微型计算机原理及接口技术第八章

1、第八章：定时器第八章：定时器8253A和并口和并口8255一、概述概述n实现定时和计数有两种方法：硬件定时和软件定时。n软件定时是利用CPU每执行一条指令都需要几个固定的指令周期的原理，运用软件编程的方式进行定时。n硬件定时，是利用专门的定时电路实现精确定时。这种定时方式又可分为简单硬件定时和利用可编程接口芯片实现定时。 1. 8253定时计数器结构及功能定时计数器结构及功能 8253的结构框图的结构框图8D7-D0计 数 器0 号控 制 字 寄存 器计 数 器1 号计 数 器2 号内部数据总线数 据 总 线缓 冲 器读 /写逻 辑RDW RA0A1CSCLK0GATE0OUT0CLK1GAT

2、E1OUT1CLK2GATE2OUT2l 8253的引脚配置的引脚配置D0D1D2D3D4D5D6D7RDWRA0A1CSVcc地电源线控制线数据线CLK0GATE0OUT0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2GATE2OUT2计数器0 号计数器1 号计数器2 号91110151413181617876543212223192212412三个记数通道均有一个三个记数通道均有一个CLK，OUT，GATEnCLK：时钟输入引脚。每个计数器对CLK输入脉冲进行计数。CLK可以是均匀，连续，周期精确的；也可以是不均匀，断续，周期不定的。nOUT：减一

3、计数零/定时时间到的脉冲输出。nGATE：门控输入，是外部控制计数器工作的信号线，它不但能启动定时器工作，也可用来中止计数或定时操作。A1A0编码与8253内部寄存器的对应关系 8253寄存器寻址寄存器寻址CS RD WR A1 A0寄存器选择和操作寄存器选择和操作0 1 0 0 0写入写入0通道计数寄存器通道计数寄存器0 1 0 0 1写入写入1通道计数寄存器通道计数寄存器0 1 0 1 0写入写入2通道计数寄存器通道计数寄存器0 1 0 1 1写入控制字寄存器写入控制字寄存器0 0 1 0 0读读0通道锁存器通道锁存器0 0 1 0 1读读1通道寄存器通道寄存器0 0 1 1 0读读2通道

4、寄存器通道寄存器28254的方式控制字的方式控制字/状态字状态字8253控制字格式控制字格式D7D6D5D4D3D2D1D00=二进制1=二十进制工作方式选择000=方式 0001=方式 1010=方式 2011=方式 3100=方式 4101=方式 5通道控制字寻址00=通道 0 控制寄存器01=通道 1 控制寄存器10=通道 2 控制寄存器11=不用读写操作00=锁定当前计数值01=读/写计数器低 8 位10=读写计数器高 8 位11=先读/写计数器低 8 位再 读/写计数器高 8 高位n读出控制字条件:D7D6=11,D0=0D5=0 锁存计数值,以便CPU读取D4=0 锁存状态信息于状

5、态寄存器D3D1为计数器选择, 分别为1表示选中计数器2;1;0n状态字D5D0:与方式控制字的对应意义相同D7:为1表示OUT 输出高电平,为0为低电平D6:为1表示无效计数,为0表示计数初值已装入减1计数.本节以下各例均设8253占用端口地址40H43H。方式0 减1计数到0时发中断请求 38254的工作方式及举例的工作方式及举例（设计数初值为3）写计数值写CWCLKGATE（允许计数高电平）WROUT00123GATE22231OUT00例：设例：设8254计数器通道计数器通道0工作于方式工作于方式0，用，用8位二位二进制计数，其计数值为进制计数，其计数值为50，二，二十进制，则它的十进

6、制，则它的初始化程序段如下：初始化程序段如下：lMOV AL，11H ；设置控制字设置控制字lOUT 43H，AL ；写入控制字寄存器写入控制字寄存器lMOV AL，50 ；设置计数初值设置计数初值lOUT 40H，AL ；写入计数初值寄存器写入计数初值寄存器开始计数CLKWRGATEOUT1GATEOUT13 2 1 3 2 1 03 2 1 0重新开始计数不停计数CWLSBl方式方式1的时序图的时序图 方式方式1 可编程单脉冲输出可编程单脉冲输出例：设计数器通道例：设计数器通道1工作于方式工作于方式1，按二进制计数，按二进制计数，计数初值为计数初值为40H，它的初始化程序段为：它的初始化程

7、序段为：MOV AL，62H ；工作方式控制字工作方式控制字OUT 43H，ALMOV AL，40H；送计数初值送计数初值OUT 41H，ALl 方式方式2的时序图的时序图3213高电平 1CWLSBCLKWRGATE2OUT2GATE2OUT2自动重复计数321禁止计数321重新开始计数方式方式2 周期性时间间隔计时器（频率发生器）周期性时间间隔计时器（频率发生器） 例：设例：设8254计数器计数器0工作于方式工作于方式2，按二进制计，按二进制计数，计数初值为数，计数初值为0304H。MOVAL，00110100B；设控制字，通道设控制字，通道0，先读先读/写高写高8位位 ；再读写低；再读写

8、低8位，方式位，方式2，二，二进制。进制。OUT 43H，ALMOV AL，04H ；送计数值低字节送计数值低字节OUT 40H，AL MOV AL，03HOUT 40H，AL ；送计数值高字节送计数值高字节l方式3的时序图CLKWRGATE3OUT3(N=奇数)OUT3(N=偶数)高电平 1543自动重复计数215（0）43CWLSB43214321方式方式3 方波发生器方波发生器例：设例：设8254计数器计数器2工作在方式工作在方式3，按二，按二十十进制计数，计数初值为进制计数，计数初值为4，则它的初始化程序，则它的初始化程序段如下：段如下：MOV AL，10010111B；计数器计数器2

9、，只，只读读/写低写低8位，工作方式位，工作方式3，二，二十进制十进制OUT 43H，AL；控制字送控制字寄存器控制字送控制字寄存器MOV AL，4；送计数初值送计数初值OUT 42H，AL高电平 1CWLSB3210CLK1禁止计数3213210重新开始计数CLKWRGATE4OUT4GATE4OUT4l 方式方式4的时序图的时序图方式方式4 软件触发选通软件触发选通例：设例：设8254计数器计数器1工作于方式工作于方式4，按二进，按二进制计数，计数初值为制计数，计数初值为3，则初始化程序段为：，则初始化程序段为：MOV AL，058H ；设置控制字寄存器设置控制字寄存器OUT 43H，AL

10、；送控制字送控制字MOV AL，3；置计数初值置计数初值OUT 41H，AL；送计数初值送计数初值3213210重新开始计数CWLSB3210 1CLKWRGATE5OUT5GATE5OUT5开始计数不停计数l 方式方式5时序图时序图方式方式5 硬件触发脉冲硬件触发脉冲例：设例：设8254的通道的通道1工作于方式工作于方式5，按二进制，按二进制计数，计数初值为计数，计数初值为4000H，则它的初始化程序则它的初始化程序段为：段为：MOV AL，01101010B ；通道通道1，只读写高字，只读写高字节，方式节，方式5，二进制计数。，二进制计数。OUT 43H，ALMOV AL，40HOUT 4

11、1H，AL ；送计数初值送计数初值48254的初始化编程的初始化编程初始化编程的步骤:1.写入计数器控制字,规定工作方式2.写入计数值如果要读计数值,则读之前先写读出控制字5PC/XT机中机中8254的应用的应用（1）计数器0：用于产生实时时钟信号,作为电子钟的时钟基准。（2）计数器1：每隔15us产生一脉宽为840ns的负脉冲，用于产生动态存储器刷新的地址更新信号（3）计数器2：输出900HZ左右的方波信号，产生扬生器的发音驱动信号返回本节返回本节n计数器0Mov al，33hOut 43h，alMov al，80hOut 40h，alMov al，50hOut 40h，aln计数器1Mov

12、 al，54h out 43h，al Mov al，12h out 41h，aln计数器2Mov al，0b6h out 43h，alMov ax，533hOut 42h，alMov al，ahOut 42h，al 并行通信和接口并行通信和接口8255A一、简单并行口一、简单并行口二、二、82558255A A可编程并行接口可编程并行接口一、一、 简单并行口简单并行口1并行输入稳定量的输入、变化量的输入。如三态缓冲器74LS244。2并行输出输出接口中要有数据锁存能力，以便输出设备能够得到正确的数据。如锁存器74LS273。 3双向输入/输出接口利用数据总线进行双向传送信息。如双向三态门74L

13、S245。 返回本节返回本节二、二、 8255 8255A A可编程输入可编程输入/ /输出接口输出接口18255A的结构框图（如图所示），从功能上来分，8255A的结构可分为：总线接口电路、内部控制逻辑和输入/输出接口电路。 （1）总线接口电路数据总线缓冲器和读/写控制逻辑。（2）内部控制逻辑（3）输入/输出接口电路l8255A的结构框图的结构框图内部数据总线PB7PB0B 组B 口(8 位 )PC3PC0B 组C 口(4 位 )PC7PC4PA7PA0A 组A 口(8 位 )A 组C 口(4 位 )A 组控 制B 组控 制D7D0数 据总 线缓 冲 器读 /写控 制逻 辑R DW RA1A

14、0R ESETC S28255A的引脚说明的引脚说明 8255A是40根引脚，双列直插式芯片。40根引脚的分布图如图所示，这些引脚可分成：（1）与外设连接的引脚（2）与CPU连接的引脚l 8255A引脚分布图引脚分布图A口B口C口PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7D0D1D2D3D4D5D6D7A0A1CSRDWRRESETVccGND34 433 332 231 130 4029 3928 3827 37 18 8255A 199 208 216 225 2336 2435 25 1

15、4 15 16 17 1326 127 11 10l 8255A端口选择表端口选择表 38255A的编程控制字的编程控制字 （1）工作方式控制字：用来设定通道的工作方式及数据的传送方向的。（2）C口按位置位/复位控制字：向控制寄存器写入控制字，而使它的每一位置位或复位。（3）两个控制字的差别工作方式控制字放在程序的开始部分；按位置位/复位控制字可放在初始化程序以后的任何地方。l 8255A工作方式控制字格式l 8255AC口按位置位/复位控制48255A的工作方式及应用的工作方式及应用（1）8255A的方式0及其应用特点：1、任何一个端口可作为输入口，也可作为输出口，各端口之间没有规定的必然性

16、。2、各个端口的输入或输出，可以有16种不同的组合，适宜多种使用场合。l 系统连接图系统连接图8255A的的A口地址：口地址：00C0H、B口地址：口地址：00C2H C口地址：口地址：00C4H、控制口地址：控制口地址：00C6H MOV AL，91H；A、C低为输入，B、C高为输出OUT 0C6H，ALIN AL，0C0HOUT 0C2H，ALIN AL，0C4HAND AL，01；保留C0的值MOV CL，4SHL AL，CL；送至C4OUT 0C4H，AL8255A的的A口地址：口地址：00D0H、B口地址：口地址：00D2H C口地址：口地址：00D4H、控制口地址：控制口地址：00

17、D6H PP：MOV AL，81HOUT 0D6H，ALMOV AL，0DHOUT 0D6H，ALLPST：IN AL，0D4HAND AL，04HJNZ LPSTMOV AL，CLOUT 0D0H，ALMOV AL，0CHOUT 0D6H，ALINC ALOUT 0D6H，AL。 8255A的工作方式及应用的工作方式及应用8255A方式方式1的工作特点：的工作特点：n端口端口A和端口和端口B可以分别作为两个数据口工作可以分别作为两个数据口工作在方式在方式1，并且任何一个可作为输入口或者输，并且任何一个可作为输入口或者输出口。出口。n如果如果A或或B只有一个工作在方式只有一个工作在方式1，那么

18、端口，那么端口C中就有中就有3位被规定为配合方式位被规定为配合方式1的信号，另外一的信号，另外一个端口可以工作方式个端口可以工作方式0，端口，端口C中的其它位可以中的其它位可以工作在输入或输出。工作在输入或输出。nA和和B都工作在方式都工作在方式1时，端口时，端口C的剩余的剩余2位仍可位仍可作为输入或输出。作为输入或输出。图 6-15 方式 1 输入时序从外设输入PA7PA0（PB7PB0）STBRDIBFINTRtPHtSItSIBtSTtPStRIBtRITl 8255A方式方式1输出输出（a）A通道方式1引脚配置 （b）B通道方式1引脚配置OBFaACKaINTRaI/OWRPC7PC6

19、PC3PA7PA0INTEAPC4、PC5STBbINTRbACKbWRPC1PC2PC0PB7PB0INTEBl 8255A方式1输出时序OBFWR输出INTRACKtWOBtWBtAOBtAKtAITtWIT 8255A方式1状态字D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0I/O I/O IBFa INTEa INTRaOBFa INTEa I/O I/O INTRaA组 状 态INTEb IBFb INTRbINTEb OBFb INTRbB组 状 态方式方式1的应用的应用A口地址：口地址：00C0H、B口地址：口地址：00C2H、C口地址：口地址：00C4H、B口地址：口地址：00C6HMAIN：MOV AL，0A0HOUT 0C6H，ALMOV AL，01OUT 0C6H，ALXOR AX，AXMOV DS，AXMOV AX，2000HMOV W