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1、 第7章 常用数字接口电路常用数字接口电路1常用数字接口电路主要内容：主要内容： 了解并行通信与串行通信的特点了解并行通信与串行通信的特点 掌握两种可编程接口芯片的应用掌握两种可编程接口芯片的应用2常用数字接口电路7.1 并行通信与串行通信并行通信与串行通信3常用数字接口电路一、并行通信一、并行通信l并行接口的特点：并行接口的特点：l以数据字节或字为单位进行数据传送；以数据字节或字为单位进行数据传送； l适合近距离传送适合近距离传送 ；l对传送的信息不要求固定格式。对传送的信息不要求固定格式。l并行接口的分类并行接口的分类l输入接口和输出接口（传送方向）输入接口和输出接口（传送方向）l数字接口
2、和模拟接口（信息类型）数字接口和模拟接口（信息类型）l单向接口和双向接口（数据形式）单向接口和双向接口（数据形式）l简单接口和可编程接口简单接口和可编程接口 （接口电路结构）（接口电路结构）4常用数字接口电路二、串行通信二、串行通信l特点：特点：l按位传送，速度较慢按位传送，速度较慢l造价低，适合于远距离传送造价低，适合于远距离传送l传送方式传送方式l全双工：两条通路，信息发送和接收可同时进行全双工：两条通路，信息发送和接收可同时进行l半双工：一条通路，分时使用线路发送和接收数据半双工：一条通路，分时使用线路发送和接收数据l单工：只允许一个方向传送信息，不允许反向传送单工：只允许一个方向传送信
3、息，不允许反向传送5常用数字接口电路7.2 可编程定时可编程定时/计数器计数器82536常用数字接口电路掌握掌握: :l8253的引线功能及计数启动方法的引线功能及计数启动方法l8253的的6种工作方式及其输出波形种工作方式及其输出波形l8253的应用的应用:l芯片与系统的连接芯片与系统的连接l芯片的初始化编程芯片的初始化编程7常用数字接口电路一、一、8253芯片的特点芯片的特点l可编程的逻辑器件；可编程的逻辑器件；l可实现计数和定时的功能；可实现计数和定时的功能；l工作方式：工作方式：l做减法计数做减法计数l计数值减为计数值减为0时会输出相应的控制信号时会输出相应的控制信号l输出控制信号的形
4、式可通过软件设置输出控制信号的形式可通过软件设置8常用数字接口电路二二. 外部引线及内部结构外部引线及内部结构l连接系统端的主要引线：连接系统端的主要引线：lD0-D7：8位双向数据线位双向数据线lCS：片选信号，由系统高位：片选信号，由系统高位I/O地址译码产生地址译码产生lRD：读控制信号：读控制信号lWR：写控制信号：写控制信号lA0，A1：地址信号线，产生：地址信号线，产生4个有效地址对应个有效地址对应8253内部的内部的 3个计数器个计数器通道和通道和1个控制寄存器个控制寄存器l连接外设端的主要引线：连接外设端的主要引线：lCLK - 时钟脉冲输入，计数器对此脉冲进行计数时钟脉冲输入
5、，计数器对此脉冲进行计数lGATE - 门控信号输入，用于控制计数的启动和停止门控信号输入，用于控制计数的启动和停止lOUT - 定时输出，不同的工作方式下，定时输出，不同的工作方式下，OUT端产生不同的输出波形端产生不同的输出波形 9常用数字接口电路引线引线数据总线缓冲 器计数器0读/写逻辑控制字寄存器计数器1计数器2CLK0CLK1CLK2GATE0GATE1GATE2OUT0OUT1OUT2D7 D0RDWRA0A1CS8253内部结构内部结构内部数据总线内部数据总线10常用数字接口电路l 8253内部共包括三个相同的、可独立工作的内部共包括三个相同的、可独立工作的 16位定时位定时/计
6、数器，一个控制寄存器。计数器，一个控制寄存器。l 4个寄存器相当于个寄存器相当于4个端口个端口l 4个端口的地址编码：个端口的地址编码： A1 A0 选择选择 0 0 CNT0（选择计数器（选择计数器0） 0 1 CNT1（选择计数器（选择计数器1） 1 0 CNT2（选择计数器（选择计数器2） 1 1 选择控制寄存器选择控制寄存器引线引线11常用数字接口电路8253的结构特点的结构特点l每个计数器含每个计数器含l控制寄存器控制寄存器16位初值寄存器位初值寄存器16位计数寄存器位计数寄存器存放控制命令字，控制存放控制命令字，控制8253的工作方式的工作方式n内部内部3个计数器均为减法计数器个计
7、数器均为减法计数器n根据计数脉冲的频率（周期）及需要定时的时间长度确定计数初值根据计数脉冲的频率（周期）及需要定时的时间长度确定计数初值相同端口地址相同端口地址计数初值计数初值12常用数字接口电路三三. 计数启动方式计数启动方式l软件启动软件启动l硬件启动硬件启动GATE端为高电平，允许启动计数端为高电平，允许启动计数GATE端有一个上升沿，允许启动端有一个上升沿，允许启动计数计数由由GATE端门控信号的形式决定计数启动方式端门控信号的形式决定计数启动方式13常用数字接口电路四四. 工作方式（工作方式（6种）种）l方式方式0-计数结束中断计数结束中断l 软件启动，不自动重复计数；软件启动，不自
8、动重复计数；l l 门控信号门控信号门控信号门控信号GATEGATE必须为必须为必须为必须为1 1，计数器才能计数；，计数器才能计数；，计数器才能计数；，计数器才能计数；l 控制字控制字CW写入后，写入后，OUT由高变低，由高变低，OUT=0；l l 计数时通道输出端计数时通道输出端计数时通道输出端计数时通道输出端OUTOUT一直为一直为一直为一直为0 0；l 计数过程中，计数过程中，GATE=0， 计数暂停；计数暂停；l 计数过程中可改变计数值；计数过程中可改变计数值；l 计数结束计数结束OUT端输出高电平端输出高电平OUT=1；l 8253无中断控制，可用无中断控制，可用OUT信号作为中断
9、请求信号。信号作为中断请求信号。14常用数字接口电路 工作波形工作波形15常用数字接口电路l 方式方式1-复触发的单稳态触发器复触发的单稳态触发器 硬件启动，不自动重复计数；硬件启动，不自动重复计数； 门控信号门控信号门控信号门控信号GATEGATE是触发信号，是触发信号，是触发信号，是触发信号，上升沿有效。即开始计数上升沿有效。即开始计数上升沿有效。即开始计数上升沿有效。即开始计数 是由是由是由是由GATEGATE的上升沿触发的；的上升沿触发的；的上升沿触发的；的上升沿触发的； 控制字控制字控制字控制字CWCW写入，写入，写入，写入，OUTOUT由低变高，由低变高，由低变高，由低变高，OUT
10、=1OUT=1； 触发后，通道计数器开始计数，输出端触发后，通道计数器开始计数，输出端触发后，通道计数器开始计数，输出端触发后，通道计数器开始计数，输出端OUTOUT由高变低；由高变低；由高变低；由高变低； 计数器计数到计数器计数到计数器计数到计数器计数到0 0，OUTOUT再由低变高；再由低变高；再由低变高；再由低变高； 计数过程中，如果又被触发，则计数器重新工作；计数过程中，如果又被触发，则计数器重新工作；计数过程中，如果又被触发，则计数器重新工作；计数过程中，如果又被触发，则计数器重新工作； 计数中，可改变计数值，再次启动有效。计数中，可改变计数值，再次启动有效。特点：特点：16常用数字
11、接口电路 工作波形工作波形17常用数字接口电路l方式方式2-频率发生器频率发生器 软、硬件启动，自动重复计数。软、硬件启动，自动重复计数。 门控信号门控信号门控信号门控信号GATEGATE是触发信号，是触发信号，是触发信号，是触发信号，GATE=1GATE=1或或或或GATEGATE的上的上的上的上 升沿均可触发，开始计数；升沿均可触发，开始计数；升沿均可触发，开始计数；升沿均可触发，开始计数； 控制字控制字控制字控制字CWCW写入，写入，写入，写入，OUTOUT由低变高，由低变高，由低变高，由低变高，OUT=1OUT=1； 当计数器当计数器当计数器当计数器“ “减减减减” ”计数到计数到计数
12、到计数到1 1时，输出端由高变低，再经过一时，输出端由高变低，再经过一时，输出端由高变低，再经过一时，输出端由高变低，再经过一个个个个CLKCLK周期，即计数器计数到周期，即计数器计数到周期，即计数器计数到周期，即计数器计数到0 0时，输出端时，输出端时，输出端时，输出端OUTOUT又跳变为又跳变为又跳变为又跳变为高。所以方式高。所以方式高。所以方式高。所以方式2 2可以输出周期性负脉冲信号，其宽度固定可以输出周期性负脉冲信号，其宽度固定可以输出周期性负脉冲信号，其宽度固定可以输出周期性负脉冲信号，其宽度固定为一个为一个为一个为一个CLKCLK周期；周期；周期；周期； OUTOUT端输出的脉冲
13、周期为端输出的脉冲周期为端输出的脉冲周期为端输出的脉冲周期为N NTTCLKCLK，频率为，频率为，频率为，频率为CLKCLK的的的的1/N1/N 当计数器的值减为当计数器的值减为当计数器的值减为当计数器的值减为0 0时，自动重新装入计数初值，实现循时，自动重新装入计数初值，实现循时，自动重新装入计数初值，实现循时，自动重新装入计数初值，实现循环计数。环计数。环计数。环计数。特点：特点：18常用数字接口电路 工作波形工作波形19常用数字接口电路l方式方式3-方波发生器方波发生器特点：特点： 软、硬件启动，自动重复计数。软、硬件启动，自动重复计数。 门控信号门控信号门控信号门控信号GATEGAT
14、E是触发信号，是触发信号，是触发信号，是触发信号，GATE=1GATE=1或或或或GATEGATE的上升沿的上升沿的上升沿的上升沿均可触发，开始计数；均可触发，开始计数；均可触发，开始计数；均可触发，开始计数； 控制字控制字控制字控制字CWCW写入，写入，写入，写入，OUTOUT由低变高，由低变高，由低变高，由低变高，OUT=1OUT=1； 当计数初值当计数初值当计数初值当计数初值NN为偶数时，计数器为偶数时，计数器为偶数时，计数器为偶数时，计数器“ “减减减减” ” 到到到到N/2N/2时，输出时，输出时，输出时，输出端由高变低，再计完端由高变低，再计完端由高变低，再计完端由高变低，再计完N
15、/2N/2时，即计数器计数到时，即计数器计数到时，即计数器计数到时，即计数器计数到0 0时，输出时，输出时，输出时，输出端端端端OUTOUT又跳变为高；又跳变为高；又跳变为高；又跳变为高；OUTOUT端输出周期为端输出周期为端输出周期为端输出周期为NTNTCLKCLK对称方波。对称方波。对称方波。对称方波。 当计数初值当计数初值当计数初值当计数初值NN为奇数时，计数器为奇数时，计数器为奇数时，计数器为奇数时，计数器“ “减减减减” ” 到（到（到（到（N+1N+1）/2/2时，时，时，时，输出端由高变低，再计完（输出端由高变低，再计完（输出端由高变低，再计完（输出端由高变低，再计完（N-1N-
16、1）/2/2时，即计数器计数到时，即计数器计数到时，即计数器计数到时，即计数器计数到0 0时，输出端时，输出端时，输出端时，输出端OUTOUT又跳变为高；又跳变为高；又跳变为高；又跳变为高；OUTOUT端输出波形不对称。端输出波形不对称。端输出波形不对称。端输出波形不对称。 当计数器的值减为当计数器的值减为当计数器的值减为当计数器的值减为0 0时，自动重新装入计数初值，实现循时，自动重新装入计数初值，实现循时，自动重新装入计数初值，实现循时，自动重新装入计数初值，实现循环计数。环计数。环计数。环计数。20常用数字接口电路 工作波形工作波形21常用数字接口电路 方式4-软件触发选通 软件启动，不
17、自动重复计数。软件启动，不自动重复计数。 门控信号门控信号门控信号门控信号GATEGATE必须为必须为必须为必须为1 1，计数器才能计数；，计数器才能计数；，计数器才能计数；，计数器才能计数； 控制字控制字CW写入，写入，OUT由低变高，由低变高，OUT=1； 计数过程中，计数过程中，GATE=0，计数暂停；，计数暂停； 若在计数过程中，改变计数值，则按新计数值重新开始计若在计数过程中，改变计数值，则按新计数值重新开始计数数 计数器计数到计数器计数到0，即计数结束输出一个，即计数结束输出一个CLK宽度的低电平宽度的低电平特点：特点：22常用数字接口电路 工作波形工作波形23常用数字接口电路方式
18、5-硬件触发选通l 硬件启动，不自动重复计数；硬件启动，不自动重复计数； 门控信号门控信号门控信号门控信号GATEGATE是触发信号，上升沿有效。即开始计数是是触发信号，上升沿有效。即开始计数是是触发信号，上升沿有效。即开始计数是是触发信号，上升沿有效。即开始计数是由由由由GATEGATE的上升沿触发的；的上升沿触发的；的上升沿触发的；的上升沿触发的； 控制字控制字CW写入，写入，OUT由低变高由低变高, OUT=1； 在计数过程中出现的在计数过程中出现的GATE脉冲，将使计数器重新开始计脉冲，将使计数器重新开始计数，对输出状态没有影响；数，对输出状态没有影响； 若在计数过程中改变计数值，只要
19、没有若在计数过程中改变计数值，只要没有GATE信号触发，信号触发，不影响计数过程。有新的不影响计数过程。有新的GATE信号触发则按新的计数值开信号触发则按新的计数值开始计数。始计数。 计数器计数到计数器计数到0，即计数结束输出一个，即计数结束输出一个CLK宽度的低电平宽度的低电平特点：特点：24常用数字接口电路 工作波形工作波形25常用数字接口电路8253工作方式小结工作方式小结l需要两个写脉冲需要两个写脉冲l第第1个写脉冲写入控制字个写脉冲写入控制字l第第2个写脉冲写入计数初值个写脉冲写入计数初值l不同的工作方式，有不同的计数启动方法。不同的工作方式，有不同的计数启动方法。l可根据对输出波形
20、的要求，选择不同的工作方式。可根据对输出波形的要求，选择不同的工作方式。l能输出连续波形的只有方式能输出连续波形的只有方式2（频率发生器）和方（频率发生器）和方式式3（方波发生器）。（方波发生器）。至少需要执行两条至少需要执行两条OUT指令指令26常用数字接口电路 8253 8253的六种工作方式可归为两类，一类是充当的六种工作方式可归为两类，一类是充当的六种工作方式可归为两类，一类是充当的六种工作方式可归为两类，一类是充当频率发生频率发生频率发生频率发生 器器器器，另一类主要是作，另一类主要是作，另一类主要是作，另一类主要是作计数器计数器计数器计数器来使用。下面我们就从这个角来使用。下面我们
21、就从这个角来使用。下面我们就从这个角来使用。下面我们就从这个角 度来讨论总结度来讨论总结度来讨论总结度来讨论总结OUTOUT和和和和GATEGATE门的作用。门的作用。门的作用。门的作用。与频率发生器有关的工作方式8253有两种方式与频率发生器有关，即方式2和方式3。对OUT端，方式2提供给用户的是负脉冲，方式3提供给用 户的是方波。在这两种方式下，GATE信号要始终保持为高。27常用数字接口电路与计数器有关的工作方式对于计数器类，有方式0、1和方式4、5。启动计数器的方式有两种。一种是CPU把时间常数写入相应通道后，计数器就开始工作，我们可以称之为软件启动方式，在这种启动方式下，GATE要始
22、终保持为高电平，所以方式0和方式4可以称为软件启动方式。另一种是硬件启动计数器，即CPU把时间常数写入计数器后，即使GATE为高电平，计数器并不工作。只有GATE发生跳变，其上升沿启动计数器工作。所以方式1和方式5就可以称为硬件启动方式 计数器结束时，计数器结束时，OUTOUT有两种输出形式，要么是电平，要么有两种输出形式，要么是电平，要么是负脉冲。前者有方式是负脉冲。前者有方式0 0方式方式1 1，后者有方式，后者有方式4 4和方式和方式5 528常用数字接口电路五五. 控制字控制字l用于确定各计数器的工作方式用于确定各计数器的工作方式00 选择计数器选择计数器001 选择计数器选择计数器1
23、10 选择计数器选择计数器211 非法选择非法选择0=二进制计数二进制计数1=BCD计数计数计数器读/写格式工作方式数制D0D1D2D3D4D5D6D700 将计数器中数据锁存于缓冲器将计数器中数据锁存于缓冲器01 只读只读/写计数器低八位写计数器低八位10 只读只读/写计数器高八位写计数器高八位11 先读写计数器低先读写计数器低8位，然后读位，然后读写计数器高写计数器高8位位000 方式方式0001 方式方式1*10 方式方式2*11 方式方式3100 方式方式4101 方式方式529常用数字接口电路六六. 8253的应用的应用l与系统的连接与系统的连接l初始化程序设计初始化程序设计l写入控
24、制字写入控制字l置计数初值置计数初值30常用数字接口电路1.8253与系统的连接示意图与系统的连接示意图CLKGATEOUTD0D7WRRDA1A0CSDBIOWIORA1A0译码器译码器高高位位地地址址外设外设825331常用数字接口电路2.应用中的注意点应用中的注意点l每一次启动计数，需有两次写操作：每一次启动计数，需有两次写操作：l写控制字写控制字l写计数器初值写计数器初值l如果初值为如果初值为8位字长，则一次写入计数器；位字长，则一次写入计数器； 若初值为若初值为16位字长，则需两次写入计数器，先位字长，则需两次写入计数器，先写计数器的低字节，再写计数器的高字节写计数器的低字节，再写计
25、数器的高字节l每个计数器的控制命令字均送入控制寄存器每个计数器的控制命令字均送入控制寄存器l各计数器的计数初值送到该计数器的计数寄存器及各计数器的计数初值送到该计数器的计数寄存器及 初值寄存器；初值寄存器；32常用数字接口电路3.初始化程序流程初始化程序流程写控制字写控制字写计数值低写计数值低8位位写计数值高写计数值高8位位*非必须非必须33常用数字接口电路初始化初始化CNT0初始化初始化CNT1初始化初始化CNT2写写CNT0控制字控制字写写CNT0计数初值计数初值当有两个以上计数器被应用时的初始化程序当有两个以上计数器被应用时的初始化程序设计流程：设计流程：34常用数字接口电路初始化程序流
26、程初始化程序流程写入全部计数器控制字写入全部计数器控制字写写CNT0计数初值计数初值写写CNT1计数初值计数初值写写CNT2计数初值计数初值原则：原则：u先写入控制字先写入控制字u后写入计数初值后写入计数初值35常用数字接口电路4.8253应用例应用例l采用采用8253作定时作定时/计数器，其接口地址为计数器，其接口地址为0120H0123H。l输入输入8253的时钟频率为的时钟频率为2MHZ。要求：要求：lCNT0每每10ms输出一个输出一个CLK周期宽的负脉冲周期宽的负脉冲lCNT1输出输出10KHz的的连续连续方波信号方波信号lCNT2在定时在定时5ms后产生输出高电平后产生输出高电平l
27、画线路连接图，并编写初始化程序画线路连接图，并编写初始化程序. 工作的计数器工作的计数器工作方式工作方式计数初值计数初值启动方式启动方式计数脉冲频率计数脉冲频率36常用数字接口电路计算计数初值：计算计数初值： CNT0：10ms/0.5us=20000 CNT1：2 MHz/10KHz=200 CNT2： 5ms/0.5us=10000确定控制字：确定控制字： CNT0：方式方式2，16位计数值位计数值 CNT1：方式方式3，低，低8位计数值位计数值 CNT2：方式方式0，16位计数值位计数值37常用数字接口电路CLK0GATE0OUT1D0D7WRRDA1A0CSDBIOWIORA1A0译码
28、器译码器8253CLK2GATE1GATE2+5VCLK12MHzOUT0OUT238常用数字接口电路初始化程序初始化程序CNT0：MOV DX，0123HMOV AL，34HOUT DX，ALMOV DX，0120HMOV AX，20000OUT DX，ALMOV AL，AHOUT DX，ALCNT1： CNT2： 39常用数字接口电路例例1：某：某8253端口地址为端口地址为F8HFBH，欲用通道，欲用通道0以方式以方式1，按，按BCD计数，计数值为计数，计数值为5080。1.确定通道控制字；确定通道控制字；2.计数值的低计数值的低8位为位为80；3.计数值的高计数值的高8位为位为50。0
29、0110011初始化程序为：初始化程序为：MOV AL，33HOUT 0FBH，ALMOV AL，80HOUT 0F8H，ALMOV AL，50HOUT 0F8H，AL在计数过程中，在计数过程中，8253读计数器现行值的方法：读计数器现行值的方法：（将计数值存入内部缓冲器）（将计数值存入内部缓冲器）MOV AL，03H ；计数器；计数器0的锁存命令的锁存命令OUT 0FBH，AL；写入控制寄存器；写入控制寄存器IN AL，0F8H ；读低；读低8位位MOV CL，AL ；存入；存入CL中中IN AL，0F8H ；读高；读高8位位MOV CH，AL ；存入；存入CH中中40常用数字接口电路A4A
30、3A0A5M/IOA7A6A9A8G1G2BG2ACBAY4A2A1RDWRD7D0GATE0OUT0CLK0CLK1CLK2GATE1OUT1GATE2OUT2A1A0RDWRD7D0CS1MHz方波5V2KHz方波1ms的负脉冲单脉冲8086CPU74LS138例例2：用：用8253产生各种定时波形。产生各种定时波形。41常用数字接口电路例例2：用：用8253产生各种定时波形。要求：产生各种定时波形。要求：（1）通道）通道0输出频率为输出频率为2KHz的方波；的方波；（2）通道通道1产生宽度为产生宽度为1ms的负脉冲；的负脉冲；（3）通道）通道2以硬件方式触发，输出单脉冲，时常为以硬件方式
31、触发，输出单脉冲，时常为26。已知：已知：8253基地址为基地址为310H，3通道所用时钟脉冲频率为通道所用时钟脉冲频率为1MHz。分析：分析：通道通道0工作于方式工作于方式3，控制端，控制端GATE0接接+5V，时间常数（计数初，时间常数（计数初值）值）N0=1MHz/2KHz=500；通道通道1工作于方式工作于方式1，由控制端，由控制端GATE1的正跳变触发，的正跳变触发，OUT1的的负脉冲宽度为时常，单次触发，时间常数负脉冲宽度为时常，单次触发，时间常数N1=1ms/0.001ms=1000；通道通道2工作于方式工作于方式5，由控制端，由控制端GATE2的正跳变触发，可连续触的正跳变触发
32、，可连续触发，时间常数发，时间常数N2=26。42常用数字接口电路；通道；通道0初始化程序初始化程序MOV DX，316HMOV AL， 00110111BOUT DX，ALMOV DX，310H MOV AL，00HOUT DX，ALMOV AL，05HOUT DX，AL；通道；通道2初始化程序初始化程序MOV DX，316HMOV AL， 10011011BOUT DX，ALMOV DX，314H MOV AL，26HOUT DX，AL；通道；通道1初始化程序初始化程序MOV DX，316HMOV AL， 01110011BOUT DX，ALMOV DX，312H MOV AL，00HOU
33、T DX，ALMOV AL，10HOUT DX，AL43常用数字接口电路例例3：8253控制控制LED。要求：。要求：LED点亮点亮10秒，熄灭秒，熄灭10秒秒分析：分析：8253的数据线与的数据线与CPU8位数据线位数据线D0D7相连，相连，8253的各端口的地址为的各端口的地址为81H、83H、85H、87H。OUT1输出占空比为输出占空比为1:1的方波，的方波， 8253端口端口1工作在方式工作在方式3。时钟频率为时钟频率为2MHz时，时，16位计数通道的最大定时时间为：位计数通道的最大定时时间为：0 .5 s 65535=32.766ms级连：通道级连：通道0输出输出400Hz脉冲（时
34、常脉冲（时常5000），），通道通道1输出输出0.05Hz方波（时常方波（时常8000）。）。D7-D0WR RD A1 A0 CSCLK0OUT0CLK1OUT1译码IOWIORA2A1A0-A7+5VD0-D7GATE0GATE12MHz0 .5 s 40000000=20s44常用数字接口电路；通道通道0初始化程序初始化程序MOV AL， 00110111BOUT 87H，ALMOV AL，00HOUT 81H，ALMOV ALH，50HOUT 81H，AL；通道通道1初始化程序初始化程序MOV AL， 01110111BOUT 87H，ALMOV AL，00HOUT 83H，ALMOV
35、 AL，80HOUT 83H，AL45常用数字接口电路7.3 7.3 可编程并行接口可编程并行接口8255825549常用数字接口电路掌握掌握:l8255的主要引线功能及内部结构的主要引线功能及内部结构l8255的的3种工作方式及其特点种工作方式及其特点l应用应用:l芯片与系统的连接芯片与系统的连接l芯片的初始化编程芯片的初始化编程l数据输入数据输入/输出控制程序设计输出控制程序设计50常用数字接口电路一、并行接口一、并行接口82558255的特点的特点l含含3个独立的个独立的8位并行输入位并行输入/输出端口，各端口输出端口，各端口均具有数据的控制和锁存能力均具有数据的控制和锁存能力l含含1个
36、控制寄存器个控制寄存器l可通过编程，初始化控制寄存器，设置各端口可通过编程，初始化控制寄存器，设置各端口工作在某一确定状态下工作在某一确定状态下51常用数字接口电路二二. 引线引线连接系统端的主要引线：连接系统端的主要引线：lD0-D7:8位双向数据线，传送数据和控制字位双向数据线，传送数据和控制字lCS：片选信号，由高位地址信号经译码产生片选信号，由高位地址信号经译码产生lRD：读信号，通常接系统总线读信号，通常接系统总线IOR信号信号lWR：写信号，通常接系统总线写信号，通常接系统总线IOW信号信号lA0，A1：口地址选择线，通常接系统地址总口地址选择线，通常接系统地址总线的线的A0和和A
37、1，四种组合用于选择，四种组合用于选择3个输入个输入/输出输出端口和端口和1个控制寄存器个控制寄存器lRESET:复位信号，通常接系统的复位端复位信号，通常接系统的复位端RESET 52常用数字接口电路A1 A0 选择选择0 0 A端口端口0 1 B端口端口1 0 C端口端口1 1 控制寄存器控制寄存器8255内部包括内部包括3个独立的输入个独立的输入/输出端口以及输出端口以及1个控制个控制寄存器，寄存器，A1、A0经片内译码可产生经片内译码可产生4个有效地址，分个有效地址，分别对应别对应A、B、C三个端口和内部控制寄存器。三个端口和内部控制寄存器。53常用数字接口电路连接外设端的引脚：连接外
38、设端的引脚：PA0 PA7PB0 PB7PC0 PC7分别对应分别对应A、B、C三个端口三个端口54常用数字接口电路三、三、8255与系统的连接示意图与系统的连接示意图D0D7WRRDA1A0CSDBIOWIORA1A0译码器译码器8255A口口B口口C口口D0D7外外 设设55常用数字接口电路四四. 内部结构内部结构A组端口组端口B组端口组端口 端口端口A端口端口C的高的高4位位端口端口B端口端口C的低的低4位位56常用数字接口电路A组控制组控制B组控制组控制缓冲器数据数据总线总线DBoooRDWRA0A1RESETCS读读/写写控制控制逻辑逻辑A口口上上C口口下下C口口B口口PA7PA0P
39、C7PC4PC3PC0PB7PB0内内部部总总线线数据接口数据接口CPU接口接口内部逻辑内部逻辑57常用数字接口电路端口端口A和端口和端口B可用作可用作8位数位数据据I/O口，端口口，端口C既可作为既可作为8位位I/O口，又可作为两个口，又可作为两个4位位I/O口，还口，还常用来配合常用来配合A口和口和B口工作，作为口工作，作为控制信号输出或作为状态信号输控制信号输出或作为状态信号输入。入。 (一一) 数据端口数据端口 8255内部包含内部包含3个个8位位I/O端端口口A口、口、B口和口和C口，通过外部口，通过外部24根根I/O线与外设交换数据或进行线与外设交换数据或进行通信联络。其中通信联络
40、。其中C口可分为两个口可分为两个4位口使用。位口使用。A口口上上C口口下下C口口B口口PA7PA0PC7PC4PC3PC0PB7PB0内内部部总总线线58常用数字接口电路(二二) 控制逻辑控制逻辑这是两组根据这是两组根据CPU的编的编程命令控制程命令控制8255工作的电路，工作的电路，控制寄存器用来接收控制寄存器用来接收CPU送送来的来的控制控制命令字，以决定命令字，以决定A组、组、B组的工作方式，或对组的工作方式，或对C口的每一个位执行位操作。口的每一个位执行位操作。A组控制组控制B组控制组控制内内部部总总线线59常用数字接口电路(三三)数据总线缓冲器数据总线缓冲器双向三态的双向三态的8位缓
41、冲器位缓冲器, 用作用作8255和系统数据总线的接口。和系统数据总线的接口。 1)传送系统对传送系统对8255的控制字；的控制字； 2)传送各端口的输入、输出数传送各端口的输入、输出数据。据。缓冲器数据总线DBoooRDWRA0A1RESETCS读/写控制逻辑内内部部总总线线至数据端口至数据端口至控制至控制寄存器寄存器(四四) 读读/写控制逻辑写控制逻辑控制总线的开放与关闭；控制总线的开放与关闭；控制信息传送的路径和方向。控制信息传送的路径和方向。60常用数字接口电路五五. 工作方式（工作方式（3种）种）基本输入基本输入/输出方式（方式输出方式（方式0）-A、B、C口口选通输入选通输入/输出方
42、式（方式输出方式（方式1）- A、B口口双向传送方式（方式双向传送方式（方式2）-A口口61常用数字接口电路方式方式0：lA、B、C口相当于三个独立的口相当于三个独立的8位简单接口位简单接口l各端口既可设置为输入口，也可设置为输出各端口既可设置为输入口，也可设置为输出 口，口，但不能同时实现输入及输出但不能同时实现输入及输出lC端口可以是一个端口可以是一个8位的简单接口，也可以分为位的简单接口，也可以分为 两个独立的两个独立的4位端口位端口l常用于连接简单外设，常用于连接简单外设，适于无条件或查询方式适于无条件或查询方式62常用数字接口电路方式方式0的应用：的应用：l习惯上：习惯上：lA端口和
43、端口和B端口作为端口作为8位数据的输入口或输出口位数据的输入口或输出口lC端口作为端口作为8位数据的输入口或输出口位数据的输入口或输出口lC端口的高端口的高4位或低位或低4位作为位作为4位数据的输入口或输出口位数据的输入口或输出口lC口的某些位作为口的某些位作为状态输入，用于查询方式传送状态输入，用于查询方式传送l注：注：l若使若使C端口低端口低4位中某一位作为输入口，则低位中某一位作为输入口，则低4位中其他位中其他位都应作为输入口。同时可设高位都应作为输入口。同时可设高4位作为输出。位作为输出。63常用数字接口电路8255工作于方式工作于方式0的连接示意图的连接示意图D0D7WRRDA1A0
44、CSDBIOWIORA1A0译码器译码器8255PA0 |PA7B口口PC0D0D7数据数据状态状态数据数据外设外设1外设外设264常用数字接口电路方式方式1：l利用一组选通控制信号控制利用一组选通控制信号控制A端口和端口和B端口的数端口的数 据输入输出据输入输出lA口、口、B口作数据输入口或输出口，口作数据输入口或输出口，C口的部分口的部分位用作位用作选通控制信号选通控制信号lA口、口、B口在作为口在作为输入输入和和输出输出时的选通信号不同时的选通信号不同输入输入输出输出65常用数字接口电路方式方式1的应用：的应用：l方式方式1主要用于主要用于中断控制方式中断控制方式下的输入输出下的输入输出
45、lC口的口的8位除用作选通信号外，其余位可工作位除用作选通信号外，其余位可工作 于方式于方式0下，作为输入或输出口下，作为输入或输出口66常用数字接口电路1) 方式方式1输入输入此时此时PC3PC5 和和PC0PC2分别用作分别用作A口和口和B口的状态口的状态和控制线和控制线, PC6和和PC7可以工作在方式可以工作在方式0用作用作I/O线线.PA7PA08PC4STBAPC5IBFAPC3INTRAPC6PC7I/O线&INTEAoRD方式方式1 (A口口)PB7PB08PC2STBBPC1IBFBPC0INTRB&INTEBoRD方式方式1 (B口口) 方式方式1下下A,B口均为输入时的信
46、号定义口均为输入时的信号定义67常用数字接口电路IBF输入缓冲器满信号，高电平有效，由输入缓冲器满信号，高电平有效，由8255输出的状态信号，输出的状态信号，表示输入锁存器已满，向外设指明不能再送入数据。表示输入锁存器已满，向外设指明不能再送入数据。INTE 中断允许信号。控制中断允许信号。控制8255能否向能否向CPU发中断请求信号，发中断请求信号，它没有外部引脚，它没有外部引脚，INTEA、INTEB是由用户对是由用户对PC4、PC2按按位置位实现的。位置位实现的。各应答信号的意义：各应答信号的意义： STB数据数据选通输入信号，低电平有效，由外设输入；选通输入信号，低电平有效，由外设输入
47、；INTR中断请求信号，高电平有效。是中断请求信号，高电平有效。是8255向向CPU发出的中断发出的中断请求请求信号，要求信号，要求CPU服务。当服务。当 IBF =1、STB =1且且 INTE =1时，时，INTR =1。68常用数字接口电路2) 方式方式1输出输出这时这时PC3、PC6和和PC7作作A口的应答信号，口的应答信号，PC0、PC1和和PC2作作B口的应答信号。余下的口的应答信号。余下的PC4和和PC5可作输入或输出线。可作输入或输出线。PA7PA08PC6ACKAPC7OBFAPC3INTRAPC4PC5I/O线&INTEAoWR方式方式1输出输出 (A口口)PB7PB08P
48、C2ACKBPC1OBFBPC0INTRB&INTEBoWR方式方式1输出输出 (B口口) 方式方式1下下A,B口均为输出时的信号定义口均为输出时的信号定义69常用数字接口电路ACK外设的回答信号，低电平有效，由外设送给外设的回答信号，低电平有效，由外设送给8255。表示表示CPU送到指定端口的数据已被外设接受。送到指定端口的数据已被外设接受。各应答信号的意义：各应答信号的意义：OBF输出缓冲器满信号，输出，低电平有效。表示输出缓冲器满信号，输出，低电平有效。表示CPU已输出数据到指定端口。已输出数据到指定端口。INTR中断请求信号，高电平有效。是中断请求信号，高电平有效。是8255向向CPU
49、发出发出的中断请求信号，要求的中断请求信号，要求CPU服务。当服务。当 OBF =1、ACK =1且且 INTE =1时，时，INTR =1INTE中断允许信号。控制中断允许信号。控制8255能否向能否向CPU发中断请求信发中断请求信号，它没有外部引脚，号，它没有外部引脚，INTEA、INTEB是由用户对是由用户对PC6、PC2按位置位实现的。按位置位实现的。70常用数字接口电路方式方式2：l双向输入输出方式双向输入输出方式-可以既作为输入口，可以既作为输入口， 又作为输出口又作为输出口l只有只有A端口可工作在方式端口可工作在方式2下下71常用数字接口电路方式方式2的应用：的应用：l可使可使A
50、端口作为双向端口使用端口作为双向端口使用l用于用于中断控制方式中断控制方式l当当A口工作于方式口工作于方式2时，时，B口可工作于方式口可工作于方式1（此时（此时C口的所有位都用作选通控制信号的输口的所有位都用作选通控制信号的输入输出），也可工作于方式入输出），也可工作于方式0（此时（此时C口的剩余口的剩余位也可工作于方式位也可工作于方式0）72常用数字接口电路这时这时PA7PA0作为双向数据总线，作为双向数据总线，PC3 PC7用作用作A口的联口的联络控制信号。络控制信号。PC2PC0可用作可用作B口的应答信号线或作口的应答信号线或作I/O线。线。PC3INTRAPA78PC7PC6OBFAA
51、CKAPC4PC5PC2PC03STBAIBFAINTE2&PA0&INTE11OOWRRD各信号意义各信号意义:INTRA中断请求信号中断请求信号, 1有效有效.OBFA输出缓冲器满输出缓冲器满, 0有效有效. ACKA外设响应信号外设响应信号, 0有效有效.IBFA输入缓冲器满信号输入缓冲器满信号, 1有有效效.STBA选通输入信号选通输入信号, 0有效有效.73常用数字接口电路六六. 方式控制字及位控制字方式控制字及位控制字l方式控制字方式控制字l用于确定用于确定3个端口的工作方式及数据传送方向；个端口的工作方式及数据传送方向；1D6D5D4D3D2D1D0方式选择控方式选择控制字标识位
52、制字标识位A组方式选择组方式选择00 方式方式001 方式方式11x 方式方式2端口端口A1 输入输入0 输出输出 PC3PC0: 1 输入输入 （方式（方式0时）时） 0 输出输出端口端口B: 1 输入输入 0 输出输出B组方式选择：组方式选择： 0 方式方式0 1 方式方式1 PC7PC4: 1 输入输入（方式（方式0时）时） 0 输出输出 74常用数字接口电路 位控制字（仅用于C端口）可设置C口某位的初始状态（为高电平或低电平）当其工作于方式0下且作为输出口时，一般需要对作为输出的位设置初始状态（即初始化）0D6D5D4D3D2D1D0xxx无关无关 1: 置置1 0: 置置000001
53、111端口端口C按位置按位置1/置置0控制字标识位控制字标识位位选择位选择PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7001100110101010175常用数字接口电路 8255A工作在方式工作在方式0时，时，C口各位作输入输出用。当工作在口各位作输入输出用。当工作在方式方式1和方式和方式2时，时，C口产生与外设的联络信号。此时。读入口产生与外设的联络信号。此时。读入C口口各位的内容可检查或测试外设的状态。各位的内容可检查或测试外设的状态。C口的状态字如下：口的状态字如下：（1）方式）方式1I/O I/O IBFA输入INTEA INTRA INTEB IBFB INTRBD7 D6 D
54、5 D4 D3 D2 D1 D0I/O I/O输出INTEAINTRA INTEB OBFB INTRBD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0OBFA（2）方式）方式2*INTE1INTRAINTE2IBFAD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0OBFA*七七. 状态字状态字76常用数字接口电路八八. 8255芯片的应用芯片的应用l芯片与系统的连接芯片与系统的连接l芯片的初始化芯片的初始化l相应的控制程序设计相应的控制程序设计例例7-377常用数字接口电路8255应用例应用例1：l利用利用8255实现开关检测和继电器控制电路；实现开关检测和继电器控制电路；l当当8个开关闭合时，
55、使个开关闭合时，使8个继电器通电动作；开个继电器通电动作；开关断开时，继电器不动；关断开时，继电器不动；l系统每隔系统每隔100ms启动一次开关状态检测，实现启动一次开关状态检测，实现相应的控制；相应的控制；l初始状态下继电器都不动作。初始状态下继电器都不动作。78常用数字接口电路题目分析：题目分析：l使使8255的的A端口连接继电器端口连接继电器lB端口连接开关端口连接开关l若使用若使用8253的的CNT0实现定时，实现定时，CLK=2MHZ则计数初则计数初值为：值为： 100ms/0.5us =200000l需使用两个计数器：需使用两个计数器：l利用利用OUT0的输出作为的输出作为CNT1
56、的时钟信号，若使的时钟信号，若使OUT0输出频率输出频率为为2KHz，则两个计数器的计数初值分别为：，则两个计数器的计数初值分别为： CNT0：2MHz/2KHz =1000-工作于方式工作于方式3 CNT1：100ms/0.5ms=200-工作于方式工作于方式0均工作于方式均工作于方式079常用数字接口电路CSA0A1WRRDDBPA0PA7PB0PB7+5V+5VK继电器继电器384H387H388H38BHCSA0A1OUT1CLK12MHZCLK0OUT080常用数字接口电路8255的初始化的初始化MOV DX，387HMOV AL，82H(10000010B)OUT DX，AL XO
57、R AL，ALMOV DX，384HOUT DX，AL控制寄存器控制寄存器A口口继电器不工作继电器不工作81常用数字接口电路8253的初始化的初始化l初始化命令字：初始化命令字：MOV DX，38BHMOV AL，36H(00110110B)OUT DX，ALMOV AL，50H(01010000B)OUT DX，ALl置计数初值：置计数初值：MOV DX，388HMOV AX，1000OUT DX，ALMOV AL，AHOUT DX，ALMOV DX，389HMOV AL，200OUT DX，AL82常用数字接口电路8255的控制程序的控制程序 MOV DX，385H - B口口WAITT:
58、 IN AL，DX AND AL，0FFH JNZ WAITT MOV DX，384H - A口口 MOV AL，0FFH OUT DX，AL 83常用数字接口电路8255作为开关作为开关K0K3及七段及七段LED显示器接口。要求开显示器接口。要求开关设置的二进制信息，由关设置的二进制信息，由PC0PC3输入，经程序转换为输入，经程序转换为对应的七段对应的七段LED显示器的字形代码后，由显示器的字形代码后，由PA口输出显示。口输出显示。8255应用例应用例2：84常用数字接口电路8255PA7PA0驱动器+5V5VK0K1K2K3PC3PC2PC1PC0D7D0IOR IOW A1 A2 A
59、B C G2A G2B G1 Y0 Y1 Y2 OOOD7D0 RD WR A0 A1 CSA0 A3A4A78086系系统统总总线线LS138接口电路接口电路&A5A6IOR&IOW85常用数字接口电路各端口地址为各端口地址为E8H,EAH,ECH,EEH8255各端口地址确定各端口地址确定:由图可知：由图可知： A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A01 1 1 0 1 08255方式选择控制字方式选择控制字:LED显示器的字形代码表存放在显示器的字形代码表存放在TABLE单元开始的内存中单元开始的内存中.TABLE DB 0C0H, 0F9H, 0A4H, 0B0H, 99H, 9
60、2H, 82H, 0F8H DB 80H, 98H, 88H, 83H, 0C6H, 0A1H, 86H, 8EHCS按题意设置端口按题意设置端口A方式方式0输出输出,下下C口输入口输入.10000181HA B C G2A G2B G1 Y0 Y1 Y2 A0 A3A4A7LS138&A5A6IOR&IOW86常用数字接口电路实现操作的具体程序如下实现操作的具体程序如下:MOV DX, 0E8H；指向端口指向端口A OUT DX, AL；输出字形码显示输出字形码显示 HLTMOV DX，0EEH ；设置设置8255工作方式工作方式 MOV AL，81H OUT DX，ALMOV DX，0ECH ；指向端口指向端口C，读开关状态读开关状态 IN AL，DX AND AL，0FHLEA BX，TABLE ；显示代码表首地址送显示代码表首地址送BXXLAT ；查表，取出相应的字形码送查表，取出相应的字形码送AL87常用数字接口电路
