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1、备课笔记10D接口芯片微机原理及应用备课笔记（D）第七章 可编程接口芯片及应用.7-1接口的分类和功能7-1-1接口的分类一、按I/O的信号分1.数字信号 1) 并行数据I/O接口 2）串行数据I/O接口 3）频率和脉冲信号I/O 4）状态信号输入和控制信号输出2.模拟信号 1）A/D输入 2）D/A输出二、按接口的适用范围和选择灵活性分1.专用接口高性能，高成本，专用性2.通用接口通用性，价格低，性能有限 1）布线逻辑多功能通过硬件电路跳线选择不同的功能（例如：万用表） 2）可编程多功能通过软件编程设置选择不同的功能（例如手机选择不同的铃声等）7-1-2 接口的功能1. 输入缓冲和输出锁存数

2、据2. 信号变换。包括码制转换、电平变换、D/A和A/D变换等。3. 地址译码4. 外设控制及其命令传送（包括状态输入、控制命令输出、中断信号等）7-2 可编程并行接口Intel 8255A7-2-1 8255的功能（只读） 三组8位并行I/O接口（PA、PB、PC）。可以分别编程设定三种工作方式 方式0基本输入输出方式，3组8位并行I/O接口，无联络信号 方式1选通输入输出方式，2组8位并行I/O接口，每组3条联络信号 方式2选通双向传输方式，仅适用端口A，8位数据端口和5条联络信号 8位数据线 2位地址线，区分片内4个端口 RESET：高电平有效。复位后所有I/O端口均处于输入状态。7-2

3、-2 8255内部结构和引脚功能8255有40条引脚：分别是VCC、GND、PA、PB、PC、DB07、7-2-3 8255端口操作寻址方式与编程一、8255端口操作寻址方式8255寻址方式与相应操作A1A0/RD/WR/CS操作00010读端口A01010读端口B10010读端口C00100写端口A01100写端口B10100写端口C11100写工作方式字无操作（高阻抗）111无操作（高阻抗）11010非法操作二、8255A方式控制字 体现可编程多工作模式 D7D6D5D4D3D2D1D01PA方式PAPCHPB方式PBPCL其中：PA、PB、PCL、PCH 0 输出方式 1 输入方式D6、

4、D5PA方式D2PB方式00方式00方式001方式11方式11方式2二、8255A端口C置/复位命令字D7D6D5D4D3D2D1D00B2B1B01/0D0 0复位操作 1置位操作B2、B1、B0三位编码用于指示对端口C的哪一位进行操作。7-2-4 8255 工作方式0基本输入输出方式一、特点： 基本输入输出方式，通常不用联络信号，只能用于无条件I/O或查询方式I/O传送。 输出方式时，三个端口都有输出锁存功能；输入时，除PA有输入锁存和输入缓冲功能，PB、PC只有输入缓冲功能 PA、PB、PCL、PCH均可作为独立的I/O端口分别编程为输入或输出方式，可有16种不同的输入输出组态 如果用于

5、查询式输入输出，通常指定PC某些位作为联络信号，而用PA和PB作为并行数据输入输出端口二、应用举例例1：从PA0PA7输出8位二进制数据N，延时一段时间后，再将PA4引脚输出改为高电平。设8255端口地址为60H63H.。程序： MOV AL, 10001011B ;8BH,PA输出，其余输入,方式0 OUT 63H, AL ；写方式控制字 MOV AL,N OUT 60H, AL ；输出数据 CALL DELAY ;延时 IN AL, 60H ；读回刚才输出地数据 OR AL, 10H ；使D4位为1 OUT 60H, AL ；使PA4引脚输出高电平例2：输入PC1引脚状态，如果是高电平，则

6、输入PB的8位数据，存入DTB单元。否则等待。 MOV AL, 10011011B ;9BH, 全部输入方式0 OUT 63H, ALLP: IN AL,62H ；输入状态端口PC AND AL, 02H ;检测PC1引脚状态 JZ LP ；如果不是高电平则转等待 IN AL, 61H ；输入PB的8位数据 MOV DTB, AL ；存入DTB单元例3：已知如下图所示接口电路，试编程使右边8个LED只点亮其中一个，然后，每按动一下选通按钮，LED亮点循环下移一位。设8255A的端口地址为220H223H。解：按照PA输出方式0工作，PCH按照输入方式工作，其它均为输入方式0。方式控制字：100

7、01011=08BH 程序： MOV AL，08BH ；8255工作方式初始化 MOV DX，223H ；用DX指向控制端口OUT DX，AL ；写入工作方式控制字 MOV AL，07FH ；PA输出状态初始化 MOV DX，220H ；用DX指向数据端口OUT DX，AL ；写入PA端口，输出WAIT0： MOV DX，222H ；用DX指向状态端口IN AL，DX ；读PC端口 AND AL，80H ；屏蔽无关位，只保留PC7状态 JNZ WAIT0 ；等待PC7输入低电平WAIT1： IN AL，DX ；读PC端口 AND AL，80H JZ WAIT1 ；等待PC7输入高电平 MOV

8、DX，220HIN AL，DX ；读PA端口的输出值 ROR AL，1 ； 循环移一位 OUT DX，AL ；输出PA端口新的输出值 JMP WAIT0 ；循环7-2-5 8255 工作方式1选通输入/输出方式选通方式每个选通输入/输出接口除了包括一个8位的数据I/O端口外，还有3条联络线，并且内部有联络逻辑。一、 方式1输入1. 联络线引脚安排2. 联络线功能与逻辑/STB选通信号，输入IBF输入缓冲器满，输出INTR中断请求，输出INTE中断允许触发器控制位，通过对口C的/STB所占引脚置/复位命令，控制INTR输出是否允许。置位允许，复位禁止。3. 方式1输入联络时序图4. 二、 方式1

9、输出1. 联络线引脚安排2. 联络线功能与逻辑OBF输出缓冲器满，输出ACK应答信号，输入INTR中断请求，输出INTE中断允许触发器控制位，通过对口C的/ACK所占引脚置/复位命令，控制INTR输出是否允许。置位允许，复位禁止。3. 方式1输出联络时序图4. 应用举例例4：已知如右图所示接口电路，试编程使右边8个LED只点亮其中一个，然后，每按动一下选通按钮，LED亮点循环下移一位。设8255A的端口地址为220H223H。解：按照PA输出方式1工作，其它均为输入方式0。联络信号如图所示。方式控制字：10101011=0ABH 程序： MOV AL，0ABH ；8255工作方式初始化 MOV

10、 DX，223H ；用DX指向控制端口OUT DX，AL ；写入工作方式控制字 MOV AL，07FH ；PA输出状态初始化 MOV DX，220H ；用DX指向数据端口OUT DX，AL ；写入PA端口，输出WAIT： MOV DX，222H ；用DX指向状态端口IN AL，DX ；读PC端口 AND AL，80H ；屏蔽无关位，只保留PC7(OBF低电平有效表示输出缓冲器满，高电平表示输出缓冲器空)状态 JZ WAIT0 ；等待OBF变高电平） MOV DX，220HIN AL，DX ；读PA端口的输出值 ROR AL，1 ； 循环移一位 OUT DX，AL ；输出PA端口新的输出值 JM

11、P WAIT0 ；循环三、 可编程定时/计数器8253 7-3-1 8253的功能 三个独立的16位定时/计数器通道 每个定时/计数器都可编程选择6种工作方式 每个定时/计数器都由16位计数器、16位初值寄存器和16位输出锁存器构成 每个定时/计数器有CLK、GATE和OUT三个外部信号引脚 8位数据线，2条地址线，片内四个端口地址 24引脚7-3-2 8253内部结构和引脚功能一、内部结构1、 计数执行部件 CE16位1) 当GATE信号输入有效时，对CLK引脚输入的脉冲进行减法计数；2) 当计数到一定时候（如归0，或过半），OUT引脚输出信号改变。改变规则与工作方式有关；2、 计数初值寄存

12、器 CR16位，需CPU分二次写入，计数开始时16位一次并行装入执行部件。3、 输出锁存器 OL要读取计数器的当前值须通过OL。由于内部总线是8位的，需要分二次读出。在二次读期间高低8位间可能发生借位，因此必须现将CE中计数值先锁存入OL，在分二次读出。4、 控制寄存器用于存储对该计数通道的工作方式控制命令。5、 每个计数通道的数据端口分配一个地址，三个计数通道控制字共用一个控制端口。共需要四个端口地址，二条地址线。6、 对数据端口写入的数据进入初值寄存器CR，对数据端口读回的数据来自输出锁存器OL。二、引脚功能（略）三、8253与8088三总线的连接见上图1、数据总线的连接2、地址线的连接3

13、、控制线的连接7-3-3 8253端口操作寻址方式与编程 一、8253端口操作寻址方式A1A0/RD/WR/CS操作00010读计数器001010读计数器110010读计数器200100写入计数器001100写入计数器110100写入计数器211100写工作方式字11010非法操作1无操作（高阻抗）11无操作（高阻抗）二、8253编程 8253工作方式控制字7-3-4 8253 工作方式0计数结束产生中断一、特点： 1、写入方式0控制字后，OUT输出变低电平； 2.、写入计数初值后，如果GATE=1，则CLK引脚每输入一个一个脉冲（下降沿），计数值减1；3、GATE=0，则停止计数，屏蔽CLK

14、输入作用4、计数器减1计数归零时，OUT输出变高电平5、OUT变高前，重新写入初值，则新的初值立即装入计数执行部件，按新值继续计数。直到计数器归零，OUT才输出变高。二、应用举例例1、用CNT#0对从CLK引脚输入的外部脉冲计数。设端口地址为4043H.。解：把GATE引脚接高电平，CNT#0工作在方式0，初值设为0，启动计数。读计数值时，先发锁存命令，在分二次读出计数值的低、高8位。程序：MOV AL，00110000H ;=30H，通道0，只写高字节，方式0，二进制计数。OUT 43H，AL ；初始化MOV AL，0OUT 40H，AL OUT 40H，AL ；启动计数。 。 。MOV A

15、L，00000000H ;=0, 通道0，锁存命令，方式0，二进制计数OUT 40H，ALIN AL，40H ;读计数值的低8位MOV BL，AL ；暂存IN AL，40H ；读计数值的高8位MOV BH，AL ；NEG BX ；实际计数值7-3-4 8253 工作方式3方波频率发生器一、 特点二、 工作原理1、 写入控制字后，OUT输出变低电平2、 写入计数初值N后，OUT输出变高电平3、 如果GATE=1，则每输入一个脉冲计数值减1；4、 当计数值减到N/2或（N+1）/2时，OUT输出变低电平5、 当计数值减到0时，OUT输出变高电平，同时计数初值自动重装。6、 如果CR写入新的初值，不

16、会立即装入计数执行部件，而是等当前计数值归零后才将新值装入计数执行部件计数。7、 GATE=0，则停止计数，屏蔽CLK输入作用总之，OUT输出基本是方波。三、 应用举例例2：设已有一个1.923 MHz基准时钟信号，试采用8253产生周期为1秒的方波信号。画出8253外侧（CLK，GATE，OUT引脚）电路接线图和软件程序 （假设8253内侧与CPU的接线已接好，8253端口地址为： 60H63H）。解： （解决方案不是唯一的）可以用两个计数通道级联，扩展定时时间，如图所示。使用8253计数通道0#，工作在方式3（方式2也可以），对基准时钟进行1923分频，OUT0输出1KHz时钟信号，十进制

17、计数。方式控制字：00110111B=37H，计数初值=1923。使用计数通道1#，工作在方式0，十进制计数，对OUT0输出的1KHz时钟信号再进行1000计数，输出1秒定时低电平脉冲，在脉冲的后沿变高电平。方式控制字：01100001B=61H，计数初值=1000（只需写入高八位10H）。程序如下：CW0 EQU 37HN0 EQU 1923 CW1 EQU 61HN1H EQU 20HMOV AL,CW0OUT 63H,ALMOV AX,N0OUT 60H,ALMOV AL,AHOUT 60H,ALMOV AL,CW1OUT 63H,ALMOV AL,N1HOUT 61H,AL 例3：设8253在微机系统中的端口地址为60H63H，现有一个2.0MHz的时钟信号，试利用8253的通道0#设计一电路，产生频率为100Hz的方波信号输出。画出接口电路示意图，计算定时常数，写出方式控制字，并写出相应的程序。解：1）电路图 2.0MHz100Hz 2）定时常数计算：N= =20000，小于65536，大于10000 3）方式控制字：计数通道2#，16位读写，工作方式3，二进制计数(各0.5分) 10110110B=0B6H 4） 程序： MOV AL，0B6H ； OUT 63H MOV AX，20000 OUT 60H，AL ； MOV AL，AH OUT 60H，AL