制字寄存器MOV AL，00001101B ；读取低；读取低8位位OUT DX，

23、AL打印一批字符的程序打印一批字符的程序MOVCX，COUNTMOVSI，OFFSETDATAGOON：MOV DX，0FBC2H INAL，DX ；从；从C口读入打印机口读入打印机BUSY信号信号ANDAL，02HJNZGOONMOVAL，SI；取一个字符；取一个字符MOVDX，0FBC0HOUTDX，AL；输出一个字符到；输出一个字符到A口口MOVDX，0FBC2H ；准备在；准备在PC6上形成一个负脉冲上形成一个负脉冲MOVAL，0 OUTDX，AL；使；使PC6变低变低MOVAL，40HOUTDX，AL；再使；再使PC6变高变高INCSI；指向下一个字符；指向下一个字符LOOP GOO

24、NHLT7.4.17.4.1串行通信基本概念串行通信基本概念1.半双工和全双工半双工和全双工2.调制与解调调制与解调3.同步通信和异步通信同步通信和异步通信4 4串行通信的数据校验串行通信的数据校验奇偶校验奇偶校验用于对一个字符的传送过程进行校验。事先规定好校验的性质，用于对一个字符的传送过程进行校验。事先规定好校验的性质，是奇校验还是偶校验。是奇校验还是偶校验。发送时，在每个字符编码的后边增加一个奇偶校验位，使整个发送时，在每个字符编码的后边增加一个奇偶校验位，使整个编码（字符编码加上奇偶校验位）中编码（字符编码加上奇偶校验位）中“1”的个数为奇数或偶数。的个数为奇数或偶数。接收时，检查所接

25、收到的整个字符编码，看接收时，检查所接收到的整个字符编码，看“1”的个数是否符的个数是否符合事先的规定，如果出错，则置错误标志。合事先的规定，如果出错，则置错误标志。奇偶校验只能检查出所传输字符的一位错误，对两位以上同奇偶校验只能检查出所传输字符的一位错误，对两位以上同时出错就检查不出来。时出错就检查不出来。循环冗余校验循环冗余校验CRCCRC这种校验方法是以数据块为对象进行校验的。这种校验方法是以数据块为对象进行校验的。 一个一个n位二进制数可以表示为一个（位二进制数可以表示为一个（n-1）阶多项式）阶多项式K(x) 。CRC将整个数据快当做一个二进制数，或看做一个多项式将整个数据快当做一个二进制数，或看做一个多项式K(x) 。发送时，用这个多项式发送时，用这个多项式K(x)除以另一个多项式除以另一个多项式G(x) 。这个作为除。这个作为除数的多项式数的多项式G(x)称为称为CRC的生成多项式。相除得到的余数的生成多项式。相除得到的余数R(x)作