微机原理及应用(第6章)

1、1Research Center of Information and Control Engineering, Xian University of Technology 第第6 6章章 常用输入输出接口芯片常用输入输出接口芯片专专 业：业：自动化自动化教教 师：焦尚彬师：焦尚彬学学 生：生：自动化自动化09级级 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片2l 6.1、简单接口、简单接口l 6.2、可编程并行接口芯片、可编程并行接口芯片8255l 6.3、可编程定时控制器

2、、可编程定时控制器8253l 6.4、可编程串行接口芯片、可编程串行接口芯片8250及串行通信及串行通信l 6.5、七段数码显示原理、七段数码显示原理l 6.6、A/D及及D/A变换器接口变换器接口 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片36.1.1 三态门接口芯片三态门接口芯片l 一 个 典 型 的 三 态 门 接 口 芯 片一 个 典 型 的 三 态 门 接 口 芯 片(74LS244)如图如图2.12所示。从图中不难看所示。从图中不难看出该芯片由出该芯片由8个三态门构成，其中每个三态门构成，其中每4个个三态门由一个控制端三态门由一个控制端( 或

3、或 )来控制。来控制。当控制端有效时当控制端有效时(低电平低电平)，三态门导通；，三态门导通；当它们为高电平时，相应的三态门呈现当它们为高电平时，相应的三态门呈现高阻状态。高阻状态。 12EE微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片4l 利用三态门可以实现对输入信号的利用三态门可以实现对输入信号的接口，它作为输入信号接口时，要求信接口，它作为输入信号接口时，要求信号状态是能够保持的。号状态是能够保持的。l 在图在图5.1中，三态门中，三态门74LS244采用部采用部分地址译码分地址译码地址线地址线A1和和A0未参加译未参加译码，故它所占的地址为码，故它

4、所占的地址为83FCH83FFH。我们可以用其中任何一个地址，而其他我们可以用其中任何一个地址，而其他重叠的重叠的3个地址空着不用。个地址空着不用。 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片5 图图6.1 三态门输入接口三态门输入接口微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片6 利用程序可以判断任何一个开关的状利用程序可以判断任何一个开关的状态。例如，当态。例如，当K2闭合时，程序转向闭合时，程序转向CLOSK2；而当它打开时程序转向；而当它打开时程序转向OPENK2。这段程序如下：。这段程序如下：l START

5、： MOV DX，83FCHl IN AL，DXl AND AL，02Hl JZ CLOSK2l JMP OPENK2微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片75.1.2 锁存器接口芯片锁存器接口芯片l 三态门无数据保存能力，无法实现三态门无数据保存能力，无法实现输出数据的接口。输出数据的接口。 74LS273由由8个个D触发触发器构成器构成l 74LS273用低电平的用低电平的 复位，用复位，用CP脉冲上升沿将输入端脉冲上升沿将输入端DX的状态锁存的状态锁存在在QX输出端。输出端。 S微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片

6、输入输出接口芯片8l 74LS273的数据锁存输出端的数据锁存输出端Q是通过是通过一个一般的门一个一般的门(二态门二态门)输出的。也就是说，输出的。也就是说，只要只要74LS273正常工作，其正常工作，其Q端总有一个端总有一个确定的逻辑状态确定的逻辑状态(0或或1)输出。因此其输出输出。因此其输出端不允许直接与总线相连。端不允许直接与总线相连。 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片9 图图6.2 74LS273引线图和真值表引线图和真值表微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片10 图图6.3 74LS37

7、4引线图和真值表引线图和真值表三态输出锁存器，三态输出锁存器，CP上上升沿锁存，升沿锁存，/OE0时三时三态门导通。态门导通。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片11图图6.4 74LS374的内部结构的内部结构微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片12图图6.5 74LS374作为输出接口作为输出接口入口入口8010H801FH出口出口8000H800FH微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片13 CONTL: MOV DX, 8010H IN AL, DX

8、CMP AL, 96 JNC TMDOW CMP AL, 95 JC TMPUP MOV DX, 8000H MOV AL, 01H OUT DX, AL JMP CONTL微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片14TMDOW: MOV DX, 8000H MOV AL, 00H OUT DX, AL JMP CONTL TMPUP: MOV DX, 8000H MOV AL, 03H OUT DX, AL JMP CONTL15Research Center of Information and Control Engineering, Xian

9、University of Technology可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片82558255专专 业：业：自动化自动化教教 师：焦尚彬师：焦尚彬学学 生：生：自动化自动化09级级 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片16微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片17微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片18在工程技术领域得到了广泛应用。主要用在工程技术领域得到了广泛应用。主要用

10、它来扩展它来扩展I/OI/O接口，便于实现接口，便于实现CPUCPU与外设间与外设间的数据交换。的数据交换。 8255 8255是是IntelIntel公司为公司为8080系列微处理器生产系列微处理器生产 的通用可编程并行输入输出接口。的通用可编程并行输入输出接口。 学习该芯片，重点掌握其学习该芯片，重点掌握其特点特点及如何及如何应用应用。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片19二、二、 82558255的工作方式的工作方式 一、一、 82558255的外部引线及内部结构的外部引线及内部结构三、三、 82558255的控制字及状态字的控制字及状态字

11、四、四、 82558255的寻址及连接使用的寻址及连接使用五、五、 82558255的初始化及应用的初始化及应用微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片201.外部引线外部引线 图图3 外部引线图外部引线图微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片21l 2.内部结构内部结构与与系系统统总总线线相相连连与与外外设设相相连连图图4 内部结构图内部结构图微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片22 8255有有3种工作方式：方式种工作方式：方式0、方式、方式1、方式方式2。这

12、些工作方式可用软件编程来指。这些工作方式可用软件编程来指定。定。二二 82558255的工作方式的工作方式微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片23l 1. 1. 工作方式工作方式0 0l 又称为又称为基本输入输出方式。 A口的口的8条线条线 B口的口的8条线条线 C口高口高4位对应的位对应的4条线条线 C口低口低4位对应的位对应的4条线条线 以上以上4类可分别定义为输入（类可分别定义为输入（1）或输出）或输出（0），总共），总共16种不同的组合。种不同的组合。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片24表表

13、1 8255方式方式0之下的输入输出组合之下的输入输出组合 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片25在方式在方式0下：下： 定义为定义为输出的口均可锁存数据；输出的口均可锁存数据； 定义为定义为输入的口则无锁存能力；输入的口则无锁存能力； 同时同时C口还有按位置位和复位的能力。口还有按位置位和复位的能力。 在在无条件传送无条件传送和和查询方式传送查询方式传送中被广泛应中被广泛应用。用。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片26图图5 查询方式工作接口示例查询方式工作接口示例微机原理及应用多媒体课件微机原理

14、及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片27图图6 8255与打印机的连接与打印机的连接微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片28图图7 8255 PA口的开关控制口的开关控制PB口点亮发光二极管口点亮发光二极管微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片29图图8 8255 PA口和口和PB口低口低4位点亮发光二极管位点亮发光二极管微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片30l 2.2.工作方式工作方式1 1 又称又称选通输入输出方式选通输入输出方式。 A A

15、口口和和B B口口可可由软件编程指定由软件编程指定作为数据输出或输作为数据输出或输入口；入口；输入输入/输出均具有输出均具有锁存锁存能力。能力。 需要利用需要利用C C口的某些位作为控制和状态信号。口的某些位作为控制和状态信号。 常用在常用在中断方式中断方式工作的情况。工作的情况。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片31图图9 方式方式1下，下，A、B口均为输出的信号定义口均为输出的信号定义（1）方式）方式1下下A口、口、B口均为输出口均为输出微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片32图图10 方式方式1

16、下的数据输出时序下的数据输出时序微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片33图图11 方式方式1下下A、B口均为输入时的信号定义口均为输入时的信号定义(2)方式方式1下下A口、口、B口均为输入口均为输入微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片34图图12 方式方式1下数据输入时序下数据输入时序微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片35图图13 方式方式1下下A口作为数据输出的示例口作为数据输出的示例微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入

17、输出接口芯片363. 3. 工作方式工作方式2 2 又称又称双向输入输出方式l 只有只有8255的的A口才有。口才有。A口工作在该方式口工作在该方式下时需要利用下时需要利用C口的口的5条线来实现控制。条线来实现控制。l B口只能工作在方式口只能工作在方式0或方式或方式1，C口剩下口剩下的的3条线可以作为按位操作的输入输出线使用，条线可以作为按位操作的输入输出线使用，也可作为也可作为B口在方式口在方式1之下的控制线。之下的控制线。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片37图图13 A口工作在方式口工作在方式2下时各信号的定义下时各信号的定义微机原理及应

18、用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片38 图图14 方式方式2下的时序图下的时序图 IOW应在应在ACK之前发出，之前发出，STB在在IOR之前发出。之前发出。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片39 1. 1. 控制字控制字 8255的控制字由的控制字由8位二进制数构成，位二进制数构成，各位的控制功能如图各位的控制功能如图15所示。所示。 三三 控制字及状态字控制字及状态字微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片40图图15 8255的控制字格式的控制字格式微机原理及应用

19、多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片41图图16 C口的按位操作控制字格式口的按位操作控制字格式微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片42 2. 2. 状态字状态字 当当8255的的A口、口、B口工作在方式口工作在方式1或或A口工作在方式口工作在方式2时，通过读时，通过读C口的状态，口的状态，可以检测可以检测A口和口和B口的状态。口的状态。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片43图图17 A、B口均为方式口均为方式1输入时的状态字输入时的状态字微机原理及应用多媒体课件微机原

20、理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片44图图18 A、B口均为方式口均为方式1输出时的状态字输出时的状态字微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片45图图19 A口在方式口在方式2工作时的状态字工作时的状态字微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片46l 8255占外设编址的占外设编址的4个地址个地址，即，即A口、口、B口、口、C口和控制寄存器各占一个外设接口地址。对口和控制寄存器各占一个外设接口地址。对同一个地址分别可以进行读写操作。同一个地址分别可以进行读写操作。 l 利用利用8255的片选

21、信号、地址信号及读写信的片选信号、地址信号及读写信号即可对号即可对8255进行寻址。进行寻址。l 这些信号的功能如表这些信号的功能如表5.2所示。所示。 四四 82558255的寻址及连接使用的寻址及连接使用微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片47表表5.2 8255的寻址的寻址 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片48 根据这种寻址结构，可以方便地将根据这种寻址结构，可以方便地将8255连接到系统总线上，如图连接到系统总线上，如图20上所示。上所示。 由图由图20可见，可见，8255与与8088总线连

22、接总线连接是比较容易的。只是图中为了简化起见是比较容易的。只是图中为了简化起见未画出未画出AEN的形成。的形成。 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片49图图20 8255的一种连接的一种连接 所占地所占地址为址为380H383H微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片50l 1.1.初始化初始化 l初始化的目的：初始化的目的： l 8255有多种工作方式，在使用它之前必须有多种工作方式，在使用它之前必须设定方式；设定方式；l 需要利用初始化程序使外设处于准备就绪需要利用初始化程序使外设处于准备就绪状态。状

23、态。l初始化的内容：初始化的内容：l 指定工作方式和数据传输方向；指定工作方式和数据传输方向； l 输出相应的控制信号使外设准备就绪。输出相应的控制信号使外设准备就绪。 五五 82558255的初始化及应用的初始化及应用微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片51l 2.2.应用举例应用举例 l (1) 以打印机为例来说明以打印机为例来说明8255的初始化及应用。的初始化及应用。l 打印机经打印机经8255连接到连接到8088系统总线上，连系统总线上，连接图如图接图如图21所示。所示。l 从图中可知，从图中可知，8255占用占用4个偶数地址：个偶数地址

24、：8000H8006H。l 系统以查询的方式实现打印机的打印系统以查询的方式实现打印机的打印 。 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片52图图21 利用利用8255构成打印机接口构成打印机接口微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片53图图22 8255与打印机之间的时序与打印机之间的时序微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片548255初始化程序：初始化程序：l 让让A、B组均工作在方式组均工作在方式0，让，让A口与数据线口与数据线相连，相连，PC0用作输出，与

25、用作输出，与/STROBE连接，连接，PC7用作输入，与用作输入，与BUSY连接。在下面的初始化程连接。在下面的初始化程序中使序中使B口为输入，同时通过口为输入，同时通过C口按位操作控口按位操作控制字，使制字，使PC6输出为输出为1：l INI55: MOV DX，8006Hl MOV AL，10001000B ;方式选择方式选择 l OUT DX，ALl MOV AL，00000001B；PC0置位l OUT DX， AL微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片55打印子程序打印子程序:l PRINTER: PROC FARl PUSH DSl PU

26、SH AXl PUSH BXl PUSH DXl MOV DX，SEG DATAPl MOV DS，DXl MOV BX，OFFSET DATAP微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片56l GOON: MOV DX，8004Hl PWAIT: IN AL，DXl AND AL，80H ；取；取PC7状态状态l JNZ PWAIT ; 忙则等待忙则等待微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片57l MOV DX，8000Hl MOV AL，BXl MOV AH，ALl OUT DX，AL ;送数据送数据l M

27、OV DX，8004Hl MOV AL，00Hl OUT DX，ALl MOV AL，01Hl OUT DX，AL ;送脉冲送脉冲/strobe 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片58 INC BXl CMP AH，0AHl JNE GOONl POP DXl POP BXl POP AXl POP DSl RETlPRINTER ENDP微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片59图图23 方式方式1下下A口采用中断方式输出数据的例子口采用中断方式输出数据的例子微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒

28、体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片60 上图中上图中A口作为数据输出，口作为数据输出，/OBF下降沿触发单下降沿触发单稳触发器，稳触发器，/ACK加到加到8255上产生有效的上产生有效的INT输出。输出。 8255初始化程序如下：初始化程序如下： MOV DX, 0383H MOV AL, 10100000B ; A口方式口方式1，输出，输出 ；B口和剩余口和剩余C口输出口输出 OUT DX, AL MOV AL, 00001101B ; PC6置位置位 OUT DX, AL微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片61（2）8255A并行口产生方

29、波并行口产生方波lCODE SEGMENTl ASSUME l CS:CODE,DS:CODE,ES:CODEl ORG 32C0HlH1: JMP STARTP1lPA EQU 0FFD8HlPB EQU 0FFD9HlPC EQU 0FFDAHlPCTL EQU 0FFDBH微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片62lSTARTP1: MOV DX，PCTLl MOV AL，80Hl OUT DX，ALl MOV AL，55HlP11: MOV DX，PAl OUT DX，ALl INC DXl OUT DX，ALl INC DX微机原理及应用多

30、媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片63l OUT DX，ALl MOV CX，0800Hl LOOP $l NOT ALl JMP P11lCODE ENDSl END H1 64Research Center of Information and Control Engineering, Xian University of Technology可编程定时器可编程定时器82538253专专 业：业：自动化自动化教教 师：焦尚彬师：焦尚彬学学 生：生：自动化自动化04级级 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片微机原理

31、及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片65l 8253是为是为80系列配置的外围器件，应用广系列配置的外围器件，应用广泛；我们从外部引线着手掌握其外部特性和与泛；我们从外部引线着手掌握其外部特性和与应用有关的内部结构，达到会用的目的。应用有关的内部结构，达到会用的目的。 5.3.1 外部引线及其功能外部引线及其功能l 可编程定时器可编程定时器8253的外部引线如图的外部引线如图5.21所所示，相应的内部结构框图如图示，相应的内部结构框图如图5.22所示。所示。 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片66图5.21

32、可编程定时器8253引线图微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片678253与总线相连接的引线主要是与总线相连接的引线主要是:l D0D7双向数据线，用以传送数双向数据线，用以传送数据和控制字。据和控制字。 l 输入信号，低电平有效。输入信号，低电平有效。l 读控制信号，低电平有效。读控制信号，低电平有效。l 写控制信号，低电平有效。写控制信号，低电平有效。 CSRDWR微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片68l A0、A1为8253的内部计数器和一个控制寄存器的编码选择信号,其功能如下:l A1 A0l

33、 0 0 可选择计数器0l 0 1 可选择计数器1l 1 0 可选择计数器2l 1 1可选择控制寄存器微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片69l A0、 A1与 其 他 控 制 信 号与 其 他 控 制 信 号 共同实现对共同实现对8253的寻址。的寻址。l CLK 02是每个计数器的时钟输入端。是每个计数器的时钟输入端。计数器对此时钟信号进行计数。计数器对此时钟信号进行计数。CLK最最高频率可达高频率可达2MHz。l GATE 02门控信号门控信号,即计数器的控制输即计数器的控制输入信号入信号,用来控制计数器的工作。用来控制计数器的工作。l OU

34、T 02计数器输出信号计数器输出信号,用来产生不用来产生不同方式工作时的输出波形。同方式工作时的输出波形。 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片70图图5. 22 可编程定时器可编程定时器8253内部结构框图内部结构框图微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片715.3.2 工作方式工作方式 从内部结构图从内部结构图5.22可以看到，可编可以看到，可编程定时器程定时器8253内部有内部有3个相同的个相同的16位计数位计数器。器。1.方式方式0(计数结束产生中断计数结束产生中断) 不需不需GATE上上升沿控制

35、升沿控制l计数过程计数过程受受GATE控制控制，高电平时计数器，高电平时计数器在外部时钟作用下进行在外部时钟作用下进行减减1计数计数，低电平，低电平禁止计数。禁止计数。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片72lGATE=1时，写入控制字和计数值后，时，写入控制字和计数值后，需需1个时钟周期才将计数值传导减个时钟周期才将计数值传导减1部件，部件，而而OUT是在写入控制字和计数值后就变是在写入控制字和计数值后就变低，直至减到低，直至减到0变高，因此负脉冲宽度为变高，因此负脉冲宽度为计数值加计数值加1个时钟周期宽度（即个时钟周期宽度（即N+1）。）。通过

36、多次写入计数值可以获得多个负脉通过多次写入计数值可以获得多个负脉冲。冲。lGATE=0时，写入计数值时，写入计数值N，但计数器不，但计数器不工作，工作， GATE=1开始工作，但开始工作，但OUT输出输出端经端经N个时钟周期个时钟周期变高。变高。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片73l可作为可作为中断请求信号中断请求信号。l若在计数过程中修改计数值，写入第一若在计数过程中修改计数值，写入第一字节后计数停止，写入第二字节后，开字节后计数停止，写入第二字节后，开始以新的计数值重新开始计数。始以新的计数值重新开始计数。 微机原理及应用多媒体课件微机原理

37、及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片742.方式方式1(可编程单稳可编程单稳) GATE上升沿控制上升沿控制l 当计数值装入计数器后，要由门控当计数值装入计数器后，要由门控信号信号GATE上升沿开始启动计数上升沿开始启动计数。同时，。同时，计数器的计数器的OUT输出低电平，当计数器结输出低电平，当计数器结束时输出高电平。因此可得到一个由束时输出高电平。因此可得到一个由GATE上升沿开始，上升沿开始，直至直至计数结束计数结束的负脉的负脉冲；想再次获得负脉冲则需由冲；想再次获得负脉冲则需由GATE上升上升沿沿重新触发。重新触发。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输

38、出接口芯片输入输出接口芯片75l 若形成单个负脉冲的过程中重新改若形成单个负脉冲的过程中重新改变计数值，不会影响计数；若改变计数变计数值，不会影响计数；若改变计数同时送同时送GATE上升沿，上升沿，则前面计数停止，则前面计数停止，重新计数，但负脉冲宽度包括重新计数，但负脉冲宽度包括前面未计前面未计完完 部分。部分。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片763.方式方式2(频率发生器频率发生器)l 在该方式下在该方式下,计数器装入初值。开始计数器装入初值。开始工作后，计数器的输出工作后，计数器的输出OUT将将连续输出连续输出一个时钟周期宽的负脉冲。两负

39、脉冲之一个时钟周期宽的负脉冲。两负脉冲之间的时钟周期就是计数器装入的计数初间的时钟周期就是计数器装入的计数初值。起分频作用。值。起分频作用。 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片77l GATE为低时为低时OUT输出为高，输出为高，GATE为高时分频继续；为高时分频继续；l 计数周期应包括负脉冲所占的那一计数周期应包括负脉冲所占的那一个周期；个周期；l 在计数过程中改变计数值不影响当在计数过程中改变计数值不影响当前的计数过程，下一次分频时采用新的前的计数过程，下一次分频时采用新的计数值。计数值。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入

40、输出接口芯片输入输出接口芯片784.方式方式3(方波发生器方波发生器)l 在这种方式下，可以从在这种方式下，可以从OUT得到对得到对称的方波输出。当计数值称的方波输出。当计数值N为偶数时，前为偶数时，前N/2计数过程中输出为高，后计数过程中输出为高，后N/2计数过计数过程中输出为低；若为奇数则前（程中输出为低；若为奇数则前（N+1）/2输出为高，后（输出为高，后（N-1）/2输出为低。输出为低。l 受受GATE信号控制，为低时强迫信号控制，为低时强迫OUT输出为高，为高时则输出为高，为高时则OUT输出方波。输出方波。l 若产生方波过程中装入新值，则下若产生方波过程中装入新值，则下一个电平反映出

41、来一个电平反映出来。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片795. 方式方式4(软件触发选通软件触发选通)l 与方式与方式0类似，设置此方式后，输出类似，设置此方式后，输出OUT立即变为高电平。一旦装入计数值，计数立即立即变为高电平。一旦装入计数值，计数立即开始。计数结束时，由开始。计数结束时，由OUT输出一个宽度为一输出一个宽度为一个时钟周期的负脉冲。个时钟周期的负脉冲。计数开始时刻不受计数开始时刻不受GATE的影响。的影响。l 同样受同样受GATE控制。控制。l 若在计数过程中装入新的计数值，计数器若在计数过程中装入新的计数值，计数器从下一个时钟

42、周期开始以新的计数值进行计数。从下一个时钟周期开始以新的计数值进行计数。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片806. 方式方式5(硬件触发选通硬件触发选通)l 设置此方式后，设置此方式后，OUT输出为高电平。输出为高电平。GATE的上升沿使计数开始。当计数结束的上升沿使计数开始。当计数结束时由输出端时由输出端OUT送出一宽度为一个时钟送出一宽度为一个时钟周期的负脉冲。周期的负脉冲。l 在此方式下，在此方式下，GATE电平的高低不影电平的高低不影响计数，计数由响计数，计数由GATE的上升沿启动的上升沿启动。l 若在计数结束前，又出现若在计数结束前，又

43、出现GATE上升上升沿，则计数从头开始。沿，则计数从头开始。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片81l 从从8253的的6种工作方式中可以看到门种工作方式中可以看到门控信号控信号GATE十分重要，而且对不同的工十分重要，而且对不同的工作方式，其作用不一样。现将各种方式下，作方式，其作用不一样。现将各种方式下，GATE的作用列于表的作用列于表5.2中。中。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片82表表6.2 GATE信号功能表信号功能表 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入

44、输出接口芯片835.3.3 8253的控制字的控制字l 可编程定时器可编程定时器8253的控制字格式如图的控制字格式如图5.23所示。所示。l 8253的控制字的控制字D0用来定义用户所使用的计用来定义用户所使用的计数值是二进制数还是数值是二进制数还是BCD数。由于计数器作减数。由于计数器作减1操作，当初始计数值为操作，当初始计数值为0000时，对应最大计时，对应最大计数值。数值。 l 8253控制字中，控制字中，RL1RL0为为00时的作用将时的作用将在下面说明。在下面说明。l 8253每个计数器都有自己的每个计数器都有自己的16位的计数值位的计数值寄存器，由于其使用简单，亦不做说明。寄存器

45、，由于其使用简单，亦不做说明。 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片84图图6.21 8253的控制字格式的控制字格式微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片856.3.4 8253的寻址及连接的寻址及连接 1. 寻址寻址l 8253占用占用4个接口地址，地址个接口地址，地址由由 、A0、A1来确定，配合来确定，配合/RD和和/WR信号，可完成对信号，可完成对8253的读写操作。的读写操作。寻址信号组合功能如表寻址信号组合功能如表6.3。CS微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片

46、输入输出接口芯片86表表6.3 各寻址信号组合功能各寻址信号组合功能 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片87当对当对8253的计数器进行读操作时，可以读的计数器进行读操作时，可以读出计数值，具体实现方法有如下两种出计数值，具体实现方法有如下两种:l 使计数器停止计数时，先写入控使计数器停止计数时，先写入控制字，规定好制字，规定好RL1和和RL0的状态的状态也也就是规定读一个字节还是读两个字节。就是规定读一个字节还是读两个字节。 停止计数可用停止计数可用GATE门控信号。门控信号。 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片

47、输入输出接口芯片88l 在计数过程中读计数值。这时读在计数过程中读计数值。这时读出当前的计数值并不影响计数器的工作。出当前的计数值并不影响计数器的工作。为做到这一点，首先写入为做到这一点，首先写入8253一个特定一个特定的控制字的控制字:SC1SC000 ，这是控，这是控制字的一种形式。其中，制字的一种形式。其中，SC1SC0确定读确定读哪一个计数器，哪一个计数器，00规定将计数器中的数规定将计数器中的数据锁存于缓冲器。将此控制字写入据锁存于缓冲器。将此控制字写入8253后，就可将选中的计数器的当前计数值后，就可将选中的计数器的当前计数值锁存到一个锁存器中，而后利用读计数锁存到一个锁存器中，而

48、后利用读计数器操作读出计数值。器操作读出计数值。 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片892. 连接连接l 为了用好为了用好8253，读者必须能熟练地，读者必须能熟练地将它连接到系统总线上。图将它连接到系统总线上。图6.22就是就是8253与与8088系统总线连接的例子。系统总线连接的例子。l 在图在图6.22中，主要解决了中，主要解决了8253与与8088总线的连接。通过译码器，使总线的连接。通过译码器，使8253占占FF04HFF07H四个接口地址。假如在连四个接口地址。假如在连接中采用了部分地址译码方式，使接中采用了部分地址译码方式，使A0不

49、不参加译码，则参加译码，则8253的每一个计数器和控的每一个计数器和控制寄存器分别占用两个接口地址。制寄存器分别占用两个接口地址。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片90图6.22 8253与8088系统总线的连接地址为FF04HFF07H微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片915.3.5 初始化及其应用初始化及其应用l 逐个对计数器进行初始化。即对逐个对计数器进行初始化。即对某一计数器先写控制字，在写入计数值，某一计数器先写控制字，在写入计数值，其过程如图其过程如图6.23所示。所示。l 先写所有计数

50、器的方式字，再装先写所有计数器的方式字，再装入各计数器的计数值，其过程如图入各计数器的计数值，其过程如图6.24所所示。示。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片92图图6.23 一个计数器的初始化顺序一个计数器的初始化顺序微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片93第一种方式：第一种方式：计数器计数器0初始化程序如下初始化程序如下:lMOV AL，36H ;计数器计数器0,双字节双字节,l ;方式方式3,十六进制计数十六进制计数lOUT 43H，AL ;写入控制寄存器写入控制寄存器lMOV AL，0lOUT

51、 40H，AL ;写低字节写低字节lOUT 40H，AL ;写高字节写高字节 由于规定工作在方式由于规定工作在方式3，在，在OUT0输出端可输出端可以获得对称方波。以获得对称方波。 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片94对对计数器计数器1的初始化程序的初始化程序:lMOV AL，54H ;计数器计数器1,只写低字节只写低字节,方式方式2,二二 进制计数进制计数lOUT 43H，AL ;写入控制寄存器写入控制寄存器lMOV AL，18 ;将低字节计数值将低字节计数值18写入计数器写入计数器1lOUT 41H，AL 输入时钟约为输入时钟约为1.193

52、18MHz，18次分频后约为次分频后约为15us输出一次负脉冲，产生对输出一次负脉冲，产生对DMAC的总线请求，的总线请求，刷新动态存储器。刷新动态存储器。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片95对对计数器计数器2的初始化程序的初始化程序:l MOV AL, 0B6H ;选择计数器选择计数器2, 写双字节写双字节,方方l 式式3,二进制计数二进制计数l OUT 43H，AL ;装入控制寄存器装入控制寄存器l MOV AX，533Hl OUT 42H，AL ;送低字节送低字节l MOV AL，AHl OUT 42H，AL ;装入高字节装入高字节微机原

53、理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片96图图6.24 另一种初始化编程顺序另一种初始化编程顺序 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片97 下面我们以图下面我们以图6.22所示的连接图为例所示的连接图为例,写出写出8253以图以图6.24所示方式初始化的程序。所示方式初始化的程序。l SET8253: MOV DX，0FF07Hl MOV AL，36H ；计数器；计数器0，双字节，双字节， 方式方式3，十六进，十六进 制计数制计数l OUT DX，ALl MOV AL，71H ；计数器；计数器1，双字，双字 节

54、，方式节，方式0，十进，十进 制计数制计数l OUT DX，ALl MOV AL，0B5H ；计数器；计数器2，双字，双字 节，方式节，方式2，十，十 进制计数进制计数l OUT DX，AL 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片98lMOV DX，0FF04HlMOV AL，0A8HlOUT DX，ALlMOV AL，61HlOUT DX，ALlMOV DX，0FF05HlMOV AL，00HlOUT DX，ALlMOV AL，02HlOUT DX，ALlMOV DX，0FF06HlMOV AX，0050H微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒

55、体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片99l OUT DX，ALl MOV AL，AHl OUT DX，AL 从以上的叙述中可以看到，从以上的叙述中可以看到，8253在应用上具有很在应用上具有很高的灵活性。通过对外部输入时钟信号的计数，可以高的灵活性。通过对外部输入时钟信号的计数，可以达到计数和定时两种应用目的。达到计数和定时两种应用目的。 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片100图6.25 8253的应用举例连接简图地址为D0D0HD0D3H微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片101 在图在图6.

56、25中，外部时钟频率为中，外部时钟频率为2MHz，8253的的3个计数器个计数器OUT输出周期分别为输出周期分别为100us的对称的对称方波、方波、1s的负窄脉冲和的负窄脉冲和10s的对称方波。采用级的对称方波。采用级联方式，初始化程序。联方式，初始化程序。l INT153: MOV DX，0D0D3Hl MOV AL，36H ；计数器；计数器0l OUT DX，ALl MOV AL，200l MOV DX, 0D0D0H l OUT DX，ALl MOV AL, 01110100B ；计数器；计数器1l MOV DX，0D0D3Hl OUT DX，AL 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用

57、多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片102lMOV DX，0D0D1HlMOV AX, 10000lOUT DX，ALlMOV AL，AHlOUT DX，ALlMOV DX，0D0D3H ；计数器；计数器2lMOV AL，10110110BlOUT DX，ALlMOV DX, 0D0D2HlMOV AL，10lOUT DX，ALlHLT103Research Center of Information and Control Engineering, Xian University of Technology串行通讯及可编程串行接串行通讯及可编程串行接口芯片口芯片82508250专专

58、业：业：自动化自动化教教 师：焦尚彬师：焦尚彬学学 生：生：09级级自动化自动化 微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片104一、概述一、概述l 微机中的通信分为两种：并行和串行。微机中的通信分为两种：并行和串行。l 并行通信：将构成一组的数据同时传送，有并行通信：将构成一组的数据同时传送，有多少位数据就需要多少根线，且传输距离近，多少位数据就需要多少根线，且传输距离近，但速度快。但速度快。l 串行通信：将数据一位接一位传送，传输速串行通信：将数据一位接一位传送，传输速

59、率低，但需要的数据线少，传送距离远。率低，但需要的数据线少，传送距离远。l 在串行通信中在串行通信中,经常采用两种最基本的通信经常采用两种最基本的通信方式方式,一种是同步通信一种是同步通信,一种是异步通信。一种是异步通信。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片105 1.同步通信同步通信l 所谓同步通信是指，在约定的波特率所谓同步通信是指，在约定的波特率(每每秒钟传送的位数秒钟传送的位数)下，发送端和接收端的频率下，发送端和接收端的频率保持一致保持一致(同步同步)。 其传送位数不受限制，但收其传送位数不受限制，但收发器复杂，成本高。发器复杂，成本高。

60、微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入输出接口芯片106 同步通信有很多种，常用的几种如图同步通信有很多种，常用的几种如图6.28。 l 在图在图6.28中，除数据场的字节数不受限制中，除数据场的字节数不受限制外，其他如同步字符和外，其他如同步字符和CRC校验均为校验均为8位。其位。其中：中：l 图图(a)为单同步格式，传送一帧数据仅使用为单同步格式，传送一帧数据仅使用一个同步字。一个同步字。l 图图(b)为双同步字格式，这时利用两个同步为双同步字格式，这时利用两个同步字进行同步。字进行同步。微机原理及应用多媒体课件微机原理及应用多媒体课件 输入输出接口芯片输入