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1、可编程 接口技术,C H A P T E R,8,本 章 内 容,1,3,2,4,概 述,可编程定时器/计数器Intel 8253,可编程并行接口芯片Intel 8255A,可编程串行输入/输出接口Ins 8250,第一节 概 述,可编程数字接口电路根据其在系统中所起的作用可分为两大类： 专用接口芯片 专为某类外设的某种功能而设计的专用接口芯片，不需要进行任何设置； 可编程接口芯片（如图8-1所示） 在多种场合使用，通过对芯片的设置来确定工作模式、工作状态和功能。,第一节 概 述（续）,从它们的结构上看，可以把一个接口分为两部分：,左半部分接口与系统总线相连，包括总线收发器及读写控制逻辑,右半
2、部分接口与各种I/O设备相连，包括状态寄存器、控制寄存器、数据输入/输出锁存器和缓冲器。,图8-1 通用接口芯片,第二节 可编程定时器/计数器Intel8253,基本概念： 定时：产生符合时间要求的信号的过程； 计数：对一些脉冲信号或外部事件的数量进 行统计的过程；,第二节 可编程定时器/计数器 Intel 8253,定时器和计数器在工作方式上有许多相似之处： 作为计数器，输入的计数信号是随机的， 计数的是外部脉冲信号； 作为定时器，输入的脉冲信号具有周期性， 计数的是内部基准时钟产生的脉冲。,一个定时电路可完成计数功能。,第二节 可编程定时器/计数器 Intel 8253,计算机系统中的定时
3、方法包括： 软件定时：通过CPU执行一个循环程序获得； 优点：节省硬件资源； 缺点：降低了CPU的效率。 不可编程： 硬件定时 可编程：,由计数器等元器件组建的一个专用的计时电路。,由大规模集成电路芯片构成，定时时间及定时方式可通过软件编程灵活设置。,Intel 8253 的内部结构及外部引脚,Intel 8253的特点：,具有3个独立的16位定时/计数通道（计数器0，计数器1和计数器2）； 每个通道有6种工作方式，可实现精确定时及对外部脉冲计数，由程序进行设置选择； 每个通道的计数器均可以按照二进制或BCD码计数； 每个计数器的计数速率可达2MHz（Intel 8254最高计数速率达10MH
4、z）； 可由软件设置延时时间的长短； 所有输入输出都与TTL兼容。,Intel 8253的内部结构,Intel 8253的内部结构如图8-2a所示。,计数器02是三个定时器/计数器通道，内部结构相同，如图8-2b所示。,数据总线缓冲器是Intel 8253与系统数据总线连接的8位双向三态缓冲器。,读/写逻辑电路接收来自系统总线的信号。,控制字寄存器,Intel 8253的外部引脚,Intel 8253的外部引脚如图7-2c所示。,D7D0：八位双向三态数据线；,A1、A0：用于寻址三个计数器和控制字寄存器。,这三个信号分别是写、读和片选信号。,CLK0CLK2：计数脉冲信号输入。,GATE0G
5、ATE2：门控信号输入引脚。,OUT0OUT2：计数器02的计数结束输出引脚。,Intel 8253的工作方式,每个通道都具有六种工作方式，需注意以下几点： 当控制字写入Intel 8253时，其内部所有的控制逻辑电路立即复位，输出端OUT进入初始状态； 软启动： 计数器的启动 硬启动： 多数情况下，计数器启动一次只工作一个周期，但有两种方式可供选择，若选择则自动重复计数。,用输出指令向计数器赋初值启动计数；,写入计数初值后计数器并未启动，需门控信号GATE变成高电平时才能启动；,Intel 8253的初始化编程,通过初始化编程可确定Intel 8253各通道的工作方式及计数初值。工作方式的确
6、定通过向Intel 8253控制寄存器中写入控制字来完成。 1.8253控制字格式（如图8-4所示）,2.初始化编程 对计数器设置初值前，必须先写控制字以确定工作方式。 初值设置时，要符合控制字中的格式规定。 在对8253编程的过程中，有两种情况： 对8253执行写操作，即写入控制字和计数初值，规定和启动计数器工作，为初始化编程； 对8253执行读操作，读出的是指定通道的当前计数值。,Intel 8253的初始化编程,Intel 8253的初始化编程,【例8-1】设计8253初始化程序。要求满足使计数通道0工作在方式1，二进制计数，计数值为805AH。设：口地址为4A0H4A3H，CPU为80
7、88。,控制字：00110010B,初始化编程： MOV DX，4A3H MOV AL，32H OUT DX，AL MOV DX，4A0H,MOV AL，5AH OUT DX，AL MOV AL，80H OUT DX，AL,Intel 8253的工作方式,1. 方式0 -计数结束时中断方式,N=2,2.方式1 可编程单脉冲方式,3.方式2 速率发生器方式,4.方式3 方波发生器方式,5.方式4 -软件触发选通方式,6.方式5 硬件触发选通方式,GATE信号功能表,表8-2 GATE信号功能表,Intel 8253的工作方式（续）,表8-3 8253工作方式一览表,【例8-1】用8253(地址4
8、0H43H)将5MHz的方波信号变为1Hz的脉冲。,图8-5 系统连接图,初值=FCLK/FOUT=5MHz/1Hz =510665536，怎么办？,方法：将2个T/C（定时器/计数器通道）级联，T/C0采用方式3产生连续分频方波，做T/C1的CLK，T/C1采用方式2产生1Hz脉冲。两个T/C的GATE统一控制。,程序如下：,MOV AL，00110111B；T/C0控制字 OUT 43H，AL MOV AX， 5000H；T/C0 初值 OUT 40H，AL MOV AL， AH OUT 40H，AL,MOV AL，01110101B ；T/C1 控制字 OUT 43H，AL MOV AX
9、， 1000H ；T/C1初值 OUT 41H，AL MOV AL， AH OUT 41H，AL,图8-6 系统连接图,【例8-2】系统如图所示，CLK0的时钟频率是8KHz，编程使其产生周期为9s，占空比为5:9的方波，并计算T/C0最大定时时间。,TCLK0=1/fCLK0=1/8000=0.125ms 最大定时时间：655360.25ms 8.192s,MOV AL，00110111B ；T/C0 控制字 OUT 96H，AL MOV AX, 8000H ；T/C0 初值 OUT 90H，AL MOV AL, AH OUT 90H，AL MOV AL，01110111B ；T/C1 控制
10、字 OUT 96H，AL MOV AX, 9H ；T/C1初值 OUT 92H，AL MOV AL, AH OUT 92H，AL,初始化程序如下：,第三节 可编程并行接口芯片Intel 8255A,从数据传输的形式上区分，通信有两种方式：并行通信与串行通信。 并行通信:n位二进制数通过n条数据线同时传输。 优点：传输速度快、效率高。常用于数据传输速度要求高而传输距离较短的场合。 Intel 8255A即Intel公司生产的8位可编程并行接口芯片。,Intel 8255A 的内部结构,图8-7 8255A内部结构框图,三个8位并行输入输出端口：8255A(端口A、端口B、端口C) 有A、B、C三
11、个8位并行输入输出端口。A口、B口通常作为独立的8位I/O端口使用，C口也可以作为一般的8位I/O端口使用，也可以做为2个4位的I/O端口使用 。 各端口的功能见表7-4。,数据总线缓冲器是一个双向三态的8位缓冲器,A组和B组控制电路接受读/写控制逻辑的信号并根据CPU送入的控制字，决定各端口的工作方式。A组控制电路控制A口和C口的高4位(PC7PC4)；B组控制电路控制B口和C口的低4位(PC3PC0)。,读/写控制逻辑用于管理数据、控制字或状态字通过相应端口在CPU与外设之间的传送。,Intel 8255A的外部引脚,Intel 8255A芯片采用40脚双列直插式封装，单一5V电源，全部输
12、入/输出均与TTL电平兼容。 1.与外设相连的数据线 2.读写控制线 3.与系统相连的数据总线,CS：片选信号 RD：读信号 WR：写信号 RESET：复位信号 A1、A0：地址线，与系统总线的低两位相接，实现对Intel 8255A片内端口的寻址；,Intel 8255A控制字及工作方式,Intel 8255A的控制端口可以接收两个控制字：工作方式控制字和对端口C的置位/复位控制字。 1.工作方式控制字（如图8-8所示） 2.置位/复位控制字（如图8-9所示） Intel 8255A具有三种工作方式： 方式0基本输入输出方式； 方式1选通输入输出方式； 方式2双向传送方式。,特点： 单向并行
13、传输方式，可以为输出口或输入口； 8位A口、8位B口、C口高4位和C口低4为可独立设置成输入或输出方式； 各端口输出时具有锁存功能，输入时一般无锁存。,Intel 8255A的工作方式0 基本输入或输出方式,Intel 8255A的工作方式1 选通输入或输出方式,工作特点； A口工作于方式1输入时（如图8-10所示） A口工作于方式1输出时（如图8-11所示） 方式1使用方法： 中断方式 查询方式,图8-12 方式2工作时的信号定义,Intel 8255A的工作方式2 双向输入输出方式,各端口工作方式为： A口为输出，方式0；B口未用；C口低位输入，高位输出。,地址分配： A口：00D0H B
14、口：00D2H C口：00D4H 控制口：00D6H,【例8-4】Intel 8255A作为连接打印机的接口，工作于方式0。系统连接如图8-13所示。,程序如下： pp： MOV AL, 81H OUT 0D6H, AL ；设置8255工作方式 LPST：IN AL, 0D4H ；读PC2即Busy AND AL, 04H ；判断PC2=0？否，则循环等待 JNZ LPST MOV AL, CL ；将被打印字符送AL OUT 0D0H, AL ；将AL从A口输出 ,【例8-5】用8255A作为打印机接口，编制程序实现打印6个字符“HELLO”。（CPU为8088最小工作模式，口地址为0C0H0
15、C7H)。,图8-14 Intel 8255A作为打印机接口,准备工作： 1）设置中断向量表； 2）允许8255A中断； 3）允许CPU响应中断。,参考程序： DA SEGMENT DATA DB HELLO! DA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DA ；主程序 ；8255初始化： MA: MOV AL,10100000B OUT 0C6H,AL MOV AL,00000001B OUT 0C6H,AL,；设置中断向量表，并开8255A中断,XOR AX , AX MOV DS , AX MOV AX , OFFSET INTPRG MOV WORD
16、 PTR2CH , AX MOV AX , SEG INTPRG MOV WORD PTR2EH , AX MOV AL , 00001101B OUT 0C6H , AL,；设置数据缓冲区指针及计数器,MOV AX , SEG DATA MOV DS , AX MOV DI , OFFSET DATA MOV CX , 6,Intel 8255A的工作方式 方式1应用举例,;对中断控制器初始化 . ;如果数据没打印完，开CPU中断，并等待中断到来，否则转入STOP0 HH: CMP CX,0 JZ STOP0 STI JMP HH ；禁止8255A发出中断请求，并退出系统 STOP0: MOV AL , 00001100B OUT 0C6H,AL MOV
