大家好，又是我，沉迷學(xué)習(xí)無(wú)法自拔的小笨蛋康sir。

這個(gè)文集(點(diǎn)我)將會(huì)同步更新我觀看吳寧老師的《微機(jī)原理與接口技術(shù)》教學(xué)視頻寫的筆記，學(xué)習(xí)筆記，大概每周一章。

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第十周 可編程數(shù)字接口電路

內(nèi)容提要：

兩種可編程并行接口芯片的應(yīng)用

? 可編程芯片：可以通過軟件命令，控制芯片的工作方式

數(shù)據(jù)傳輸方向

輸入/輸出方式

可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器8253

可編程并行接口8255

第51講 可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器8253

計(jì)數(shù)與定時(shí)

定時(shí)/計(jì)算器的工作基準(zhǔn)是時(shí)鐘脈沖

? ? ? ?

? ? ? ?

計(jì)數(shù)脈沖周期恒定——定時(shí)

定時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)度取決于時(shí)鐘脈沖的周期及脈沖數(shù)

要求定時(shí)100秒——計(jì)數(shù)脈沖數(shù)：100

計(jì)數(shù)初值

由需求和條件決定

8253芯片特點(diǎn)

? 可編程的邏輯器件；

? 非通道型的接口，具有特定功能；

? 可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)和定時(shí)；

? 工作方式：

? 減法計(jì)數(shù)

? 計(jì)數(shù)值減為0時(shí)輸出相應(yīng)控制信號(hào)

? 輸出控制信號(hào)的形式可通過軟件設(shè)置

① 外部主要引腳信號(hào)功能及內(nèi)部結(jié)構(gòu)

② 計(jì)數(shù)啟動(dòng)方式

③ 工作方式

④ 控制命令字格式

⑤ 應(yīng)用

1. 外部引線及內(nèi)部結(jié)構(gòu)

連接系統(tǒng)端的主要引線：

D0----D7

#CS

#RD

#WR

A0，A1

連接外設(shè)端的主要引線

CLK ----------- 時(shí)鐘脈沖輸入

GATE ---------- 門控信號(hào)輸入

OUT ------------ 定時(shí)輸出

? ? ? ?

? ? ? ?

內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

? 具有三個(gè)完全相同的、獨(dú)立的計(jì)數(shù)/定時(shí)器

? ? ? ?

? ? ? ?

控制寄存器存放控制命令字

每個(gè)計(jì)數(shù)器占用1個(gè)端口地址

(3個(gè)計(jì)數(shù)器、一個(gè)控制寄存器所以占四個(gè)端口 A1A0是片內(nèi)地址)

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

? 內(nèi)部3個(gè)計(jì)數(shù)器均為減法計(jì)數(shù)器

? 根據(jù)計(jì)數(shù)脈沖的頻率及需要定時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)度確定計(jì)數(shù)初值

每個(gè)計(jì)數(shù)器含16位初值寄存器、16位計(jì)數(shù)寄存器。(相同端口地址。存放計(jì)數(shù)初值)

控制寄存器 存放控制命令字

外部引線及內(nèi)部結(jié)構(gòu)

? 三個(gè)可獨(dú)立工作的16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)控制寄存器。共占用4個(gè)端口地址。

? 4個(gè)端口的地址編碼：

A1 A0

0 0 CNT0

0 1 CNT1

1 0 CNT2

1 1 控制寄存器

2. 計(jì)數(shù)啟動(dòng)方式

啟動(dòng)方式由GATE端信號(hào)的形式?jīng)Q定

軟件啟動(dòng)——GATE端為高電平

硬件啟動(dòng)——GATE端有一個(gè)上升沿

3. 工作方式

? 方式0

? 軟件啟動(dòng)，不自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)；

? 計(jì)數(shù)結(jié)束輸出高電平。

? ? ? ?

? ? ? ?

方式1

? 硬件啟動(dòng)，不自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)；

? 計(jì)數(shù)開始輸出低電平，結(jié)束后又變高。

? ? ? ?

? ? ? ?

① 計(jì)數(shù)一旦啟動(dòng)，GATE端既使變低也不會(huì)影響計(jì)數(shù)。

② 可重復(fù)觸發(fā)。當(dāng)計(jì)數(shù)到0后，不用再次寫入計(jì)數(shù)初值，只要再次出現(xiàn)GATE上升沿，即可產(chǎn)生一個(gè)同樣寬度的負(fù)脈沖

方式2

? 軟、硬件啟動(dòng)，自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)。

? 計(jì)數(shù)到最后一個(gè)脈沖時(shí)輸出低電平

? ? ? ?

? ? ? ?

① 可輸出頻率為（1/N）CLK脈沖頻率的連續(xù)方波信號(hào)。

② 每1個(gè)OUT端脈沖包含（N-1）*CLK的正脈沖，1CLK的負(fù)脈沖。

方式3

? 軟、硬件啟動(dòng)，自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)。

? 輸出對(duì)稱方波

? ? ? ?

? ? ? ?

① 若N為偶數(shù)，輸出頻率為（1/N）CLK頻率的連續(xù)對(duì)稱方波信號(hào)。

② 若N為奇數(shù)，輸出波形為 (N+l)/2CLK 周 期 正脈 沖 ， (N-1)/2CLK 負(fù)脈沖。

方式4

? 軟件啟動(dòng)，不自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)。

? 計(jì)數(shù)結(jié)束輸出一個(gè)CLK寬度的低電平

? ? ? ?

? ? ? ?

方式5

? 硬件啟動(dòng)，不自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)

? 波形與方式4相同

? ? ? ?

? ? ? ?

工作方式小結(jié)

? 需要兩個(gè)寫脈沖——兩次寫操作

? 第1個(gè)寫脈沖寫入控制字

? 第2個(gè)寫脈沖寫入計(jì)數(shù)初值

? 不同的工作方式，有不同的計(jì)數(shù)啟動(dòng)方法。

? 可根據(jù)對(duì)輸出波形的要求，選擇不同的工作方式。

? 能輸出連續(xù)波形的只有方式2和方式3。

4. 控制字

用于設(shè)定各計(jì)數(shù)器的工作方式

? ? ? ? ? ? ? ?

? ? ? ?

最大16位BCD數(shù)：9999

最大16位二進(jìn)制數(shù)：FFFF

8253為減法計(jì)數(shù)器

最大計(jì)數(shù)初值：0(1000000000000000)

5. 8253的應(yīng)用

硬件設(shè)計(jì)：與系統(tǒng)的連接

軟件設(shè)計(jì)

初始化程序設(shè)計(jì)

寫入控制字

置計(jì)數(shù)初值

與系統(tǒng)的連接示意

? ? ? ?

? ? ? ?

應(yīng)用中的注意點(diǎn)

? 每一次啟動(dòng)計(jì)數(shù)，需有兩次寫操作：

? 寫控制字

? 寫計(jì)數(shù)器初值：如果初值為8位字長(zhǎng)，則一次寫入；若初值為16位字長(zhǎng)，則需兩次寫入

每個(gè)計(jì)數(shù)器的控制命令字均送入控制寄存器

各計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值送到該計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)寄存器及初值寄存器

初始化程序流程

? ? ? ?

? ? ? ?

當(dāng)有兩個(gè)以上計(jì)數(shù)器被應(yīng)用時(shí)的初始化程序設(shè)計(jì)流程：

? ? ? ?

? ? ? ?

? ? ? ?

? ? ? ?

原則：先寫入控制字，后寫入計(jì)數(shù)初值

8253應(yīng)用例：

? 采用8253作定時(shí)/計(jì)數(shù)器，其接口地址為0120H~0123H。

? 輸入8253的時(shí)鐘頻率為2MH。要求：

? CNT0每10ms輸出一個(gè)CLK周期寬的負(fù)脈沖

? CNT1輸出10KHz的連續(xù)方波信號(hào)

? CNT2在定時(shí)5ms后產(chǎn)生輸出高電平

? 畫線路連接圖，并編寫初始化程序.

工作的計(jì)數(shù)器

工作方式

計(jì)數(shù)初值

啟動(dòng)方式

計(jì)數(shù)脈沖頻率

? 計(jì)算計(jì)數(shù)初值：

CNT0：10ms/0.5us=20000 ? (可有2MH推出周期0.5us)

CNT1：2 MHz/10KHz=200

CNT2： 5ms/0.5us=10000

? 確定控制字：

CNT0：方式2，16位計(jì)數(shù)值 控制字00110100

CNT1：方式3，低8位計(jì)數(shù)值 控制字01010110

CNT2：方式0，16位計(jì)數(shù)值 控制字10110000

? ? ? ?

? ? ? ?

初始化程序

CNT0：

MOV DX，0123H；控制器的地址

MOV AL，34H；計(jì)數(shù)器0的控制字

OUT DX，AL

MOV DX，0120H；計(jì)數(shù)器0的位置

MOV AX，20000

OUT DX，AL；寫低8位

MOV AL，AH

OUT DX，AL；寫高8位（OUT的操作數(shù)不能直接是AH）

CNT1：

……

CNT2：

……

8253接口

? 可編程8bit并行接口(但是內(nèi)部計(jì)數(shù)器是16位的)。通過軟件初始化控制其工作方式和計(jì)數(shù)/ 定時(shí)時(shí)長(zhǎng)

? 實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的定時(shí)/計(jì)數(shù)控制。

減法計(jì)數(shù)器。

第52講 可編程并行接口8255

補(bǔ)充知識(shí)：并行通信和串行通信

在通信過程中，如果能夠同時(shí)傳送數(shù)據(jù)的所有位（位數(shù)山機(jī)器的字長(zhǎng)決定）就稱為并行通信；如果數(shù)據(jù)是逐位順序傳送，則稱為串行通信

1. 并行接口8255的特點(diǎn)：

通道型接口

? 主要用于數(shù)據(jù)的輸入或輸出

含3個(gè)獨(dú)立的8位并行輸入/輸出端口

? 2個(gè)為8位端口（PA，PB）；

? 1個(gè)可拆分為兩個(gè)4位端口（PC口）

各端口均具有數(shù)據(jù)的控制和鎖存能力

? 既可作為輸入端口，也可以作輸出端口。

可通過編程，設(shè)置各端口工作在某一確定狀態(tài)下。

? ? ? ?

? ? ? ?

2. 結(jié)構(gòu)

A組控制：A端口，C口高4位

B組控制： B端口，C口低4位

針對(duì)A、B組的控制字存放在控制寄存器中

? ? ? ?

? ? ? ?

3. 引線

連接系統(tǒng)端的主要引線：

? D0----D7

? #CS

? #RD

? #WR

? A0，A1

? REAST

? ? ? ?

? ? ? ?

連接外設(shè)端的引腳：

? PA0 —— PA7

? PB0 —— PB7

? PC0 —— PC7

分別對(duì)應(yīng)ABC三個(gè)端口

8255與系統(tǒng)的連接示意圖

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4. 工作方式

基本輸入/輸出方式（方式0）

選通工作方式（方式1）

雙向傳送方式（方式2）

方式0：

? 相當(dāng)于三個(gè)獨(dú)立的8位簡(jiǎn)單接口

? 各端口既可設(shè)置為輸入口，也可設(shè)置為輸出口，但不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)輸入及輸出

? C端口可以是一個(gè)8位的簡(jiǎn)單接口，也可以分為兩個(gè)獨(dú)立的4位端口

? 常用于連接簡(jiǎn)單外設(shè)，適于無(wú)條件或查詢方式

方式0的應(yīng)用：

? 習(xí)慣上：

? A端口和B端口作為8位數(shù)據(jù)的輸入或輸出口

? C口的某些位作為狀態(tài)輸入

? 注：

? ?若使C端口低4位中某一位作為輸入口，則低4位中其他位都應(yīng)作為輸入口。同時(shí)可設(shè)高4位作為輸出。

? ? ? ?

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方式1：

?利用一組選通控制信號(hào)控制A端口和B端口的數(shù)據(jù)輸入輸出

? A口、B口作輸入或輸出口，C口的部分位用作選通控制信號(hào)

? A口、B口在作為輸入和輸出時(shí)的選通信號(hào)不同

方式1下A、B端口作為輸出的選通控制信號(hào)和輸出波形

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? ? ? ?

方式1下A、B端口作為輸入的選通控制信號(hào)和輸出波形

? ? ? ?

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方式1的應(yīng)用：

? 方式1主要用于中斷控制方式下的輸入輸出

? C口的8位除用作選通信號(hào)外，其余位可工作于方式0下，作為輸入或輸出口。

方式2：

? 雙向輸入輸出方式?？梢约茸鳛檩斎肟?，又作為輸出口。

? 只有A端口可工作在方式2下

方式2下A端口的選通控制信號(hào)和輸出波形

? ? ? ?

? ? ? ?

方式2的應(yīng)用：

? 可使A端口作為雙向端口所有

? 用于中斷控制方式

? 當(dāng)A口工作于方式2時(shí)：

? B口可工作于方式1，此時(shí)C口的所有位都用作選通控制信號(hào)的輸入輸出

? B口也可工作于方式0，此時(shí)C口的剩余位也可工作于方式0

4. 方式控制字及位控制字

? 方式控制字：

用于確定3個(gè)端口的工作方式及數(shù)據(jù)傳送方向；

? 位控制字

? 僅用于C端口

? 可設(shè)置C口某位的初始狀態(tài)（為高電平或低電平）

? 當(dāng)其工作于方式0下且作為輸出口時(shí)，一般需要對(duì)作為輸出的位設(shè)置初始狀態(tài)（即初始化）

8255控制字

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? ? ? ?

5. 8255芯片的應(yīng)用

? 芯片與系統(tǒng)的連接

? 芯片的初始化

? 相應(yīng)的控制程序

8255應(yīng)用例：

? 8086CPU通過8255實(shí)施監(jiān)控。8255端口地址為1020H-1023H，啟動(dòng)操作由端口B的PB7控制（高電平有效），端口A輸入8個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的狀態(tài)（每個(gè)引腳接一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)），只要其中任一路出現(xiàn)異常情況（高電平），系統(tǒng)就通過與PC0相連的信號(hào)燈報(bào)警（高電平燈亮），要求信號(hào)燈亮滅3次。要求：

? 設(shè)計(jì)系統(tǒng)線路圖，要求用138譯碼器設(shè)計(jì)譯碼電路；

? 編寫8255初始化程序及啟動(dòng)、測(cè)試和報(bào)警控制程序

地址范圍0001 0000 0010 00XX

? ? ? ?

? ? ? ?

控制流程

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? ? ? ?

控制程序

MOV DX，1023H；控制寄存器地址

MOV AL，10010000B；方式控制字

OUT DX，AL

MOV AL，0；位控制字

OUT DX，AL

MOV DX，1021H

MOV AL，80H；PB7輸出高電平，啟動(dòng)布防

OUT DX，AL

A：MOV DX，1020H；這里的四句是監(jiān)控程序

IN AL，DX

CMP AL，0

JZ A

MOV CX，3

MOV DX，1022H；C端口

MOV AL，1；PC0位輸出1(高電平)

B: OUT DX，AL

CALL DELAY

NOT AL;按位取反 C0位變換亮滅(高低電平)

CALL DELAY

LOOP B

JMP A

8255應(yīng)用要求

? 主要引線功能及結(jié)構(gòu)

? 3種工作方式及其特點(diǎn)

? 應(yīng)用:

? 芯片與系統(tǒng)的連接

? 芯片的初始化編程

? 數(shù)據(jù)輸入/輸出控制程序設(shè)計(jì)

可編程數(shù)字接口小結(jié)

學(xué)習(xí)要求

了解什么是可編程

可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器8253

啟動(dòng)方式

不同工作方式下的輸出波形

初始化編程

與系統(tǒng)的連接

還要注意根據(jù)需要選擇相應(yīng)的工作方式

可編程并行數(shù)字接口8255

不同工作方式適應(yīng)場(chǎng)合

與系統(tǒng)的連接

初始化編程

相關(guān)控制程序

利用8255和8253構(gòu)造報(bào)警系統(tǒng)

(略)