微机课件(第七章)

第七章外围接口器件及应用本章重点可编程定时/计数器82541.计数/定时器8254编程结构和工作原理2.8254控制寄存器的格式和编程3.8254的典型工作模式及其使用可编程并行接口芯片8255A1.并行接口芯片8255A与CPU信号连接2.并行接口芯片8255A与外设信号连接3.8255A的三种工作方式和设置方法可编程串行接口芯片8251A1.串行通信的基本概念2.串行通信的几种工作方式7.1可编程定时器/计数器8254计数/定时器8254的编程结构8254工作原理

8254控制寄存器的格式和编程8254工作模式及应用举例1234定时信号的获取方法 （1）软件方法 使用延迟子程序

（2）硬件方法 使用计数器/定时器

7.1.18054的内部结构1．公共控制模块①数据总线缓冲器8位双向三态缓冲器，与数据总线接口。

功能：往计数器设置初值从计数器读取计数值往控制寄存器设置控制字7.1.18054的内部结构②读写控制逻辑电路

片选信号CS有效的条件下，进行读写操作。

A1、A0对计数器和控制寄存器寻址RD 读信号WR 写信号CS 片选信号③控制字寄存器

寄存初始化编程时的命令字，只写。1．公共控制模块数据缓冲器8位双向三态缓冲器，与数据总线接口功能：1.往计数器设置初值2.从计数器读取计数值3.往控制寄存器设置控制字读写控制逻辑电路片选信号CS有效的条件下，进行读写操作。

A1、A0对计数器和控制寄存器寻址RD 读信号WR 写信号CS 片选信号控制寄存器寄存初始化编程时的命令字，只写。2．计数器（3个）8254内部有3个结构相同彼此独立

的计数器——计数器0，1，2。计数频率可高达10MHz。16位长度。每个计数器对外有3个引脚：—GATE为门控信号，—CLK为计数脉冲输入，—OUT为计数器输出端。

6.1.28254的引脚功能

24引脚，双列直插式封装，+5V电源。3个计数器，每个计数器内部有：—8位的控制寄存器—16位的计数初值寄存器—计数执行部件—输出锁存器

1．8254的端口地址

2．8254端口的读写操作7.1.38254的工作方式六种工作方式方式0——计数结束产生中断方式1——可重复触发的单稳态触发器方式2——分频器方式3——方波发生器方式4——选通信号发生器方式5——1．方式0——事件计数器（计数结束产生中断）a、门控信号GATE必须为1，计数器才能计数；b、计数时通道输出端OUT一直为0；c、通道计数器计数到0后，OUT由0到1，同时计数器停止工作。2．方式1——硬件启动的单脉冲发生器

（可重复触发的单稳态触发器）a、门控信号GATE是触发信号，上升沿有效。即开始计数是由GATE的上升沿触发的；b、触发后，通道计数器开始计数，输出端OUT由高变低；c、

计数器计数到0，OUT再由低变高。3．方式2——脉冲发生器（分频器）a、GATE门为1，计数器才能工作，对CLK端上的脉冲进行计数；b、当计数器“减”计数到1时，输出端由高变低，再经过一个CLK周期，即计数器计数到0时，输出端OUT又跳变为高。所以方式2输出周期性负脉冲信号，其宽度固定为一个CLK周期；c、当计数器的值减为0时，自动重新装入计数初值，实现循环计数。4．方式3——方波发生器

方式2虽然可以作分频电路，但其输出是窄脉冲，如果是方波，就只有选方式35．方式4——软件启动的单脉冲发生器a、

门控信号GATE为高电平，计数器开始减1计数，OUT维持高电平；b、

当计数器减到0，输出端OUT变低，再经过一个CLK输入时钟周期，OUT输出又变高。6．方式5——硬件触发的单脉冲发生器a、用门控上升沿触发即硬件触发b、计数到0时，输出端一个宽度为1个时钟周期的负脉冲，然后又自动变为高电平。6.1.48254的命令字与初始化编程1．控制字6.1.48254的命令字与初始化编程2.8254的编程命令编程原则：①设置初值前必须先写控制字②初值设置要符合控制字中的格式规定编程命令有两类：①读出命令②写入命令设置控制字命令设置初始值命令锁存命令

6.1.58254应用举例例1设8254口地址为200H~203H，GATE0为高电平，CLK0接2MHz方波，要求OUT0端输出500Hz的连续脉冲。分析：0号计数器，地址：200H 控制寄存器地址：203H 先写计数值低8位，再写高8位 工作方式2 二进制或BCD码均可 计数值设定：2MHz/500Hz=4000控制字：00110100BMOV DX,203H ；控制端口MOV AL,00110100B ；二进制OUT DX,ALMOV DX,200H ；计数器0MOV AX,4000OUT DX,ALMOV AL,AHOUT DX,AL例2编程时系统扬声器发出800Hz的音箱，当主机键盘按下任意键时停止。 电路条件：PC机分配给8254的地址：40H~43HCLK0~CLK2频率：1.193182MHzGATE0,GATE1接+5V系统外接还有8255A例3下图为8253用作方波发生器与8088总线的接口方法。图中仅用了A7~A2作为8253片选地址线，产生片选信号Y1与8253的CS端相连。要求计数器2用作方波发生器产生40KHz方波输出。已知CLK2时钟端输入信号频率为2MHz。

8253与8086总线的连接【例】现有一个高精密晶体振荡电路，输出信号是脉冲波，频率为1MHz。要求利用8253做一个秒信号发生器，其输出接一发光二极管，以0.5秒点亮，0.5秒熄灭的方式闪烁指示。设8253的通道地址为80H～86H（偶地址）解：1、时间常数计算这个例子要求用8253作一个分频电路，而且其输出应该是方波，否则发光二极管不可能等间隔闪烁指示。频率为1MHz信号的周期为1微秒，而1Hz信号的周期为1秒，所以分频系数N可按下式进行计算：【例】由于8253一个通道最大的计数值是65536，所以对于N＝1000000这样的大数，一个通道是不可能完成上述分频要求的。由于即取两个计数器，采用级联方式。

2、电路OUT0GATE0CLK01MHz8253通道0＋5VOUT1GATE1CLK11KHz8253通道1【例】

3、工作方式选择由于通道1要输出方波信号推动发光二极管，所以通道1应选工作方式3。对于通道0，只要能起分频作用就行，对输出波形不做要求，所以方式2和方式3都可以选用。

这样对于通道0，我们取工作方式2，BCD计数；对于通道1，我们取工作方式3，二进制计数（当然也可选BCD计数）【例】4、程序 moval,00110101b ；通道0控制字 out86h,al moval,00 ；通道0初始计数值 out80h,al moval,10h out80h,al moval,01110110b；通道1控制字 out86h,almoval,0e0h ；通道1初始计数值，03E8H=1000BCD out82h,al moval,03h out82h,al【例】例4计件系统。计件系统的功能就是记录脉冲的个数。一个脉冲代表一个事件，比如交通道路检测系统中通过检测点的车辆，工业控制系统中流水线上已加工好的工件。要求在计件过程中，PC机可以显示当前计数器的内容，当完成10000个工件记录后，系统发出1KHz信号推动喇叭发音通知用户。

解：1、电路。需要两个通道，一个作为计数，选用通道0。另一个产生1KHz信号，选用通道1。工作原理如下，传感器电路把物理事件转换为脉冲信号输入到通道0计数，当记录10000个事件后，通道0计数器溢出，GATE端输出高电平，这时通道1开始工作，产生1KHz信号推动喇叭发音OUT0GATE0CLK01MHz8253通道0＋5VOUT1GATE1CLK18253通道1计件脉冲驱动放大【例】2、工作方式选择对于通道1，由于要产生1KHz信号，故选用工作方式3。对于通道0，要求初始计数值写入计数通道后，计数器就可以工作，则通道0的启动方式应是软件启动。另外由于要求计数溢出后产生一个信号来启动一个事件，即喇叭发音，故可选的工作方式为方式0和方式4，对于图所示方案，通道1的GATE信号由通道0的OUT信号产生，这个OUT信号应该是电平型的，所以通道0应选用方式0。

【例】3、时间常数N0＝10007.2可编程并行接口芯片8255A8255A与CPU接口的信号连接8255A与外设的信号连接8255A三种工作方式和设置应用举例1234并行接口芯片8255A特点传输速度快信息率高用电缆多6.2.18255A的内部结构与外部引脚下图为典型的并行接口和外设连接的示意图

1.数据端口A、B、C端口A、B、C每一个对应1个8位数据输入锁存器1个8位输出锁存器/缓冲器通常使用方法：端口A、B作为独立的输入或者输出端口端口C配合端口A、B2.A组控制和B组控制（1）A组控制电路控制端口A和端口C的高4位的工作方式和读写操作。（2）B组控制电路控制端口B和端口C的低4位的工作方式和读写操作。3.8255A的芯片引脚信号4.与外设一侧相连的信号PA7～PA0——A组数据信号；PB7～PB0——B组数据信号；PC7～PC0——C组数据信号。5.与CPU一侧相连的信号RESET 复位信号，高电平有效。D7～D0 数据线。CS 片选信号。RD 读出信号。WR 写入信号。A1、A0 端口选择信号。6.8255A的端口编址与读写操作8255工作方式8255A方式选择注意：有三种基本工作方式：方式0——基本的输入输出方式方式1——选通的输入输出方式方式2——双向传输方式只有端口A能工作在方式2同一组的两端口可分别工作在输入和输出方式1.方式0—基本型输入输出方式方式0的工作特点端口可作为输入口，也可作为输出口。可以有16种不同的组合2.方式1—选通型输入输出方式1的特点端口A、B可分别工作在方式1。端口C配合方式1控制字输入方式1示意图控制字工作方式1信号说明上图控制信号说明：STB选通信号IBF缓冲器满信号INTR送往CPU的中断请求信号INTE中断允许信号下图为方式1的输入时序方式1输出时序OBF输出缓冲器满信号ACK外设响应信号INTR中断请求信号INTE中断允许信号方式1时输出端口对应的控制信号和状态信号

3.方式2---双向数据传输方式2的特点只适用于端口A。端口C用5个数位提供控制和状态信号。方式2的使用场合一个并行外设既可以作为输入又可以作为输出输入输出动作不会同时进行6.2.28255A的控制字与初始化编程控制字分为两类：各端口的方式选择控制字；C端口按位置1/置0控制字。1.方式选择控制字2.C端口置1/置0控制字置1/置0控制字注意：

必须写入控制口

D0位决定置1或置0

D3、D2、D1位决定了对哪一位操作

D7位必须为0置1/置0控制字注意：必须写入控制口D0位决定置1或置0D3、D2、D1位决定了对哪一位操作D7位必须为03.8255A初始化编程步骤：

写方式控制字到控制端口

如工作在方式1、2查询，设置端口C6.2.48255A应用举例电路LED数码管段码表

例：8255A的A口和B口工作在方式0，A口为输入端口，接有四个开关。B口为输出端，接有一个七段发光二极管，连接电路如图所示。试编一程序要求七段发光二级管显示开关所拨通的数字。电路LED数码管段码表

moval,90h ；设置8255方式字movdx,ctrl_portoutdx,almovdx,a_portinal,dx ;取键盘信息notalandal,0fh ；屏蔽高4位movbx,offsettab1 ；取段码表首地址xlat ；查表得段码movdx,b_port ；输出显示outdx,al例2：8255A的A口和B口分别工作在方式1和方式0，A口为输入端口，接有8个开关。B口为输出端，接有8个发光二极管，连接电路如图所示。现要求用方式1把改变后的键信息输入到CPU并通过B口显示。8255AKK7K0PA0PA7……PC4PB0PB7PC5LED0LED7LED……STBAIBFA例3：与打印机接口

在某一8086系统中接有一个打印机，8255A作为输出接口。工作在方式0，试编一程序将缓冲区BUFF内的400H个字节的ASCII码送打印机打印。打印机具体工作过程如下：1、数据线D7—D0出现有效数据；2、STB有效，通知打印机，接口给打印机一个数据，数据从数据线进入打印机；3、BUSY有效，告诉接口，打印机正在打印数据。打印完毕，BUSY变为无效，表示打印结束。8255APA0PA7……打印机D0D7PC0PC4STBBUSY例4、人机交互接口——动态显示常用的显示称为动态显示，它采用扫描显示技术，可以使硬件开销降低很多。对于一个8位数据显示，它就需要两个输出端口就可以了。其电路如图所示。在两个输出端口中，一个称为段信号通道，它用来输出要显示数据的段码；另一个称为位信号通道，用来决定当前要显示数据的位置。…………A口8255APA7||PA0B口8255APB7||PB0………………+5V段信号通道位信号通道段驱动位驱动LED6LED7…………例5、人机交互接口——键盘扫描左图所示为矩阵式键盘电路,其特点是由按键组成一个矩阵，矩阵的行线和列线分别作为两个传输方向相反的I/O接口信号，比如行线作为输号线，或反之。8255APC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7+5VK8K10K9K11K0K2K1K3K4K6K5K7K12K14K13K157.3串行通信串行通信基本概念及通信协议接口标准及接口设计接口芯片应用举例1234并行通信的缺点通信线路费用昂贵由于众多的连接线容易引起码间串扰，而且易发生线路故障，大大降低整个通信系统的可靠性。串行通信特点传送的信息按位顺序传送。特点-信息包括数据信息+控制联络信息-数据传输方式：全双工和半双工-信息格式：同步和异步-需要逻辑电平转换