1、第九章第九章 可編程接口芯片及應(yīng)用可編程接口芯片及應(yīng)用 實現(xiàn)并行通信的接口稱為并行通信接口，簡稱并行實現(xiàn)并行通信的接口稱為并行通信接口，簡稱并行 接口。完成串行通信任務(wù)的接口稱為串行接口。并行接口接口。完成串行通信任務(wù)的接口稱為串行接口。并行接口芯片就使用其功能，通常分為：芯片就使用其功能，通常分為：通用接口通用接口專用接口專用接口 計算機(jī)與計算機(jī)、計算機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)交換有計算機(jī)與計算機(jī)、計算機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)交換有兩種形式，即：兩種形式，即：并行通信并行通信串行通信串行通信將一個字節(jié)或一個字的各位同時傳輸。將一個字節(jié)或一個字的各位同時傳輸。特點特點：速度快、效率高，用于近距離，傳速度快、

2、效率高，用于近距離，傳輸速度要求高的場合；輸速度要求高的場合；將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)一位一位地順序傳送。將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)一位一位地順序傳送。優(yōu)點優(yōu)點：通信線少、成本低，適用于遠(yuǎn)距離通信線少、成本低，適用于遠(yuǎn)距離。適用于大多數(shù)外設(shè)適用于大多數(shù)外設(shè)適用于某專用外設(shè)適用于某專用外設(shè) 本章將主要討論本章將主要討論通用的接口芯片通用的接口芯片，這些芯片具有，這些芯片具有以下以下特點特點： 具有多種功能具有多種功能-以適應(yīng)不同的應(yīng)用需要；以適應(yīng)不同的應(yīng)用需要； 可編程可編程-由程序設(shè)定其工作狀態(tài)、方式或功能，并由程序設(shè)定其工作狀態(tài)、方式或功能，并 能動態(tài)地改變工作方式或狀態(tài)。能動態(tài)地改變工作方式或狀態(tài)。 本章重點介紹計

3、數(shù)器本章重點介紹計數(shù)器/定時器定時器8253、并行接口、并行接口8255。9-1 可編程計數(shù)器可編程計數(shù)器/定時器電路定時器電路8253微機(jī)中常用的計時功能有三種：微機(jī)中常用的計時功能有三種：軟件定時軟件定時不可編程的硬件定時不可編程的硬件定時如如555定時器定時器可編程的硬件定時可編程的硬件定時如如8253、8254一、一、8253內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能1、8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下所示：的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下所示： 可見由數(shù)據(jù)總線緩沖器、讀可見由數(shù)據(jù)總線緩沖器、讀/寫控制邏輯及三個寫控制邏輯及三個16位位的計數(shù)器組成的計數(shù)器組成2、通道邏輯結(jié)構(gòu)、通道邏輯結(jié)構(gòu)8

4、253通道的邏輯結(jié)構(gòu)如下所示，通道的邏輯結(jié)構(gòu)如下所示，(以以8253定時器為例定時器為例)3、8253引腳圖引腳圖二、二、8253初始化編程初始化編程初始化編程初始化編程寫入控制字寫入控制字寫入計數(shù)初值寫入計數(shù)初值1、控制字、控制字 格式格式: D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SC1 SC0RL1RL0M2M1M0BCDD7 D6: 通道選擇通道選擇00: 計數(shù)器計數(shù)器 001：計數(shù)器計數(shù)器 110：計數(shù)器：計數(shù)器 211：無效無效 D5 D4：裝入方式：裝入方式：00: 鎖存鎖存01: 只讀只讀/寫低寫低8位位10: 只讀只讀/寫高寫高8位位11: 先讀先讀/寫低寫低8位位

5、后讀后讀/寫高寫高8位位D3 D2 D1: 工作方式選擇工作方式選擇000: 方式方式0001：方式方式1010：方式：方式2011：方式：方式3100: 方式方式4101：方式方式5 D0：計數(shù)方式計數(shù)方式:1: 十進(jìn)制十進(jìn)制0: 二進(jìn)制二進(jìn)制2、賦初值、賦初值用兩種方式用兩種方式 賦值賦值二進(jìn)制二進(jìn)制十進(jìn)制十進(jìn)制例例1：計數(shù)器計數(shù)器0為方式為方式0計數(shù)，計數(shù)初值為計數(shù)，計數(shù)初值為100；計數(shù)器；計數(shù)器1 定時定時1ms，時鐘頻率為，時鐘頻率為2MHz。編寫初始化程序段。編寫初始化程序段。 （設(shè)（設(shè)8253口地址為口地址為40H43H）例例2：要求計數(shù)器要求計數(shù)器2輸出輸出1KHz方波。方波

6、。 設(shè)設(shè)CLK2時鐘頻率為時鐘頻率為2MHz。編寫初始化程序段。編寫初始化程序段。 （設(shè)（設(shè)8253口地址為口地址為40H43H）范圍：范圍：165536范圍：范圍：110000三、三、8253工作方式工作方式6種種1、方式、方式0計數(shù)結(jié)束中斷計數(shù)結(jié)束中斷方式方式0 的工作波形為：的工作波形為：說明說明：當(dāng)：當(dāng)GATE1時，允許計數(shù)；時，允許計數(shù)； 當(dāng)當(dāng)GATE0時，禁止計數(shù)；時，禁止計數(shù)； 當(dāng)當(dāng)GATE恢復(fù)高時，接著計數(shù)?；謴?fù)高時，接著計數(shù)。2、方式、方式1可編程單穩(wěn)可編程單穩(wěn)方式方式1 的工作波形為：的工作波形為：說明說明： 在計數(shù)過程中，在計數(shù)過程中，GATE變低不影響計數(shù)，變低不影響計

7、數(shù)，GATE產(chǎn)生產(chǎn)生 時，從初值開始計數(shù)時，從初值開始計數(shù),因此可以控制脈沖寬度。因此可以控制脈沖寬度。3、方式、方式2頻率發(fā)生器頻率發(fā)生器方式方式2 的工作波形為：的工作波形為：說明說明： 計數(shù)過程中，若計數(shù)過程中，若GATE變低，禁止計數(shù)，變低，禁止計數(shù)，GATE變變高后（高后（ ），又將），又將n裝入，從頭開始計數(shù)。裝入，從頭開始計數(shù)。4、方式、方式3方波發(fā)生器方波發(fā)生器方式方式3 的工作波形為：的工作波形為：說明說明：n偶數(shù)，為對稱方波；偶數(shù)，為對稱方波； n奇數(shù)，為非對稱方波。奇數(shù)，為非對稱方波。GATE信號同方式信號同方式25、方式、方式4軟件觸發(fā)方式軟件觸發(fā)方式方式方式4 的工作

8、波形為：的工作波形為：說明說明：GATE1，計數(shù)；，計數(shù)； GATE0，停止計數(shù)。變高后，從頭開始計數(shù)。，停止計數(shù)。變高后，從頭開始計數(shù)。6、方式、方式5硬件觸發(fā)方式硬件觸發(fā)方式方式方式5 的工作波形為：的工作波形為：說明：說明：GATE產(chǎn)生產(chǎn)生 時開始計數(shù)，計數(shù)過程時開始計數(shù)，計數(shù)過程 中，中，GATE 會觸發(fā)計數(shù)器從初值開始計數(shù)。會觸發(fā)計數(shù)器從初值開始計數(shù)。四、四、8253應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例例例1：某：某8253與與CPU 的連接如下圖所示：的連接如下圖所示： 該系統(tǒng)要求該系統(tǒng)要求8253完成下列功能：完成下列功能： 用通道用通道0,完成對外部事件計數(shù)完成對外部事件計數(shù),計滿計滿150次向次

9、向CPU申請中斷申請中斷; 用通道用通道1，產(chǎn)生，產(chǎn)生1KHz方波；方波； 用通道用通道2，作標(biāo)準(zhǔn)時鐘，作標(biāo)準(zhǔn)時鐘(1ms1秒秒)。試編寫初始化程序段。試編寫初始化程序段例例2 用用8253監(jiān)視一個生產(chǎn)流水線，每通過監(jiān)視一個生產(chǎn)流水線，每通過50個工個工件，揚聲器響件，揚聲器響5秒鐘。設(shè)頻率為秒鐘。設(shè)頻率為2000Hz.電路為：電路為：9-2 可編程并行可編程并行I/O接口芯片接口芯片8255A Intel8255A是一種通用的可編程并行是一種通用的可編程并行I/O接口芯接口芯片，具有片，具有40引腳引腳。內(nèi)部有。內(nèi)部有3個數(shù)據(jù)端口個數(shù)據(jù)端口：A口、口、B口和口和C口，可工作于口，可工作于3種

10、工作方式種工作方式。8255A在開關(guān)電路、鍵在開關(guān)電路、鍵盤、顯示器及打印機(jī)接口電路中有很廣泛的應(yīng)用。盤、顯示器及打印機(jī)接口電路中有很廣泛的應(yīng)用。 本節(jié)將介紹本節(jié)將介紹8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳功能及工作的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳功能及工作方式方式,然后重點介紹然后重點介紹8255A初始化編程及應(yīng)用舉例。初始化編程及應(yīng)用舉例。一、一、8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能1、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下所示：的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下所示：可見：可見： 8255由由數(shù)據(jù)端口數(shù)據(jù)端口PA、PB、PC A組、組、B組控制電路組控制電路 總線接口（數(shù)據(jù)總線緩沖器、讀總線接口（數(shù)據(jù)總線緩沖器、讀/寫控

11、制邏輯寫控制邏輯2、引腳圖、引腳圖二、二、8255A的工作方式的工作方式1、方式、方式0基本輸入基本輸入/輸出輸出 這種方式時，這種方式時，8255A分為分為2個個8位、位、2個個4位的位的I/O端端口，或口，或3個個8位位I/O端口。結(jié)構(gòu)圖為：端口。結(jié)構(gòu)圖為：8255有三種工作方式有三種工作方式, ,由軟件設(shè)定由軟件設(shè)定, ,其控制字格式為其控制字格式為: :格式：格式： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D02、方式、方式1選通輸入選通輸入/輸出輸出方式方式1中，中，A口、口、B口用口用C口的一些引腳產(chǎn)生聯(lián)絡(luò)信號?？诘囊恍┮_產(chǎn)生聯(lián)絡(luò)信號。（1）方式）方式1輸入輸入8255方式方式

12、1輸入的邏輯結(jié)構(gòu)圖如下：輸入的邏輯結(jié)構(gòu)圖如下：（2）方式）方式1輸出輸出8255方式方式1輸出的邏輯結(jié)構(gòu)圖如下：輸出的邏輯結(jié)構(gòu)圖如下：3、方式、方式2雙向傳送（僅用于雙向傳送（僅用于PA口）口） 這種方式下，這種方式下，8255PA口可雙向傳送數(shù)據(jù)，這口可雙向傳送數(shù)據(jù)，這8條條數(shù)據(jù)線既可發(fā)送數(shù)據(jù)，又可接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)線既可發(fā)送數(shù)據(jù)，又可接收數(shù)據(jù)。 （可用查詢（可用查詢/中斷方式）中斷方式）8255方式方式2雙向傳送的邏輯結(jié)構(gòu)圖如下：雙向傳送的邏輯結(jié)構(gòu)圖如下：其中：其中：INTE1:由由PC6 控制控制INTE2:由由PC4 控制控制引腳功能同引腳功能同PA口口 三、三、8255A控制字及初始化編

13、程控制字及初始化編程8255A控制字控制字方式控制字方式控制字PC口置口置1/置置0控制字控制字1、方式控制字、方式控制字格式：格式： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 例例： 某某8088系統(tǒng)，通過系統(tǒng)，通過8255A與外設(shè)交換信息，與外設(shè)交換信息， 當(dāng)當(dāng)A7A2111101時，該芯片工作。若要求時，該芯片工作。若要求8255 各口工作于如下方式：各口工作于如下方式： A口：方式口：方式0輸入輸入 C口上：輸出口上：輸出 B口：方式口：方式0輸出輸出 C口下：輸入口下：輸入要求要求:(1)確定各端口地址；（確定各端口地址；（2）編寫初始化程序段。）編寫初始化程序段。2、PC口置

14、口置1/置置0控制字控制字格式：格式： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0XXXB2B1B0S/R例例：若要使：若要使PC3輸出輸出 脈沖脈沖3、PC口狀態(tài)字口狀態(tài)字其中：其中：B2B1B0 0 0 0PC0 0 0 1PC1 0 1 0PC2 . . 1 1 1PC7 R/S： 0：復(fù)位：復(fù)位 1：置位：置位四、四、8255A應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例例例1：方式方式0 應(yīng)用應(yīng)用 某系統(tǒng)中有某系統(tǒng)中有8個開關(guān)個開關(guān)K7K0，要求不斷檢測它們的通、，要求不斷檢測它們的通、斷狀態(tài)，并隨時在發(fā)光二極管斷狀態(tài)，并隨時在發(fā)光二極管LED7LED0上顯示出來。上顯示出來。電路為：電路為：例例2：利

15、用：利用8255A的的A口方式口方式0與微型打印機(jī)相連，與微型打印機(jī)相連，將內(nèi)存緩沖區(qū)將內(nèi)存緩沖區(qū)BUFF中的字符打印輸出。試完成相應(yīng)中的字符打印輸出。試完成相應(yīng)的軟硬件設(shè)計（的軟硬件設(shè)計（CPU為為8088）。）。1、硬件連接、硬件連接2、軟件設(shè)計、軟件設(shè)計例例3：方式：方式1應(yīng)用應(yīng)用將上題中將上題中8255A的工作方式改為方式的工作方式改為方式1，采用中斷方式。，采用中斷方式。 硬件設(shè)計硬件設(shè)計 軟件設(shè)計軟件設(shè)計實驗八實驗八 8253、8255、8259綜合應(yīng)用實驗綜合應(yīng)用實驗 一、一、實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?1、掌握掌握82538253的工作方式及應(yīng)用編程；的工作方式及應(yīng)用編程；2 2、掌握掌

16、握82558255的各種工作方式及其應(yīng)用；的各種工作方式及其應(yīng)用； 3 3、掌握掌握82538253、82558255、82598259綜合使用方法。綜合使用方法。 二、二、實驗設(shè)備實驗設(shè)備 TDNTDNMDMD或或TDSTDSMDMD實驗系統(tǒng)一臺。實驗系統(tǒng)一臺。 三、三、實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容 1、本實驗包括以下兩方面內(nèi)容：本實驗包括以下兩方面內(nèi)容： 1)1)、 由由82538253作計數(shù)器，當(dāng)計滿作計數(shù)器，當(dāng)計滿5 5個數(shù)時，通過個數(shù)時，通過8259IRQ78259IRQ7 向向CPUCPU申請中斷，從申請中斷，從8255A8255A口輸入一個數(shù)據(jù)，通過口輸入一個數(shù)據(jù)，通過B B口從指口從指 示

17、燈輸出其數(shù)據(jù)狀態(tài)。教學(xué)機(jī)中的示燈輸出其數(shù)據(jù)狀態(tài)。教學(xué)機(jī)中的82598259芯片口地址為芯片口地址為20H20H、 21H21H，82538253芯片口地址為芯片口地址為40H40H、41H41H、42H42H、43H43H，82558255芯片芯片 口地址為口地址為60H60H、61H61H、62H62H、63H63H。 2) 2) 由由82538253作定時器，每隔作定時器，每隔1 1秒鐘通過秒鐘通過8255A8255A口使七段碼口使七段碼顯示器重復(fù)顯示顯示器重復(fù)顯示0 0 9 9。( (時鐘插孔輸出頻率為時鐘插孔輸出頻率為1.19 MHz) 1.19 MHz) （提示：提示：1 1秒鐘可由

18、秒鐘可由82538253計數(shù)器計數(shù)器2 2定時定時50 ms50 ms，再軟件計數(shù)，再軟件計數(shù) 2020次得到）。次得到）。地址分配地址分配：設(shè)：設(shè) 3088H 3088H 存放七段碼顯示器的數(shù)存放七段碼顯示器的數(shù)( ( 供 參 考供 參 考 ) 3 0 8 9 H ) 3 0 8 9 H 存 放 軟 件 計 數(shù) 器 ；存 放 軟 件 計 數(shù) 器 ； 308AH 308AH 存放主程序重復(fù)顯示存放主程序重復(fù)顯示MAINMAIN次次數(shù)。數(shù)。 2、實驗線路與程序流程實驗線路與程序流程 1）實驗一線路與程序流程實驗一線路與程序流程 （1）線路圖如下所示：線路圖如下所示： （2 2）（3）2） 實驗二線路：實驗二線路：3） 實驗二程序流程實驗二程序流程 四、四、實驗要求實驗要求 1、按實驗要求編制程序，進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)通過；按實驗要求編制程序，進(jìn)行軟硬件聯(lián)調(diào)通過；2 2、寫出實驗報告，對所編程序加以注釋；寫出實驗報告，對所編程序加以注釋； 3 3、實驗中遇到哪些問題，如何解決？還有哪些問實驗中遇到哪些問題，如何解決？還有哪些問 題沒有解決；題沒有解決；4 4、提出建議。提出建議。 作業(yè)作業(yè)： P308 8.2、8.3