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1、第八章 常用可编程接口芯片,可编程定时/计数器接口芯片8253 可编程并行接口芯片8255A 串行输入输出接口 数/模与模/数转换接口,本章重点,8253定时器基本概念、控制字、赋初值值、地址分配、6种工作方式 8255并行接口基本概念、控制字、地址分配、3种工作方式 串行通信基本概念、同步、异步串行通信格式、RS232标准引脚与连线,定时器/计数器,定时方法 软件定时 硬件定时：不可编程硬件定时与可编程硬件定时 作用 定时：提供恒定的时间基准 延时：等待指定的时间到 计数：对外部脉冲计数 控制：输出指定宽度的脉冲(PWM)；按照一定的频率输出脉冲 可编程定时器/计数器芯片8253/8254,
2、8253/8254可编程定时/计数器,每片具有3个独立的16位计数通道（计数器0、1、2）。每通道最大可以实现65536脉冲计数，8253计数速率达2.6MHz，8254可达10MHz 每个计数器可以单独作为计数或定时使用，都可以按照二进制（1到65536)或BCD码(1到10000)计数(减1计数) 所有输入、输出电平与TTL电平兼容可以对系统内部脉冲和外部脉冲进行计数 每个通道可以提供6种不同的工作方式。根据工作方式不同，计数触发条件和计数结束方式也不同 采取减1计数：先赋初值，接收到一个脉冲，计数值减1,8253/8254结构,数据总线和地址线(片选CS与A0A1) 时钟输入(CLK)
3、门控输入(GATE) 输出(OUT) 读写控制 控制寄存器 初值寄存器 当前计数值寄存器,8253/8254寄存器地址分配,一片占用四个端口地址（由A0A1 确定） 控制字：基地址3 写计数初值：基地址0，1，2 读取当前计数值：基地址0，1，2 由片选信号CS确定基地址,一般不去读当前计数值 而是在计数时产生相应信号,8253的控制字,如通道1采用方式1，BCD码计数，计数初值为100H 则控制字：01110011,例8-1,MOV DX,303H MOV AL,00010100B ;通道0读写低8位、方式2，二进制计数 OUT DX,AL MOV DX,300H MOV AL,100 ;通
4、道0的计数初值100 OUT AL,DX MOV DX,303H MOV AL,01100111B ;通道1读写高8位，方式3，BCD计数 MOV DX,301H MOV AL,10H OUT DX,AL,基地址300H。通道0采用二进制计数，初值为100，工作方式2；通道1采用BCD计数，初值为1000，工作方式3,8253的初始化,写入初始值,MOV AX,1000 OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX,AL,MOV DX,Base+3 MOV AL,01010100B OUT DX,AL,如通道1，方式2，二进制计数，计数初值=FFH,设置控制字，确定计数器某通道的工作方
5、式、计数方式等（Base+3）,对使用的每个通道都要写控制字,初值255，先写低字节再写高字节,初值为0，即为计数65536次（写两次0）,BCD计数初值23H，表示计数23次,8253工作方式,方式0：计数结束中断方式 方式1：单稳态触发器（可编程单脉冲发生器） 方式2：分频器（速率发生器） 方式3：方波发生器 方式4：软件触发的选通信号发生器 方式5：硬件触发的选通信号发生器,8253/8254方式0,当写入控制字后， OUT输出低电平；写入计数初值后，开始进行减1计数 计数值变成0时，OUT成高电平，可作为中断触发条件 GATE1时允许减1计数；0时停止，恢复1又继续 初值一次有效，不会
6、自动重新开始计数 计数过程中可改变初值，重新开始计数 用作普通的计数或定时,计数结束中断方式,8253/8254方式1,装入初值后，OUT输出高电平，但不计数 GATE由低到高跳变后，开始减1计数，且OUT变成低电平 计数值到0，OUT恢复成高电平，形成一个负单脉冲 计数过程中，再次遇到GATE上升沿，重新开始计数 初值不需要重新输入，再次遇到GATE上升沿又会自动重新开始计数。初值改变后，下一次GATE上升沿有效 用作产生单脉冲或等宽度脉冲（由GATE控制）,单脉冲发生器,8253/8254方式2,进入该方式后，OUT输出高电平 写入计数初值后，开始减1计数，OUT输出不变 计数到“1”，O
7、UT输出低电平 计数到“0”时，自动重新装入初值，实现循环计数 计数过程中，GATE变为0，则暂停减“1”计数；变成1后重新开始计数 可用于输出PWM；定时,速率发生器（分频器）,8253/8254方式3,进入该方式，OUT输出高电平 写入初值，如果GATE有效，则开始减1计数，OUT保持高电平 当计数值达到一半时，OUT由高变低，继续计数 计数到0时，自动装入初值，重新计数，OUT又变高 计数过程中，若GATE无效，停止计数，恢复后从初值开始 用于产生占空比接近1的方波,方波发生器,方波频率： 时钟频率/计数初值,8253方式3示例,通道2产生600Hz的方波（基地址40H） CLK频率为1
8、193180Hz 计数初值为1193180/600=1988(07C4H) 初始化,MOV AL,10110110B OUT 43H,AL MOV AL,0C4H OUT 42H,AL MOV AL,07H OUT 42H,AL,先写低字节，再写高字节,方式2和方式3初值计算,由于8253是16位计数器，其计数初值最大为0（计数65536个脉冲），如输入脉冲频率与输出脉冲频率之比超过65536，则必须利用8253的多个通道实现。 输入时钟CLK的频率为2MHz，希望产生2Hz的方波，2MHz与2Hz的比值为1000000，超过了一个计数器的计数能力，可以利用8253的两个通道实现：输入的2MH
9、z脉冲接入CLK0，OUT0再连接到CLK1，作为通道1的输入，计数器0和计数器1的初值都是1000，则OUT1输出的就是2Hz的方波。,8253/8254方式4,进入该方式，OUT输出高电平 装入初值，如果GATE为高电平，则立即开始减1计数 计数到0，OUT输出一个宽度为一个时钟周期的负脉冲 初值一次有效，需要重新装入初值 计数过程中，如果GATE变低，则停止计数，恢复后重新从初值开始计数 用作普通计数或定时，与方式0类似,软件触发方式,8253/8254方式5,进入该方式，OUT输出高电平 装入初值后，等待GATE的上升沿，开始计数 计数到0时，输出一个宽度为一个时钟周期的负脉冲 计数结
10、束自动装入初值，但要等待下一个GATE的上升沿 用作计数或定时,硬件触发方式,8253六种工作方式比较,方式2和3可以实现自动重复计数,8253/8254芯片在微机上的应用,一片8253，其输入时钟频率为1193180Hz(固定)，端口地址40H到43H,微机系统中8253的通道0,方式3，二进制计数，作为微机系统本身的定时器，计数初值为0（控制字为00110110B，36H） 产生定时中断08H，定时间隔约55毫秒 改变这个初值，则定时间隔变化，如初值为1193，则间隔1毫秒,MOV AL,36H ;方式3，二进制计数，先读写低8位再读写高8位 OUT 43H,AL MOV AL,0 OUT
11、 40H,AL ;将计数初值分两次写入通道0的初值寄存器 OUT 40H,AL,微机系统中8253的通道1,方式 2，二进制计数，计数初值为 18（控制字为01010100B，54H） 产生15.0857s的定时间隔 完成对动态内存的刷新,MOV AL,54H ;工作方式2，二进制计数，只读写低8位 OUT 43H,AL MOV AL,18 OUT 41H,AL ;将计数初值写入通道1的初值寄存器,微机系统中8253的通道2,方式3下，二进制计数，微机启动时由BIOS将其计数初值设置为 533H (1331) 扬声器发声 门控信号GATE2由8255A芯片的PB0控制。输出OUT2与8255A
12、芯片的PB1通过与门连接到功放再连接到扬声器,MOV AL,0B6H ;方式3，二进制计数，先读写低8位再读写高8位 OUT 43H,AL MOV AL,33H OUT 42H,AL ;将计数初值写入通道1的初值寄存器 MOV AL,5H OUT 42H,AL,8253演奏音乐程序,GENSOUND PROC MOV AL,0B6H OUT 43H,AL MOV DX,12H MOV AX,34DCH DIV DI OUT 42H,AL MOV AL,AH OUT 42H,AL IN AL,61H MOV AH,AL OR AL,3 OUT 61H,AL WAITL: MOV CX,5801
13、DELAY: LOOP DELAY DEC BX JNZ WAITL MOV AL,AH OUT 61H,AL . RET GENSOUND ENDP,可编程并行接口芯片8255A,并行通信是以多根数据线在CPU与外设之间传输数据，传输往往以字节（8位）或字（16位）为单位，传输速度快，计算机系统中的数据总线就是采用的并行方式。CPU与并行打印机、开关量或数字量输入输出设备等的数据传输，均通过并行方式实现。 适合于短距离数据传输（几m或几十m）和传输速度要求高的场合,并行数据 输入输出,8255A特点,三个相互独立的输入/输出通道,PA,PB,PC,三个通道分成两组控制,A组(PA+PC高4位
14、),B组(PB+PC低4位),工作方式0到方式2：PA可以采用任意的3种工作方式，端口PB可以采用方式0和1，端口PC只能采用方式0,独立的8位I/O口,输入/输出数据的锁存,独立的8位I/O口,输出数据的锁存,1个独立的8位I/O口，或2个独立的4位I/O口,输出数据的锁存,基本输入/输出 PA/PB的控制信号,8255A逻辑结构图,选通信号，确定芯片的基地址,选择芯片内部的某个寄存器,8255A寄存器结构,寄存器的地址确定 由A2A15(A9)选择某个8255A芯片（接CS引脚） 确定基地址BASE 由A0A1选择芯片内部的某个寄存器 BASE+0BASE+3 寄存器类型 PA口的数据寄存
15、器（BASE+0） PB口的数据寄存器（BASE+1） PC口的数据寄存器（BASE+2） 芯片的控制寄存器（BASE+3）,8255A控制寄存器,对端口C进行置位/复位操作 D0：置位或复位（1置位） D3、D2、D1：选择C端口的某一位,Base+3,最高位(D7)为1,最高位(D7)为0,控制工作方式 D0：端口C低4位输入或输出（0输出） D1：端口B输入或输出（0输出） D2：端口B工作方式（1方式1；0方式0） D3：端口C高4位输入或输出 D4：端口A输入或输出 D6、D5:端口A工作方式,8255A的工作方式,方式0：基本输入/出方式 方式1：选通输入/出方式 方式2：双向传送
16、方式,PA/PB/PC,PA/PB,PA,8255A工作方式0,特点 PA、PB、PC均作为基本的输入输出口 PA、PB、PC只能进行单向传送 用IN/OUT指令对PA、PB、PC端口进行操作 用途 无条件传送方式。没有任何握手控制信号 查询方式。其中任一位作为查询信号,某片8255A基地址为200H，PA输出，PC输入，均工作于方式0， 其控制字为10001001B（89H）。初始化指令： MOV DX,203H OUT DX,89H,8255A方式0示例,设8255A端口地址 端口A 218H 端口B 219H 端口C 21AH 控制端口 21BH,MOV DX, 21BH OUT DX,10000010B MOV DX,219H IN AL,DX MOV DX,21AH OUT DX,AL,端口B接8个
