第7章可编程接口芯片及应用New

1、2022-4-17机械系统计算机控制课件1第第7章章 可编程接口芯片及应用可编程接口芯片及应用机械系统计算机接口技术机械系统计算机接口技术机电学院机电学院2022-4-17机械系统计算机控制课件27、可编程接口芯片及应用、可编程接口芯片及应用并行接口并行接口8255定时计数定时计数82532022-4-17机械系统计算机控制课件32022-4-17机械系统计算机控制课件48255的基本功能的基本功能8255具有具有2个独立的个独立的8位位I/O口（口（A口和口和B口）和口）和2个独立的个独立的4位位I/O（C口上半部和口上半部和C口下半部），提口下半部），提供供TTL兼容的并行接口。兼容的并行

2、接口。输入时提供三态缓冲器功能输入时提供三态缓冲器功能;输出时提供数据锁存功能。输出时提供数据锁存功能。(A口具有双向传输功能口具有双向传输功能)8255有有3种工作方式，种工作方式，方式方式0、方式、方式1和和方式方式2，能，能使用多种数据传送方式完成使用多种数据传送方式完成CPU与与I/O设备之间的设备之间的数据交换，如无条件方式、查询方式和中断方式。数据交换，如无条件方式、查询方式和中断方式。B口和口和C口的引脚具有达林顿复合晶体管驱动能力，口的引脚具有达林顿复合晶体管驱动能力，在在1.5V时输出时输出1mA电流，适于作输出端口。电流，适于作输出端口。C口除用做数据口外，当口除用做数据口

3、外，当8255工作在方式工作在方式1和方式和方式2时，时，C口的部分引脚作为固定的联络信号线口的部分引脚作为固定的联络信号线。2022-4-17机械系统计算机控制课件5内部结构内部结构 A组：组：q PA7-PA0q PC7PC4 B组组q PB7-PB0q PC3PC0 数据缓冲数据缓冲q D7D0 读写控制逻辑读写控制逻辑q RD、WRq A1、A0、CSq RESETD034D133D232D331D430D529D628D727PA04PA13PA22PA31PA440PA539PA638PA737PB018PB119PB220PB321PB422PB523PB624PB725PC01

4、4PC115PC216PC317PC413PC512PC611PC710RD5WR36A09A18RESET35CS68255A组端口AA组端口C上半部 (4)下半部 (4)B组端口CB组端口B(8)(8)A组控制控制B组数据总线缓冲读/写控制逻辑I/OI/OI/OI/ORDWRA0A1RESETCSD7 D0PA7 PA0PC7 PC4PC3 PC0PB7 PB02022-4-17机械系统计算机控制课件62. 外部引脚（外部引脚（40脚脚) CPU侧侧q D7-D0q RD、WRq CS、A1、A0 外设侧外设侧q PA0PA7q PB0PB7q PC0PC7 其它其它q RESETq VC

5、C、GND2022-4-17机械系统计算机控制课件77.1.2 8255的端口与操作选择表的端口与操作选择表 A1A0RDWRCS操作操作 0 0 1010000111000A口内容读至数据总线口内容读至数据总线B口内容读至数据总线口内容读至数据总线C口内容读至数据总线口内容读至数据总线输入输入001101011 1 1 100000000数据总线内容写至数据总线内容写至A口口数据总线内容写至数据总线内容写至B口口数据总线内容写至数据总线内容写至C口口DB内容写至控制寄存器内容写至控制寄存器输出输出X1XX1XX01X11100端口输出为高阻端口输出为高阻非法非法端口输出为高阻端口输出为高阻禁

6、止禁止2022-4-17机械系统计算机控制课件81工作方式控制字（写，工作方式控制字（写，A1A011 ）2022-4-17机械系统计算机控制课件97.1.3 8255的命令2C口按位置口按位置/复位控制字（写，复位控制字（写，A1A011 ）2022-4-17机械系统计算机控制课件107.1.4 8255的工作方式的工作方式(方式方式0)1方式方式0(基本输入输出方式基本输入输出方式) 方式方式0提供两个提供两个8位口（位口（A和和B）和两个）和两个4位口（位口（PC7PC4，PC3PC0），任何一个口都可用做输入），任何一个口都可用做输入或或输出输出(单向），单向），由由CPU用简单的用简

7、单的I/O指令来进行读指令来进行读/写。写。 习惯上将习惯上将A口和口和B口作为数据口，将口作为数据口，将C口作为控制输出和状口作为控制输出和状态输入口。态输入口。 方式方式0输入时序和参数说明输入时序和参数说明2022-4-17机械系统计算机控制课件117.1.4 8255的工作方式的工作方式(方式方式1)2方式方式1 （A口和口和B口有此方式，单向）口有此方式，单向） 1）方式）方式1的输入的输入q INTEx为中断允许位，对应为中断允许位，对应PC口寄存器口寄存器(状态字状态字)的的D4位位（INTEA）和）和D2位位 （INTEB） ，可通过对，可通过对PC口按位写方法口按位写方法设置

8、；设置；q PC2、PC4引脚作用：用作锁存数据口数据；引脚作用：用作锁存数据口数据；q 中断条件：中断条件：STB#(引脚引脚)=1(无效无效)，IBF=1、INTEx=1；q PC6、7可作为数据线使用。可作为数据线使用。2022-4-17机械系统计算机控制课件127.1.4 8255的工作方式的工作方式(2方式方式1（A口和口和B口有此方式，单向）口有此方式，单向）1）方式）方式1的输入（续）的输入（续）q输入过程输入过程外设把数据送到外设把数据送到8255端口端口外设用选通信号外设用选通信号STB把数据打入端口的输入锁存器把数据打入端口的输入锁存器输入缓冲器满信号输入缓冲器满信号IBF

9、有效，有效，CPU可查询该信号可查询该信号如果如果INTE有效，有效，8255将使将使INTR有效，申请中断有效，申请中断CPU向向8255发读信号发读信号RD，从，从8255端口读数据端口读数据中断请求信号中断请求信号INTR变无效，然后变无效，然后IBF无效，外设可送下一个数据。无效，外设可送下一个数据。2022-4-17机械系统计算机控制课件137.1.4 8255的工作方式的工作方式(方式方式1输出输出)2方式方式1 （A口和口和B口有此方式，单向）口有此方式，单向）2）方式）方式1的输出的输出qINTEx为中断允许位，对应为中断允许位，对应PC口寄存器口寄存器(状态字状态字)的的D6

10、位（位（INTEA）和和D2位位 （INTEB） ，可通过对，可通过对PC口按位写方法设置；口按位写方法设置； qPC1、PC7引脚作用：用作锁存数据口数据；引脚作用：用作锁存数据口数据；qPC2、PC6引脚作用：用作对引脚作用：用作对OBF的回应；的回应；q中断条件：中断条件：ACK (引脚引脚)=1(无效无效)，OBF=1(W无效无效)、INTEx=1；qPC4、5可作为数据线使用。可作为数据线使用。2022-4-17机械系统计算机控制课件147.2.48255的工作方式2方式方式l （A口和口和B口有此方式，单向）口有此方式，单向）2）方式）方式1的输出的输出q 输出过程输出过程CPU发

11、发WR信号，向信号，向8255送一个数据送一个数据WR使使INTR无效，无效，OBF有效，通知外设可取数据有效，通知外设可取数据外设接到数据后，向外设接到数据后，向8255回送回送ACK信号信号OBF无效，接着无效，接着ACK无效，其上升沿引发无效，其上升沿引发INTR有效，向有效，向CPU发中断申发中断申请，请求发送新数据。请，请求发送新数据。2022-4-17机械系统计算机控制课件157.1.48255的工作方式3方式方式2（双向（双向I/O，只有，只有A口有此方式）口有此方式）输入控制信号：输入控制信号：qINTE为中断允许位，对应为中断允许位，对应PC口寄存器口寄存器(状态字状态字)的

12、的D4位（位（INTEIN）可通过对）可通过对PC口按位写方法设置；口按位写方法设置； qPC4引脚作用：引脚作用：STB；选通输入，低电平有效。；选通输入，低电平有效。qPC5引脚作用：引脚作用：IBF；输入缓冲器满，高电平有效。；输入缓冲器满，高电平有效。输出控制信号：输出控制信号：qINTE为中断允许位，对应为中断允许位，对应PC口寄存器口寄存器(状态字状态字)的的D6位（位（INTEOUT）可通过对）可通过对PC口按位写方法设口按位写方法设置；置； qPC6引脚作用：引脚作用： ACK；来自外设的响应信号，低；来自外设的响应信号，低电平有效。电平有效。qPC7引脚作用：引脚作用： OB

13、F；输出缓冲器满，低电平有；输出缓冲器满，低电平有效。效。中断条件：中断条件：PC3（ INTR ）q ACK (引脚引脚)=1(无效无效)，OBF=1(W无效无效)、INTE=1；qSTB#(引脚引脚)=1(无效无效)，IBF=1、INTE=1；PC0、PC1、PC2可作为数据线使用。可作为数据线使用。2022-4-17机械系统计算机控制课件167.1.58255的初始化编程 初始化编程步骤初始化编程步骤依据依据PA、PB、PC的作用选择工作方式的作用选择工作方式向写控制寄存器写命令字向写控制寄存器写命令字例程：例程：8255初始化初始化已知某系统要求使用已知某系统要求使用8255的的A口工

14、作于方式口工作于方式1作输入，作输入，B口工作口工作于方式于方式0作输出，作输出，C口上半部输入，下半部输出。口上半部输入，下半部输出。8255端口地址端口地址为为60H-63H。编写初始化程序段。编写初始化程序段q 分析：分析：q控制字为：控制字为：10111000B=0B8Hq 初始化程序为：初始化程序为： MOV AL，0B8H； OUT 63H，AL ；PC置位置位/复位复位如上例，若如上例，若A口工作于方式口工作于方式1作输入，要使用中断传送方式，则应作输入，要使用中断传送方式，则应当写当写PC4的按位置位字：的按位置位字： MOV AL，00001001B OUT 63H，AL20

15、22-4-17机械系统计算机控制课件17例例7-12022-4-17机械系统计算机控制课件18例例8255输入输出（续）输入输出（续）2022-4-17机械系统计算机控制课件197.2 定时计数定时计数82532022-4-17机械系统计算机控制课件207.2 定时计数定时计数82532022-4-17机械系统计算机控制课件217.2 定时计数定时计数82532022-4-17机械系统计算机控制课件227.2 Intel 8253 3个独立的个独立的16位定时位定时/计数器（计数器（T/C）；）； 每个每个T/C功能：功能：q 可按二、十进制（可按二、十进制（BCD）计数；）计数；q 有有6种

16、不同的工作方式；种不同的工作方式；q 最高频率最高频率2.6MHz。 2022-4-17机械系统计算机控制课件237.2 Intel 8253写写工作方式、计数初值、当前工作方式、计数初值、当前计数值计数值CS与与A1A0：RD、WR；2022-4-17机械系统计算机控制课件247.2 Intel 825316位位写入写入两次两次、清零、清零16位位写入、计数、输出写入、计数、输出16位位先锁存再读出先锁存再读出GATE信号的作信号的作用与应用，重写用与应用，重写CR的效的效果。果。N=fclki/fouti,在不同在不同工作方式及定时工作方式及定时/计数时计数时的应用不同。的应用不同。16位

17、当前计数值锁存器位当前计数值锁存器OL16位减位减1计数器计数器CE16位计数初值寄存器位计数初值寄存器CROUT（减（减1至至0时）时）MSBLSB锁存后读出当前值锁存后读出当前值MSBLSB装入装入/读出初值读出初值&CLKGATE2022-4-17机械系统计算机控制课件257.2 Intel 82538253提供四个端口提供四个端口(使用使用A1A0)； 初始化初始化设置工作方式、设置计数器初值；设置工作方式、设置计数器初值； 操操 作作重写计数器初值、读计数器计当前数值。重写计数器初值、读计数器计当前数值。计数器计数器当前计数值。当前计数值。 写工作方式与写读取状态命令采用特征

18、位方法；写工作方式与写读取状态命令采用特征位方法； 读取当前计数值采取时序方法。读取当前计数值采取时序方法。2022-4-17机械系统计算机控制课件267.2 Intel 8253CSRDA1 A0WR2022-4-17机械系统计算机控制课件277.2 Intel 8253：00T/C0；01T/C1；10T/C2：00锁存操作（读）；锁存操作（读）； 01只读只读/写写低字节；低字节； 10只读只读/写高字节；写高字节；11先读先读/写低字节再读写低字节再读/写高写高字节（字节（16位）位）：000方式方式0；001方式方式1； X10方式方式2，X11方式方式3；100方式方式4；101方

19、式方式5：0二进制计数；二进制计数；1BCD码计数码计数2022-4-17机械系统计算机控制课件28例：例：8253设置命令字设置命令字分析：分析： T/C1，先低后高字节；方式，先低后高字节；方式2，二进制方式，二进制方式解答：解答：MOV AL，01110100B ；OUT 43H，AL ；2022-4-17机械系统计算机控制课件297.2 Intel 8253q 1)不同通道的计数初值写到不同地址中；不同通道的计数初值写到不同地址中；q 2)每次写入一个字节；每次写入一个字节；q 3)根据控制字定义，决定高、低字节写入方法。根据控制字定义，决定高、低字节写入方法。q 4)初始值的范围是：

20、初始值的范围是： 2022-4-17机械系统计算机控制课件307.2 Intel 8253q 1)工作方式控制字工作方式控制字q 2)设置计数初值设置计数初值q 注意：注意： 1)每个使用的每个使用的T/C均要初始化；均要初始化； 2)计数初值的设置与计数初值的设置与T/C的的CLK密切相关；密切相关； 3)计数初值的设置方法由控制字决定。计数初值的设置方法由控制字决定。2022-4-17机械系统计算机控制课件31例程：计数器例程：计数器0和计数器和计数器1初始化初始化2022-4-17机械系统计算机控制课件327.2 Intel 8253A)锁存当前计数值或禁止计数锁存当前计数值或禁止计数B

21、) 读取当前计数值读取当前计数值q 例程：读计数例程：读计数1的计数值的计数值2022-4-17机械系统计算机控制课件337.2 Intel 8253：一次计数；一次计数；GATE高允许、下降高允许、下降、低、低、上升、上升计数；计数；WR#写写重写重写后下一脉冲下降沿后下一脉冲下降沿计数；计数；OUT在控制字或计数初值写完时变低、计数值为在控制字或计数初值写完时变低、计数值为0时变高时变高(N+1个低个低)。2022-4-17机械系统计算机控制课件347.2 Intel 8253一次计数；一次计数；GATE上升上升、高与下降和低、高与下降和低计数；计数；WR#写写重写重写在下次在下次GATE

22、从从0到到1的跳变时有效；的跳变时有效；OUT在写入控制字后变高，开始计数时变低、计数值为在写入控制字后变高，开始计数时变低、计数值为0时变高时变高(N个低个低)。2022-4-17机械系统计算机控制课件357.1.2 Intel 8253多次计数；多次计数；GATE上升上升、高允许、下降、高允许、下降、低、低计数；计数；WR#写写重写重写在下次计数时有效；在下次计数时有效；OUT在计数值为在计数值为1时输出宽度为时输出宽度为1个个CLK的负脉冲的负脉冲(周期为周期为N，频，频率为率为1/N)。2022-4-17机械系统计算机控制课件367.2 Intel 8253多次计数；多次计数； GAT

23、E上升上升重新重新、高允许、下降、高允许、下降、低、低计数；计数； WR#写写重写重写在下次计数时有效；在下次计数时有效； OUT在写入控制字后变高，计数开始后，采用每脉冲计数减在写入控制字后变高，计数开始后，采用每脉冲计数减2：，计数到，计数到0时反向。脉冲宽度时反向。脉冲宽度Tn/2，OUT变高的第一变高的第一CLK减减1后装入后装入 CE，其余每个脉，其余每个脉冲计数减冲计数减2。OUT正脉冲时，计数到正脉冲时，计数到0的下一个的下一个CLK时时OUT反向反向OUT正正脉冲宽度为脉冲宽度为T(n+1)/2 ；OUT负脉冲时在计数到负脉冲时在计数到0时反向。负脉冲宽时反向。负脉冲宽度为度为

24、T(n-1)/22022-4-17机械系统计算机控制课件377.2 Intel 8253一次计数；一次计数；GATE上升上升、高允许、下降停止、低禁止计数；、高允许、下降停止、低禁止计数； WR#写写重写重写会立即会立即计数（软件触发）；计数（软件触发）；OUT在写入控制字及计数当中为高电平，计数值为在写入控制字及计数当中为高电平，计数值为0时输出时输出1个个CLK的负脉冲。的负脉冲。2022-4-17机械系统计算机控制课件387.2 Intel 8253一次计数；一次计数；GATE上升上升、高与下降和低不影响计数；、高与下降和低不影响计数；WR#写写重写重写在下次在下次GATE从从0到到1的

25、跳变时有效；的跳变时有效；OUT在计数值为在计数值为0时输出时输出1个个CLK的负脉冲。的负脉冲。2022-4-17机械系统计算机控制课件398253不同方式的工作特点不同方式的工作特点工作方工作方式式触发（启动）触发（启动）计数方式计数方式输出（溢出）输出（溢出）方式方式计数值使用计数值使用方式方式0软件（写数）软件（写数）OUT正电平正电平一次有效一次有效方式方式1GATE上升沿上升沿OUT正电平正电平自动重装自动重装方式方式2软件（写数）软件（写数）OUT负脉冲负脉冲自动重装自动重装方式方式3软件（写数）软件（写数）OUT方波方波自动重装自动重装方式方式4软件（写数）软件（写数）OUT负脉冲负脉冲一次有效一次有效方式方式5GATE上升沿上升沿OUT负脉冲负脉冲自动重装自动重装2022-4-17机械系统计算机控制课件40例例7-48253地址地址80-86H 要求要求 0.5s亮亮0.5灭灭(方波）方波）1MHz 对应对应1us 1Hz对应对应 1sN1s/1us=1000000=1000 x10002022-4-17机械系统计算机控制课件41例例7-4 P199 续续MOV AL,00110101B ;计数器计数器0控制字控制字 BCD