常用可编程接口芯片课件

常用可编程接口芯片8.1可编程定时/计数器8253定时/计数的用途：定时中断、定时检测、定时扫描、实时控制中的采样、DRAM定时刷新等定时和计数本质上是一样的计数的信号随机，定时的信号具有周期性定时方法软件定时：利用一段循环程序实现延时缺点：CPU占用率？延时精度？兼容？硬件定时：定时/计数器电路不可编程定时：采用中小规模IC构成，定时值不可改变可编程定时：采用可编程计数器完成，软件可改变计数值

8253是一种可编程定时/计数器芯片8.1.18253的内部结构及功能一、内部结构

A1A0选择00计数通道001计数通道110计数通道211控制寄存器二、计数器的通道结构控制逻辑CRHCRLOLHOLLCECLKGATEOUT读/写格式：只读/写低8位，高8位自动清零只读/写高8位，低8位自动清零先读/写低8位，后读/写高8位读出当前计数值的方法直接读：用GATE信号使计数器停止，再规定读写格式，然后读出。锁存读：利用锁存指令，先锁存当前计数值，再用输入指令将16位计数值读出。三、定时/计数的工作过程1.设置8253的工作方式

2.设置计数初值到初值寄存器

3.第一个CLK信号使初值寄存器的内容置入计数器

4.以后每来一个CLK信号，计数器减15.减到0时，OUT端输出一特殊波形的信号注：以上计数过程中还受到GATE信号的控制四、计数启动方式软件启动过程硬件启动过程GATE端保持为高电平写入计数初值后的第2个CLK脉冲的下降沿开始计数GATE端有一个上升沿对应CLK脉冲的下降沿开始计数程序指令启动————软件启动外部电路信号启动——硬件启动8.1.28253的工作方式一、方式0（软件启动，不自动重复计数）①控制字写入后OUT即变为低电平；②计数初值写入后在下一个CLK下降沿才送入计数器，当计数器为0时，输出OUT变为高电平；③当GATE变为低电平时计数停止，再变为高电平时计数继续进行；④若想再次OUT输出，必须重写计数值。二、方式1（硬件启动，可重复触发）主要特点：写入CW后OUT变为高电平，然后写入计数初值，当GATE上升沿触发后，OUT变为低电平并开始计数，归零时OUT变为高电平；门控信号GATE端的跳变触发计数，可重复触发；若下一次GATE上升沿提前到达，则OUT端负脉冲拉宽为两次计数过程之和；计数过程中写入新初值不影响本次计数

三、方式2（分频器）

主要特点：软、硬件启动，自动重复计数。装入初值后OUT端变高电平，计数过程中OUT端为高电平，计数到１时OUT输出负脉冲，并连续重复此过程(周期性负脉冲)。四、方式3（方波发生器）主要特点：方式3的OUT输出是周期性的方波。（若计数值n是偶数，则输出OUT是对称方波；若计数值n是奇数，则输出OUT在(n+1)/2计数期间保持为高电平，而在(n-1)/2计数期间保持为低电平。）五、方式4（软件触发选通）主要特点：

*计数过程中，GATE端应保持高电平。

*每写入一次初值，计数一个周期，然后停止计数。

*方式4的OUT输出是一次性负脉冲。

*若想再次OUT输出，须再次写入计数值。六、方式5（硬件触发选通）主要特点：

*方式5的OUT输出是一次性负脉冲。

*若想再次OUT输出，只须再次启动GATE脉冲。8253工作方式小结：写入CW后，方式0输出即变低，其余5种方式输出均变高。方式0：用来实现定时或对外部事件进行计数。方式1：用来产生单脉冲。方式2：产生序列负脉冲，每个负脉冲的宽度与CLK的周期相同方式3：产生连续的方波。方式2和方式3都实现对CLK的n分频方式4和方式5的波形相同，都是计数器归0后的1个负脉冲，宽度为1个CLK。方式2、4、5的输出波形是相同的，都是宽度为一个CLK周期的负脉冲。但方式2是连续的，方式4是由软件（设置初值）触发启动，而方式5由硬件（门控脉冲）触发启动。方式1、5触发计数方式相同，但输出波形不同。方式1为输出n个CLK脉冲周期的负脉冲(计数过程中输出为低)，而方式5输出的是宽度为1个CLK脉冲周期的负脉冲（计数过程输出为高）8.1.38253的控制字M2M1M0：计数器工作方式选择

000方式0001方式1x10方式2x11方式3100方式4101方式5BCD：计数器进制选择

016位二进制计数器

1BCD码计数器SC1SC0：计数器通道选择

00通道001通道110通道211非法RL1RL0：计数器读写选择

00计数器锁存

01只读写低8位

10只读写高8位

11先读写低8位,再读写高8位用于确定各计数器的工作方式。每个计数器都必须初始化一次。CPU通过OUT指令把控制字写入控制寄存器。8.1.48253的应用一、与系统的连接CLKGATEOUTD0~D7WRRDA1A0CSDBIOWIORA1A0译码器高位地址A15-A28253占用4个接口地址：

计数器0

计数器1

计数器2

控制寄存器共三组二、8253的编程

设置控制字（写入控制寄存器地址）

赋计数初值（写入相应计数器地址）读计数器内容（从相应计数器地址读出）初始化写控制字写计数值低8位写计数值高8位非必须写入顺序：

可按计数器分别写入控制字和初值。

也可先写所有计数器控制字，再写入它们的初值包括1、对计数器赋计数初值控制字写完后，接着赋计数初值。计数初值写入计数器的格式必须按照控制字的RL1、RL0的读写指示来写。另外，当D0=0时，即选择二进制计数，计数初值可在0～FFFFH之间选择。当D0=1时，即选择BCD码计数，计数初值可在0～9999之间选择。若想扩大计数范围，可以将两个或三个计数器级连使用。即将一计数器的OUT信号与另一计数器的CLK信号相连接。8253OUT1GATE1CLK1OUT0GATE0CLK0+5V+5V1MHz1KHz1Hz例1

若要使计数器1工作在方式0，仅用8位二进制计数，计数值为128，试对其进行初始化编程。假设3个计数器和控制寄存器的端口地址为：70H～73H

MOVAL，50H；写控制字01010000OUT73H，ALMOVAL，80H；写计数初值，只写低八位

OUT71H，AL

例2

若要使计数器0工作在方式1，按BCD码计数，计数值为3000，试对其进行初始化编程。

MOVAL，23H；00100011OUT73H，ALMOVAL，30H；计数初值只写高八位

OUT70H，AL

2、读计数器的内容8253的读操作只能读计数器的值，而不能读控制字。若读16位计数值，则对该计数器读两次，先读低8位，再读高8位。如果在计数过程中读计数器内容，则需发锁存命令。计数器的锁存命令是用一个字节的最高两位D7和D6指定要锁存的计数器；D5和D4必须为00作为锁存命令的标志。而低4位可为全0。它是控制字的一种特殊形式，所以要把此锁存命令写到控制字寄存器中去。可见，3个计数器的锁存命令分别为00H，40H和80H。

例3若要使计数器2工作在方式2，按二进制计数，计数值为1110H。要在计数过程中读取该计数器的计数值。试对其进行初始化编程。

MOVAL，0B4HOUT73H，ALMOVAL，10HOUT72H，ALMOVAL，11HOUT72H，ALMOVBH，20H;让8253工作一段时间，在读它的

W：DECBH;计数值

JNZW

MOVAL，80H;对计数器2进行锁存，它的某个计

OUT73H，AL;数值就锁存到它的锁存寄存器里

INAL，72HMOVCL，AL；先读低8位

INAL，72H；再读高8位

MOVAH，ALMOVAL，CL

例4系统中有一片8253芯片，利用其通道1完成对外部事件计数，计满250次向CPU发出中断申请；利用2通道输出频率为1kHz的方波，试编写8253的初始化程序，硬件电路如图。三、8253的应用A7A6A5A4A3A2

MOVAL，71H；通道1控制字01110001OUT1FH，AL

MOVAL，0A7H；通道2控制字10100111OUT1FH，AL

MOVAL，50H；通道1计数值低8位

OUT1DH，AL

MOVAL，02H；通道1计数值高8位

OUT1DH，AL

MOVAL，20H；通道2计数值高8位

OUT1EH，AL端口地址分析：1CH、1DH、1EH、1FHN1=250,N2=Tout/Tclk=fclk/fout=2000例58253通道2接有一发光二极管，要使发光二极管以点亮2s，熄灭2s的间隔工作，8253各通道端口地址分别为FFE9H~FFEFH。其电路硬件图如图。试编程完成以上工作。N=Tout/Tclk=4×106=N1×N2=4000×1000MOVDX，0FFEFH；控制字端口地址

MOVAL，65H；通道1控制字

OUTDX，AL

MOVAL，0A7H；通道2控制字

OUTDX，AL

MOVDX，0FFEBH；通道1端口地址

MOVAL，40H；通道1计数值高8位

OUTDX，AL

MOVDX，0FFEDH；通道2端口地址

MOVAL，10H；通道2计数值高8位

OUTDX，AL例6有如下接口原理图。要求发光二极管L0亮5秒后就熄灭；L1在K1启动后亮6秒后就熄灭；L2亮4秒灭4秒交替进行。写出初始化程序片段。

IORIOWA0A1A2Y5分析：由译码电路分析可知，8253芯片计数器1、计数器2、计数器3及控制端口的地址分别为94H，95H，96H，97H。根据接口图及题目要求，8253的计数器0应该工作在方式0，计数初值N0＝5000；计数器1应工作在方式1，N1=6000；计数器2应工作在方式3，N2=8000。

MOVAL，21H；初始化计数器0，00100001OUT97H，ALMOVAL，50HOUT94H，AL

MOVAL，63H；初始化计数器1，01100011OUT97H，ALMOVAL，60HOUT95H，AL

MOVAL，0A7H；初始化计数器2，10100111OUT97H，ALMOVAL，80HOUT96H，AL

8.2可编程并行输入/输出接口芯片82558.2.18255的内部结构A组控制B组控制端口C上半部端口C下半部端口BOOO数据总线缓冲器读/写控制逻辑端口A数据总线D0~D7RDWRA0A1RESETCSPA0~PA7PC4~PC7PC0~PC3PB0~PB7CPU接口外设接口内部逻辑8.2.28255的引脚分配

一、与外设联系的引脚

A口有PA0～PA78个引脚，同样B口和C口均有PB0～PB7，PC0～PC78个引脚。

二、与CPU联系的引脚数据和命令通道线D0～D7，读/写控制引脚RD、WR、CS、A0，A1，RESET。三、端口地址控制引脚

CSA1A0

端口

000A口地址

001B口地址

010C口地址

011控制端口地址四、8255与系统的连接D0~D7WRRDA1A0CSDBIOWIORA1A0译码器8255A口B口C口D0~D7外设A15～A2系统总线8.2.38255的工作方式及编程

一、8255的工作方式

1、方式0（基本输入/输出方式）

2、方式1（选通输入/输出方式）

3、方式2（双向传送方式）各端口可工作的方式：

A口：方式0、方式1、方式2B口：方式0、方式1C口：方式0无条件传送方式条件传送方式条件传送方式中断传送方式二、8255的控制字

1、方式控制字

D7D6D5D4D3D2D1D0B组C口低半字节:1-输入,0-

输出B口:1-输入，0-输出

方式选择:0-方式0，1-方式1A组C口高半字节：1-输入，0-输出A口:1-输入，0-输出

方式选择:

方式控制字标志:1-有效00-方式001-方式11X-方式22、C口置“1”/清“0”控制字

D7D6D5D4D3D2D1D0位控:1-置1，0-清0状态选中位000001010011100101110111PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7位控字标志:0-有效无效8.2.48255各工作方式的功能及应用一、8255工作在方式0特点（无条件传送方式和条件传送方式）

8255工作在方式0时，各个端口（包括2个8位端口A、B及2个4位端口C）的输入、输出可以有16种不同的组合。在这种方式下，任一个端口都由CPU用简单的输入/输出指令进行读/写。不用提供“联络”信号，适用于各种同步传送情况。

另外，方式0也可用于程序查询方式来进行数据传送。此时，通常以A口和B口作为数据口，而用C口的某些位作为输入输出“联络”信号。注意，输入“联络”信号和输出“联络”信号不在同一4位C口中。方式0应用举例（同步情况）：例18255的A口和B口工作在方式0，A口为输入端口，接有4个开关；B口为输出端口，接有1个7段发光二极管，其硬件连接电路如图所示。试编一程序要求7段发光二极管显示开关所拨通的数字。A0A1A2Y4IORIOW分析：

1、端口地址

A口：8020HC口：8022HB口：8021H控制口：8023H2、字符代码对照表显示字符7段代码显示字符7段代码

03FH87FH106H96FH25BHA77H34FHb7CH466Hc39H56DHd5EH67DHE79H707HF31H程序：APORTEQU8020HBPORTEQU8021HCONTREQU8023HDATASEGMENTTAB1DB3FH，06H，5BH，4FH，

……DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS：CODE，DS：DATASTART：MOVAX，DATAMOVDS，AX

MOVAL，90H；10010000MOVDX，CONTR；定义8255A工作方式

OUTDX，ALADDR1:MOVDX，APORT；取开关值

INAL，DX

ANDAL，0FH；屏蔽高4位

MOVBX，OFFSETTAB1；取代码表首址

XLAT；找到字符代码

MOVDX，BPORT；输出显示

OUTDX，AL

MOVCX，0400H；显示延时

ADDR2：DECCX

JNZADDR2

JMPADDR1

MOVAH，4CH

INT21H

CODEENDS

ENDSTART

数据接口将数据传送到打印机的数据端口，利用一个负脉冲STROBE打入锁存。这时打印机可发回答信号ACK，然后由打印机处理。同时打印机送出高电平信号BUSY，表示打印机忙于打印。一旦BUSY变为低电平，表示打印结束，即可接收下一数据。例2异步查询情况：利用8255实现打印机接口，将从DATA单元开始的10个字节的数据进行打印输出。请利用8255工作方式0实现上述打印控制根据连线分析得知4个端口地址依次为:0FBC0H,0FBC1H,0FBC2H,0FBC3H程序如下:MOVAL，10000001BMOVDX,0FBC3HOUTDX，

AL；8255初始化

MOVAL,0DH;00001101PC6置1OUTDX,ALMOVSI,OFFSETDATAMOVCX,10X1:MOVDX,0FBC2HINAL,DX;读PC1TESTAL,02HJNZX1；BUSY=1等待

MOVAL,[SI]MOVDX,0FBC0HOUTDX,AL;数据输出

INCSIMOVAL,0CH;PC6置低电平

MOVDX,0FBC3HOUTDX,ALMOVAL,0DH;PC6恢复高电平

OUTDX,ALLOOPX1二、8255工作在方式1特点：

8255工作在方式1时，数据输入/输出操作要在选通信号控制下完成。A口和B口可作为输入或输出口,而C口的某些位作为“联络”信息。和方式0相比，最重要的差别在于C口的这些位与联络信号有着固定的一一对应关系。A口的联络信息由C口的PC3

～PC7提供，B口的联络信息由C口的PC0～PC2提供。另外，8255在方式1下具有中断能力，可以发出中断请求信号，为CPU工作在中断方式提供了条件。由于输入接口和输出接口所需的选通控制不同，下面分别予以介绍。1、选通输入方式A口：PC4、PC5、PC3，B口：PC2、PC1、PC0STB：选通输入信号，低电平有效，它将外设数据送入8255的输入锁存器，指定为PC4和PC2

。IBF：输入锁存器满信号，和外设相连，高电平有效，通知外设不能送下一个数据，指定为PC5和PC1

。当CPU读走数据后，IBF变为低电平。INTR：中断请求信号，高电平有效，指定为PC3和PC0。

当STB、IBF、INTE均为１时，8255自动发出INTR。INTE：中断允许触发器，高电平有效，INTEA由PC4控制，INTEB由PC2控制，可由C口置/复位控制字将INTE置1或复位方式1输入时“联络”信号时序图2、选通输出方式A口：PC7、PC6、PC3，B口：PC1、PC2、PC0OBF：输出缓冲区满信号，低电平有效，指定为PC7和PC1

，通知外设取走数据ACK：外设响应信号，指定为PC6和PC2，表示已从数据端口取走数据，并准备好接收下一个数据，此信号使OBF变高。INTR：中断请求信号，指定为PC3和PC0。

OBF、ACK、INTE均为１时，8255A自动发出INTR。INTE：中断允许触发器，高电平有效，INTEA由PC6控制，INTEB由PC2控制，可由C口置/复位控制字将INTE置1或复位。方式1输出时“联络”信号时序图方式1应用举例（中断情况）：例系统中接有一个打印机，8255A作为输出接口，工作在选通方式，试编一程序将缓冲区B