微机原理(第三版)第7章常用数字接口电路0

第7章常用数字接口电路主要内容：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§7.1并行通信与串行通信通信：计算机与计算机之间或与外部设备之间的信息交换。两种基本的通信方式：串行通信、并行通信。并行通信与串行通信是指接口与外部设备一侧的通信方式，与CPU之间的通信都是并行的。并行通信：同时传输数据的所有位特点：以数据字节或字为单位进行数据传送；适合近距离传送；对传送的信息不要求固定格式。分类输入和输出数字和模拟单向和双向简单接口和可编程接口串行通信特点：按位传送造价低，适合于远距离传送传送方式全双工半双工单工串行通信串行通讯的基本概念CPU与外设之间的信息交换，在每一个时间单位仅传送一位信息，信息的所有位按顺序一位一位地传送，称为串行通信。1.串行通信的传送方式单工：单方向传送半双工：采用分时传送的办法全双工：发送和接收同时进行A发送器B接收器单工发送器接收器发送器接收器半双工发送器接收器发送器接收器全双工§7.2可编程定时计数器82538253基本功能有3个独立的16位计数器每个计数器可按照二进制或十进制计数每个计数器计数频率最高为2MHz每个计数器可选择6种不同的工作方式8253的外部引线及内部结构8253控制字启动方式软件启动：写入计数值硬件启动：GATE上跳沿8253的工作方式－方式0（计数结束中断）结果特点：计数器减1为0时，OUT升高，向CPU发出中断请求。过程特点：（1）控制字写入：OUT＝0。当控制字写入控制字寄存器后，输出端OUT变成低电平。并且在计数值减到0之前一直保持低电平（2）计数值写入：OUT不变，仍然为低电平（3）启动方式：写入计数值。必须在下一个CLK时钟脉冲到来时，计数初值才由CR传送到CE（4）计数期间：OUT为低电平（5）计数为0时：OUT＝1，向CPU发出中断请求。直到CPU写入新的控制字或计数值时，才使OUT=0（6）计数期间写入新的计数值：如果计数值是一个字节，则在写入后的下一个时钟脉冲，新的计数值由CR送入CE，开始新的计数。如果计数值在两个字节，则写入第一个字节时中止计数，写入第二个字节后的下一个时钟脉冲时，新的计数值由CR送CE，启动计数器按新的计数值开始计数。（7）GATE作用：GATE＝0时，禁止计数，计数器停止；GATE＝1，允许计数，此时计数器从刚才断的地方开始连续计数（8）计数值有效期限：计数值一次有效方式0－基本工作时序方式0－GATE作用时序计数期间写入新的计数值时序结果特点：输出单拍负脉冲，脉冲宽度可编程设定过程特点：（1）控制字写入：OUT=1（2）计数值写入：OUT=1（不变）（3）启动方式：GATE上跳沿。启动后的下一个CLK脉冲使OUT＝0，即延迟一个时钟周期。（4）计数期间：OUT＝0（5）计数为0时：OUT=18253的工作方式－方式1（可编程单稳）（6）计数期间写入新的计数值：不影响原计数，只有当下一个GATE上跳沿到来时，才使用新的计数值（7）GATE作用：GATE＝0或GATE＝1时，不影响计数，但若出现上跳沿则重新启动计数器，按最新计数初值开始计数。（8）计数值有效期限：多次有效。计数初值写入CR后，在没有新的计数值写入CR之前，原计数值保持不变，每触发一次，就按这个初值装入CE。方式1－基本时序GATE作用时序计数期间写入新的计数值时序方式2：频率发生器也叫分频器；可以软件启动，也可以硬件启动，计数器自动重复工作。在写入控制字和计数初值期间GATE一直为高电平，则在下一个CLK开始计数，既软启动；若写入计数初值时GATE为低电平，则要等到GATE由低到高时才启动，即硬件启动；一旦计数器启动，计数器可以自动重复工作；GATE为低，停止计数；WRCLKGATEOUTCWN=3321321写入控制字后，OUT为高电平。如果GATE为高，写入初值后开始减1计数。当计数值减到1时，OUT输出变为低电平，再经过一个CLK之后计数值减为0，OUT变为高电平，接着自动重新装入初值，计数器重复工作。WRCLKGATEOUTCWN=3321321在OUT端连续输出一个宽度为TCLK的负脉冲信号，其脉冲周期为：To＝N×TCLK脉冲频率：fo=fc/NN也叫分频系数：N=fc/fo例如：利用计数器1作频率发生器，给定CLK1为2MHz，要求产生频率为1KHz的脉冲。计数器1工作在方式2：0111X100B时间常数N＝fc/fo=2×106/(1×103)=2000程序设计如下：MOVAL,01110100B；OUT83H,ALMOVAX,2000；先写入低字节计数值，OUT81H,ALMOVAL,AH；后写入高字节计数值OUT81H,AL…；OUT输出脉冲周期为1ms可以软启动，也可以硬件启动，计数器自动重复工作；写入控制字后，OUT为高电平。如果GATE为高，写入初值后开始减1计数。当计数值减到N/2时，OUT输出变为低电平，直到计数值减为0；接着自动重新装入初值，OUT变为高电平，计数器自动重复工作。OUT输出对称方波：若计数初值为奇数，OUT输出非对称方波：GATE由高变低，停止计数。N/2（N+1）/2方式3－方波发生器例如：利用计数器2作脉冲发生器，给定CLK2为1MHz，要求产生周期为20ms的方波。计数器2工作在方式3：1011X110B计数初值N＝fc/fo=1×106×20×10-3=20000=4E20H程序设计如下：MOVAL,10110110B；＃2，方式3，二进制OUT83H,ALMOVAL,20H：先写入低字节计数值OUT82H,ALMOVAL,4EH；后写入高字节计数值OUT82H,AL…；OUT输出周期为20ms的方波方式4：软件触发选通软件启动、不自动重复计数方式；写入控制字后，OUT为高电平，计数器装入初值后即启动计数，计数结束时OUT输出宽度为TCLK的负脉冲，如下：WRCLKGATEOUTCWN=443210GATE为低，停止计数。4321方式5：硬件触发选通硬件启动、不自动重复的工作方式。GATE的上升沿触发计数器；计数结束时，在OUT端输出一个脉冲宽度为TCLK的负脉冲信号：WRCLKGATEOUTCWN=543210GATE的上升沿，将重新计数。8253的初始化先写控制字后写计数值计数初值写入须遵循控制字规定的顺序8253与8088系统连接8253的应用（1）例：设某8253通道1工作于方式0，按BCD方式计数，计数初值为400。通道0到控制寄存器的端口地址依次为80H~83H，试写出8253的初始化程序。解答分析：控制字：控制字为01110001B，写入控制寄存器，端口地址为83H。计数值：计数初值为400，由于采用BCD计数，故应按BCD码方式组成，即0400H，送通道1，地址为81H。16位数送两次，先送低8位00H，后送高8位04H。程序：MOVAL,71H;控制字OUT83H,ALMOVAL,00H;低8位计数值OUT81H,ALMOVAL,04H;高8位计数值OUT81H,AL§7.3可编程并行接口82558255的引线及结构WRD0D1D2D3D4D5D6D7VCCPB7RDCSGNDA1A0PA4PA5PA6PA7PB5PB6PB4PB3RESETPB1PB2PB0PC3PC2PC1PC0PC4PC5PC6PC7PA2PA1PA05101535302521PA31.引线连接系统端的主要引线：D0----D7CSRDWRA0，A1RESETA1A000A端口01B端口10C端口11控制寄存器引线连接外设端的引脚：PA0——PA7PB0——PB7PC0——PC7分别对应A、B、C三个端口2.结构A组B组端口A端口C的高4位端口B端口C的低4位8255与系统的连接示意图D0~D7WRRDA1A0CSDBIOWIORA1A0译码器8255A口B口C口D0~D7外设3.工作方式1.基本输入/输出方式（方式0）：A、B、C2.选通工作方式（方式1）：A、B3.双向传送方式（方式2）：A方式0，基本输入输出方式适合于三个端口；作为输出口时它具有锁存功能，作为输入时不能锁存；A口、C口的高4位、B口以及C口的低四位可分别定义为输入或输出，各端口相互独立，故共有16种组合。C口可以按位进行置位和复位。方式0：方式0最适用于无条件传送方式；也能用于查询工作方式，这时常将C口的高4位定义为输入口，输入外设的状态信号，而将C口的低四位定义为输出口，输出控制信息；这时可用A、B口传送数据；方式0不能工作在中断方式；方式1：选通输入输出方式：A口、B口作为数据的输入口或输出口，但数据的输入输出要在控制信号的控制下，控制信号由C口的某些位来提供；方式1适用于程序查询和中断控制方式，它不能工作在无条件传送方式下；方式2：双向传输方式，只有A口可以工作在这种方式下。既能发送数据，又能接收数据；它还要利用C口的5条线作为控制信号线；A口的输入输出均具有数据锁存能力，数据的输入输出均可以引起中断；方式2适用于程序查询和中断控制方式。它不能工作在无条件传送方式下。这时B口可以工作在方式0或方式1，C口剩余的3条线可以作为输入输出线或方式1下的控制线。控制字76543210功能控制0：位操作1：方式选择A组方式选择00：方式001：方式11X：方式2控制A口8位0：输出1：输入控制C口高4位0：输出1：输入B组方式选择0：方式01：方式1控制B口8位0：输出1：输入控制C口低4位0：输出1：输入方式选择控制字：方式选择控制字例A口、B口工作在方式0下：A口输出、B口输入则：10000010A口工作在方式0、B口工作在方式1下：A口输出、B口输入则：10000110A口工作在方式1、B口工作在方式0下：A口输入、B口输出则：10110000按位操作控制字76543210置位/复位0：复位1：置位C口的位选择000PC0001PC1010PC2011PC3100PC4101PC5110PC6111PC7无关0设置PC0为置位，则：00000001设置PC4为复位，则：00001000设置PC3为置位，则：00000111设控制端口的地址为：FFF7H,则：MOVDX,0FFF7HMOVAL,08HOUTDX,ALMOVAL,07HOUTDX,AL8255控制字8255工作于方式0的连接示意图D0~D7WRRDA1A0CSDBIOWIORA1A0译码器8255PA0|PA7B口PC0D0~D7数据状态数据外设1外设28255与8088连接示意图8255与8088系统总线连接方法8255D0D1D7CSA1A0WRRDPB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB73：8CBAG1G2AG2BIOWA7A6A5A4A3A2A1A0Y4VCC例：8255的B端口接有8支彩灯，在方式0下顺序点亮，每灯亮1秒，循环工作。IOR端口地址：90H、91H、92H、93H程序如下：方式控制字:10000000程序如下：MOVAL,80HOUT93H,ALMOVAL,01HAGAIN:OUT91H,ALCALLDELAY；延时1秒ROLAL,1JMPAGAIN