第七章 可编程接口芯片.ppt

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1、第第7 7章章可编程接口芯片可编程接口芯片v可编程接口概术v可编程并行输入输出接口芯片可编程并行输入输出接口芯片8255Av可编程定时计数器接口芯片可编程定时计数器接口芯片8253 v 可编程接口概术可编程接口概术 一个简单的具有输入功能和输出功能的可编程一个简单的具有输入功能和输出功能的可编程接口接口电路如下图，它包括一个输入接口，其组成主要电路如下图，它包括一个输入接口，其组成主要是八位的三态门；一个输出接口，其组成主要是八位是八位的三态门；一个输出接口，其组成主要是八位的锁存器；另外还有八位的多路转换开关及控制这个的锁存器；另外还有八位的多路转换开关及控制这个开关的寄存器开关的寄存器FF

2、。通过对寄存器通过对寄存器FF写入相应的命令字可使该写入相应的命令字可使该I/O口工作输入或输出方式口工作输入或输出方式CPU外外设设 用户对寄存器用户对寄存器FF写入的内容称为命令写入的内容称为命令字或方式控制字，而寄存器字或方式控制字，而寄存器FF称为命令寄称为命令寄存器，相应的端口称为命令端口或控制端存器，相应的端口称为命令端口或控制端口，口，对可编程芯片初始化过程实际上就是对可编程芯片初始化过程实际上就是对芯片的控制端口写入各种对芯片的控制端口写入各种命令字命令字的操作的操作过程。过程。v 目前常用的可编程芯片有如下几种：目前常用的可编程芯片有如下几种：v8255A 并行并行I/O接口

3、接口v8253计数器计数器/定时器定时器v8251串行串行I/Ov8259A 中断控制器中断控制器7.1可编程并行输入输出接口芯片可编程并行输入输出接口芯片8255A一、功能一、功能 8255A是是一一种种通通用用的的可可编编程程并并行行IO接接口口芯芯片片，广广泛泛用用于于几几乎乎所所有有系系列列的的微微型型机机系系统统中中，如如8086、MCS51、Z80CPU系系统统等等。8255A具具有有3个个带带锁锁存存或或缓缓冲冲的的数数据据端端口口，可可与与外外设设并并行行进进行行数数据据交交换换。用用户户可可用用程程序序来来选选择择多多种种操操作作方方式式，通通用用性性强强。使使用用灵灵活活，

4、可可为为CPU与与外外设设之之间间提提供供并行输入输出通道。并行输入输出通道。二、二、8255A的内部结构的内部结构并行输入输并行输入输出端口出端口 A组和组和B组组控制控制 数据总线缓数据总线缓冲器冲器 读写控制读写控制电路电路 图图728255A内部结构内部结构8255A8255A具有具有3 3个个带锁带锁存或存或缓缓冲的数据端口，可冲的数据端口，可进进行并行数据行并行数据传传送。送。8255A8255A内部内部结结构如构如图图7 72 2，基本，基本组组成成为为：A口：口：PA7PA0A组组C口高口高4位：位：PC7PC4CPU数据缓冲器数据缓冲器两组两组C口低口低4位：位：PC3PC0

5、B组组3种工作方式种工作方式B口：口：PB7PB0读读/写控制电路写控制电路 其中其中A口、口、B口分别为口分别为8位位I/O口，可进行数据输入口，可进行数据输入/输出，输出，C口即可作口即可作为为8位位I/O口，也可分别作为口，也可分别作为A口、口、B口与口与CPU或外设连接的状态联络线。或外设连接的状态联络线。8位位C口口三、三、8255A的管脚分配的管脚分配1、与外设连接的管脚、与外设连接的管脚 我们已经知道我们已经知道8255A8255A有三个数据端口，每个有三个数据端口，每个端口是端口是8 8位的，由此可推算与外设相连接的管位的，由此可推算与外设相连接的管脚共有脚共有2424位。其中

6、位。其中A A口有口有PAPA7 7PAPA0 0八个八个I/OI/O引脚，引脚，B B口有口有PBPB7 7PBPB0 0八个八个I/OI/O引脚，引脚，C C口有口有PCPC7 7PCPC0 0八八个个I/OI/O引脚。特别地对于引脚。特别地对于PCPC7 7PCPC0 0，其中可有若其中可有若干根复用线可用于干根复用线可用于“联络联络”信号或状态信号，信号或状态信号，其具体定义与端口的工作方式有关。其具体定义与端口的工作方式有关。与与I/O口有关的引脚（用于连接外设）口有关的引脚（用于连接外设）A口：口：8位，位，PA7PA0作输入作输入/输出口输出口B口：口：8位，位，PB7PB0C口

7、：口：8位，位，PC7PC0,作输入或输出口，作输入或输出口，或是或是A口、口、B口与口与CPU或外设连接的状态联络线。或外设连接的状态联络线。2、与、与CPU连接的管脚连接的管脚 包括数据线包括数据线D D7 7DD0 0，读写控制线和，复位读写控制线和，复位线线RESETRESET，以及和以及和CPUCPU地址线相连接的片选信地址线相连接的片选信号、端口地址控制线号、端口地址控制线A A0 0和和A A1 1。数据线：数据线：D7D0控制线：控制线：RDWRRESET8255A端口地址控制引脚端口地址控制引脚CS(片选片选)A1A0I/O口口000A口地址低口地址低2位位001B口地址低口

8、地址低2位位010C口地址低口地址低2位位011控制口地址低控制口地址低2位位3、电源线和地线、电源线和地线8255A8255A的电源引脚为的电源引脚为V VCCCC和和GNDGND。V VCCCC为电源线，为电源线，一般取一般取5V 5V。GNDGND为电源地线。为电源地线。四、四、8255A的工作方式及编程的工作方式及编程1、8255A的工作方式的工作方式8255A8255A有三种工作方式，它们是：有三种工作方式，它们是：(1)(1)方式方式0 0基本输入输出方式；基本输入输出方式；与与CPU同步传送，同步传送，A口、口、B口、口、C口均适用。口均适用。v(2)方式方式1 1选通输入输出方

9、式；选通输入输出方式；适用于适用于A口、口、B口，口，vC口作联络线。当外设速度慢于口作联络线。当外设速度慢于CPU时，可用查询或中断方时，可用查询或中断方式进行有条件异步传送。（需查询外设是否准备好）式进行有条件异步传送。（需查询外设是否准备好）v(3)方式方式2 2双向传送方式。双向传送方式。分时输入或输出，只有分时输入或输出，只有A口适用，口适用，需需PC7PC3提供提供“联络联络”信号，此时，信号，此时，B口可工作在方式口可工作在方式0或方式或方式1。2、8255A编程编程 所谓所谓8255A8255A编程，就是用户在使用编程，就是用户在使用82558255前，前，用户可用软件来定义端

10、口的工作方式，选择用户可用软件来定义端口的工作方式，选择所需要的功能。所需要的功能。与与8255A工作方式有关的工作方式有关的3个个“字字”（1）方式控制字：）方式控制字：8位位 （2)2)C C口置口置“1 1”清清“0 0”控制字控制字 置置“1”又称为置位操作，而清又称为置位操作，而清“0”称为复位操称为复位操作。作。(3)(3)读出状态字读出状态字当当8255A8255A由程序设定在方式由程序设定在方式1 1或方式或方式2 2工作工作时，时，C C口就根据不同的情况，产生或接收口就根据不同的情况，产生或接收“联络联络”信号。如果这时我们对信号。如果这时我们对C C口进行读操口进行读操作

11、，则读出的内容就包含两部分内容，一部作，则读出的内容就包含两部分内容，一部分是那些作为分是那些作为I/OI/O线上的内容，另一部分是线上的内容，另一部分是与与“联络联络”状态有关的内容。状态有关的内容。方式方式1的输入状态字的输入状态字五、五、8255A的的三种工作方式三种工作方式1 1、8255A工作在方式工作在方式0(重点掌握）重点掌握）例例1：8255A8255A的的A A口和口和B B口工作在方式口工作在方式0 0，A A口口为输入端口，接有四个开关。为输入端口，接有四个开关。B B口为输出端，口为输出端，接有一个七段发光二极管，连接电路如图所接有一个七段发光二极管，连接电路如图所示。

12、试编一程序要求七段发光二班管显示开示。试编一程序要求七段发光二班管显示开关所拨通的数字。关所拨通的数字。电路LED数码管段码表 分析分析题题意：意：（1 1）A A口方式口方式0 0输输入，入，B B口方式口方式0 0输输出出（2 2）将）将A A口口输输入信息从入信息从B B口口输输出出（3 3）8255A8255A工作需初始化，即写入相工作需初始化，即写入相应应的方式控制字的方式控制字（包括工作方式控制字和（包括工作方式控制字和C C口置位口置位/清清0 0控制字，控制字，写入同一控制口中，无写入同一控制口中，无顺顺序）序）（4 4）8255A8255A有有4 4个个I/OI/O口，口，应

13、应有有4 4个个对应对应的口地址的口地址（5 5）从）从图图7.57.5可知，可知，8255A8255A有有A1 A0A1 A0两个地址端，两个地址端，可接可接CPUCPU的的A2 A1A2 A1，得出，得出A A口、口、B B口、口、C C口及控制口的低口及控制口的低8 8位地址，位地址，高高8 8位由片位由片选选信号得出。信号得出。CPU CPU 的的A0A0端端应应作作为为奇偶口地址的奇偶口地址的选择选择端，可与片端，可与片选选信号信号组组合。合。由硬件可得：由硬件可得：A15A14A7A6A5A4A3A2A1A0I/O口口地址地址 10100000A口口8020H假设为假设为0010B

14、口口8022H100C 口口8024H110 控制口控制口8026H（6）8255A控制字为控制字为90H（C口没有用假设为口没有用假设为0）则：则：8255A初始化程序为初始化程序为;MOVDX,8026HMOVAL,90HOUTDX,AL（7）PA3PA0输入不同二进制，输入不同二进制，PB7PB0所接七段所接七段数码管，显示相应的十进制数，可用数码管，显示相应的十进制数，可用XLAT换码指令。换码指令。接接138译码器的译码器的CBAMOVAL,90H；设置设置8255方式字方式字MOVDX,8026HOUTDX,ALMOVDX,8020H;取取A口地址口地址INAL,DX;取键盘信息取

15、键盘信息ANDAL,0FH；屏蔽高屏蔽高4位位MOVBX,TABLE1；取段码表首地址取段码表首地址XLAT；查表得段码查表得段码MOVDX,8022H；取取B口地址口地址OUTDX,AL；输出显示输出显示例例2：已知：已知8255A的端口地址为的端口地址为02E1H02E7H，请实现对端口请实现对端口C的的PC2置位和置位和PC4复位。复位。解：解：MOVDX，02E7H；大于大于8位的端口地址送位的端口地址送DXMOVAL，05H；位操作控制字位操作控制字00000101OUTDX，AL；置位置位PC2MOVAL，08H；位操作控制字位操作控制字00001000OUTDX，AL；复位复位P

16、C4例例3：请在：请在8255A的的C端口的端口的PC7位输出一个正脉冲（设原来位输出一个正脉冲（设原来PC7=0）。）。解：程序段如下解：程序段如下MOVAL,0FH；置位置位PC7，操作控制字操作控制字00001111OUTCTRL_PORT,AL；写入控制端口写入控制端口MOVAL,0EH；复位复位PC7，操作控制字操作控制字00001110OUTCTRL_PORT,AL；写入控制端口写入控制端口注意：注意：端口端口C置位置位/复位控制字只对端口复位控制字只对端口C的某一个位进的某一个位进行操作，其他位不受影响。行操作，其他位不受影响。必须写入控制端口。必须写入控制端口。2 2、8255

17、A工作在方式工作在方式1输入输入A口的选通信号，当其有效时，口的选通信号，当其有效时，外设把数据打入外设把数据打入A A口的输入缓口的输入缓冲器冲器 A A口的输入缓冲器口的输入缓冲器“满满”信号，信号，当其有效时表示当其有效时表示A A口的输入缓口的输入缓冲器已暂存一个有效数据。冲器已暂存一个有效数据。A A口的中断请求信号。当其有口的中断请求信号。当其有效时，效时，8255A8255A的的A A口向口向CPUCPU申请申请中断，要求中断，要求CPUCPU从从A A口取数口取数 中断允许信中断允许信号。号。8255A工作在方式工作在方式1（输入）（输入）时时序序图图8255A工作在方式工作在

18、方式1（输入）（输入）当当A口已接受外设数据后，有两种方式口已接受外设数据后，有两种方式通知通知CPU取数：取数：其一用条件查询方式，通过查询缓其一用条件查询方式，通过查询缓冲器是否冲器是否“满满”，即，即IBFA是否为高电平是否为高电平来取数。来取数。其二用中断方式。其二用中断方式。在条件传送中，一般要有所谓的在条件传送中，一般要有所谓的“握手握手”信号来协调数据的传送。信号来协调数据的传送。“握手握手”信信号至少要有两位信号线，其中一位是由号至少要有两位信号线，其中一位是由接口电路发给外设，功能是向外设提供接口电路发给外设，功能是向外设提供接口电路的信息。另一位是由外设发给接口电路的信息。

19、另一位是由外设发给接口，功能是向接口提供外设的信息。接口，功能是向接口提供外设的信息。显然在显然在8255A的选通输入方式中的选通输入方式中STBASTBA和和IBFA是一对是一对“握手握手”信号。信号。例例2：8255A8255A的的A A口和口和B B口口分别工作在分别工作在方式方式1 1和方式和方式0 0，A A口为输入口为输入端口，接有端口，接有8 8个开个开关。关。B B口为输口为输出出端，接有端，接有8 8个发光二极管，连接电路如图所个发光二极管，连接电路如图所示。现要求用方式示。现要求用方式1 1把改变后的键信息输入到把改变后的键信息输入到CPUCPU并通过并通过B B口口显示。

20、显示。例题例题2电路图电路图这个系统的工作过程如下：这个系统的工作过程如下：1、用户通过改变、用户通过改变K0K7，产生新的，产生新的键信息；键信息；2、按下开关、按下开关K，产生选通信号，产生选通信号，数据进入数据进入A口的缓冲器，口的缓冲器，3、IBFA有效使有效使LED点亮。这里含点亮。这里含有两个信息，有两个信息，一个是一个是8255A通知通知CPU其其A口来了一个新数据，口来了一个新数据，另一另一个是告诉用户个是告诉用户CPU尚未取走这个尚未取走这个这个数据，用户不得再送其他数这个数据，用户不得再送其他数据；据；（是一个（是一个A口的口的“忙忙”信息）信息）4、CPU取走这个数据，取

21、走这个数据，LED熄灭；熄灭；5、转步骤、转步骤1。设设8255的的I/O地址分布为地址分布为88H8EH，相应的程序段如下：相应的程序段如下：moval,10111001b；命令字设置命令字设置A口为方式口为方式1的输入的输入out8eh,al；命令字送入控制口命令字送入控制口loop1：inal,8ch；取取C口的状态线口的状态线testal,00100000b；测试测试IBFA信息（高为信息（高为“忙忙”）jzloop1；等待用户设定新的键值等待用户设定新的键值movcx,0ffffh；延时，延时，LED灯亮（相对于步骤灯亮（相对于步骤3）loop2：looploop2；（为了使用户看清

22、楚）（为了使用户看清楚）inal,88h；取数。取数。LED灯灭（相对于步骤灯灭（相对于步骤4）out8Ah,al；更新更新B口的显示口的显示jmploop1；重复重复8255A初初始化始化3 3、8255A工作在方式工作在方式1输出输出外设回答信号。由外设发出。外设回答信号。由外设发出。当其有效时，表示外设已接当其有效时，表示外设已接收数据。收数据。A A口的输出缓冲器口的输出缓冲器“满满”信号，信号，当其有效时表示当其有效时表示A A口的输出缓口的输出缓冲器已暂存一个有效数据。冲器已暂存一个有效数据。A A口的中断请求信号。当其有口的中断请求信号。当其有效时，效时，8255A8255A的的

23、A A口向口向CPUCPU申请申请中断，要求中断，要求CPUCPU送数给送数给A A口口 中断允许信中断允许信号。号。8255A工作在方式工作在方式1（输出）时序图（输出）时序图 例如：当例如：当A口已接受外设数据后，有两种方式口已接受外设数据后，有两种方式通知通知CPU取数：其一用条件查询方式，通过取数：其一用条件查询方式，通过查询缓冲器是否查询缓冲器是否“满满”，即，即IBFA是否为高电是否为高电平来取数。其二用中断方式。平来取数。其二用中断方式。在这种方式下，在这种方式下，OBFA和和ACKA是一对是一对“握手握手”信号。信号。OBFA是是8255A产生，当其产生，当其有效时，告诉外设有

24、效时，告诉外设A口已有一个新数据。口已有一个新数据。ACKA是外设产生，当其有效时，通知是外设产生，当其有效时，通知A口外口外设已把数据取走。设已把数据取走。例例3：8255A的的A口口工工作作在在方方式式1的的输输出出，接接有有8个个发发光光二二极极管管，现现要要求求把把内内存存中中的的10个个数数,通通过过A口口发发送送给给发发光光二二极极管管以以二二进进制制的的形形式式供供用户抄录。用户抄录。例题例题3电路图电路图这个系统的工作过程如下：这个系统的工作过程如下：1、CPU把内存中的一个数据把内存中的一个数据写入写入A口；口；2、LED灯亮，告诉用户灯亮，告诉用户LED显示的是新数据；显示

25、的是新数据；3、用户抄录数据；用户抄录数据；4、用户按下开关用户按下开关K，发，发ACK信号，告诉信号，告诉CPU数据已取走；数据已取走；5、转第一步继续。、转第一步继续。设设8255的的I/O地址分布为地址分布为88H8EH，相应的程序段如下：，相应的程序段如下：moval,10100000;命令字定义命令字定义A口方式口方式1输出输出out8eh,almovcx,10；送送10个数个数movbx,offsetxx；数组指针送数组指针送bxloop1:moval,bx；取数取数out88h,al；送数到送数到A口口loop2:inal,8ch；取；取C口状态线口状态线andal,80h；测试

26、测试IBOAjnzloop2；用户尚未抄录数据；用户尚未抄录数据,检测检测;等待，此等待，此时；时；LED灯亮（对应步骤灯亮（对应步骤2）calldelay；给用户抄录数据时间；给用户抄录数据时间inc bx；用户已抄录数据，用户已抄录数据，LED灯灭（对灯灭（对应步应步骤骤4）准备送下一个数）准备送下一个数 looploop1；循环循环10次次4 4、8255A工作在方式工作在方式2双向双向外设回答信号。由外设发出。外设回答信号。由外设发出。当其有效时，表示外设已接当其有效时，表示外设已接收数据。收数据。A A口的输出缓冲器口的输出缓冲器“满满”信号，信号，当其有效时表示当其有效时表示A A

27、口的输出缓冲口的输出缓冲器已暂存一个有效数据。器已暂存一个有效数据。A A口的中断请求信号。当其有口的中断请求信号。当其有效时，效时，8255A8255A的的A A口向口向CPUCPU申请申请中断，要求中断，要求CPUCPU访问访问A A口口 中断允许中断允许信号。信号。中断允许中断允许信号。信号。A A口的输入缓冲器口的输入缓冲器“满满”信号，信号，当其有效时表示当其有效时表示A A口的输入缓冲口的输入缓冲器已暂存一个有效数据器已暂存一个有效数据A口的选通信号，当其有效时，口的选通信号，当其有效时，外设把数据打入外设把数据打入A A口的输入缓口的输入缓冲器冲器如如果果设设定定某某个个8255

28、A的的A口口和和B口口分分别别工工作作在在方方式式2和和方方式式1下下，则则这这个个8255A的的C口口的的I/O功功能能将将不不在在存存在在。当当然然如如果果B口口是是工工作作在在方式方式0下，则下，则C口还有口还有3根线可作根线可作I/O线用。线用。六、六、8255应用举例（了解内容）应用举例（了解内容）1、与打印机接口、与打印机接口例例4：在某一：在某一8086系统中接有一个打印机，系统中接有一个打印机，8255A作为输出接口。工作在方式作为输出接口。工作在方式0，试编一，试编一程序将缓冲区程序将缓冲区BUFF内的内的400H个字节的个字节的ACK码送打印机打印。码送打印机打印。打印机具

29、体工作过程如下：打印机具体工作过程如下：1、数数据据线线D7D0出出现现有有效效数据；数据；2、STB有有效效，通通知知打打印印机机，接接口口给给打打印印机机一一个个数数据据，数数据据从从数数据据线线进进入入打打印印机；机；3、BUSY有有效效，告告诉诉接接口口，打打印印机机正正在在打打印印数数据据。打打印印完完毕毕，BUSY变变为为无无效，表示打印结束。效，表示打印结束。print_dataproc；打印子程序，入口在打印子程序，入口在dl中中print1:inal,c_port；无条件读无条件读C口数据口数据testal,00010000b；测试测试busy线线jnzprint1；busy

30、有效，循环测试有效，循环测试moval,dlouta_port,al；打印数据进入打印数据进入A口口moval,00000000b；发选通信号发选通信号outctrl_port,almoval,00000001boutctrl_port,alret；返回主程序返回主程序print_datAendp2、人机交互接口人机交互接口动态显示动态显示 例例5 5、常用的显示称为动态显示，它采用扫描显示、常用的显示称为动态显示，它采用扫描显示技术，可以使硬件开销降低很多。对于一个技术，可以使硬件开销降低很多。对于一个8位数位数据显示，它就需要两个输出端口就可以了。其电路据显示，它就需要两个输出端口就可以了

31、。其电路如图所示。在两个输出端口中，一个称为段信号通如图所示。在两个输出端口中，一个称为段信号通道，它用来输出要显示数据的段码；另一个称为位道，它用来输出要显示数据的段码；另一个称为位信号通道，用来决定当前要显示数据的位置。信号通道，用来决定当前要显示数据的位置。动态显示电路图动态显示电路图显示系统的具体工作显示系统的具体工作步骤如下：步骤如下：a、设要显示的初始设要显示的初始位码位码i0；b、送第送第i位的段信号；位的段信号；c、送第送第i位的位信号；位的位信号；d、延时；延时；e、i1if、如果如果i小于小于8，转，转bg、8位数据显示结束。位数据显示结束。程序如下：程序如下：a_port

32、 equ80h；定义定义8255A的四个端口的四个端口b_portequ82hc_port equ84hctrl_portequ86hdatasegment；定义数据段定义数据段tab1db3FH,06H,5BH,4FH,；定义段码表；定义段码表dispbufdb2,0,0,2,0,8,2,2；定义显示缓冲区；定义显示缓冲区dataends3、人机交互接口人机交互接口键盘扫描键盘扫描 例例6 6、图所示为矩阵式键盘电路，其特点是由、图所示为矩阵式键盘电路，其特点是由按键组成一个矩阵，矩阵的行线和列线分别按键组成一个矩阵，矩阵的行线和列线分别作为两个传输方向相反的作为两个传输方向相反的I/OI/

33、O接口信号线，比接口信号线，比如行线作为输入接口信号线，列线作为输出如行线作为输入接口信号线，列线作为输出接口信号线，或反之。接口信号线，或反之。键盘扫描电路图键盘扫描电路图在翻转法中，行列在翻转法中，行列线交换输入、输出，线交换输入、输出，两步就可获取键位两步就可获取键位置信息。可见这种置信息。可见这种方法要比扫描法效方法要比扫描法效率高。率高。7.2可编程定时计数器接口芯片可编程定时计数器接口芯片8253v 微机系统中，实现定时常用三种方法：微机系统中，实现定时常用三种方法：v软件定时：用一段程序来实现，简单，软件定时：用一段程序来实现，简单，但不精确，占用但不精确，占用CPU时间，常用于

34、短时时间，常用于短时间定时。间定时。v不可编程硬件定时：定时精确，但改动不可编程硬件定时：定时精确，但改动艰难。艰难。v可编程硬件芯片定时：定时时间、范围可编程硬件芯片定时：定时时间、范围有软件改变，且有硬件定时精确的优点，有软件改变，且有硬件定时精确的优点，常用芯片常用芯片8253。二、二、8253的内部结构的内部结构计数通道计数通道（3 3个）个）数据总线缓数据总线缓冲器冲器（8 8位）位）读写控读写控制电路制电路 通道控制通道控制寄存器寄存器 1 1、组组成：（成：（1 1）、数据）、数据总线缓总线缓冲器：冲器：8 8位，位，82538253与与CPUCPU数据数据及及CPUCPU对对8

35、2538253命令的命令的传传送通道。送通道。（2 2）、）、读读/写控制写控制逻辑逻辑：与：与CPUCPU连连接的控制信号。接的控制信号。（3 3）、控制寄存器：）、控制寄存器：82538253初始化由初始化由CPUCPU写入一个控制字。写入一个控制字。（4 4）、通道）、通道0 0通道通道2 2：82538253内部有内部有3 3个功能完全相同的个功能完全相同的1616位位计计数器，可数器，可进进行二行二进进制制/BCD/BCD码计码计数，范数，范围围在在0 0FFFFHFFFFH或或0 099999999之之间间。该计该计数器以数器以减减1 1方式工作，即从初始方式工作，即从初始值值开始

36、减开始减1 1直到直到0 0，表示，表示计计数数/定定时时间时时间到。到。则：则：定时初始值 某通道时钟周期计数初始值为题意中给定，如：计数1000，则计数初始值为1000。定时时间定时时间3、特点：、特点：（1）一个芯片上有）一个芯片上有3个独立的个独立的16位计数器通道。位计数器通道。（2）每个计数器都可以按照二进制或二十进制计数。）每个计数器都可以按照二进制或二十进制计数。（3）每个计数器的计数速率可高达）每个计数器的计数速率可高达2MHz。（。（82C54-2计数计数频率可达到频率可达到10MHz）。）。（4）每个通道有）每个通道有6种工作方式，可由程序设置和改变。种工作方式，可由程序

37、设置和改变。（5）所有的输入输出都与）所有的输入输出都与TTL电平兼容。电平兼容。2、功能：、功能：定时、计数定时、计数每个通道的减法计数每个通道的减法计数器从预置值开始减器从预置值开始减1计数。计数。当减法计数器的值减到当减法计数器的值减到零时，从零时，从OUT输出端输输出端输出一个信号。出一个信号。三、三、8253的管脚分配的管脚分配3个通道管脚数据线通道地址选择控制线82538253管脚功能：管脚功能：2424个管脚双列直插式封装芯片。个管脚双列直插式封装芯片。数据数据线线：D7D7D0D0，与，与CPUCPU总线总线相相连连控制控制线线：RD RD：读读82538253内部内部计计数器

38、数器值值WRWR：CPUCPU将将计计数数值值或命令写入或命令写入82538253的的计计数器或控制字寄存器数器或控制字寄存器 中。中。CS(CS(片片选选)A1 A0)A1 A0（组组成成82538253内部各端口低内部各端口低8 8位地址）位地址）0 0 0 0 0 0 ：通道：通道0 0 0 0 1 0 0 1：通道通道1 1 0 1 0 0 1 0：通道通道2 2 0 1 1 0 1 1：控制字寄存器控制字寄存器计计数数/定定时时脉冲脉冲输输入端：入端：有三个：有三个：CLK2CLK2CLK0CLK0：可接外部：可接外部时钟时钟信号信号 定定时时/计计数到数到输输出波形端：出波形端：有

39、三个：有三个：OUT2OUT2OUT0OUT0：输输出不同的波形出不同的波形门门控制信号：控制信号：有三个：有三个：GATE2GATE2GATE0GATE0，82538253工作工作时时GATEGATE1 1四、四、8253的编程的编程 8253的方式控制字（1 1）SC1SC1、SC0SC0：用于选择计数器用于选择计数器 SC1 SC0 SC1 SC0 选择的计数器选择的计数器 0 0 0 0 计数器计数器0 0（通道（通道0 0）0 1 0 1 计数器计数器1 1（通道（通道1 1）1 0 1 0 计数器计数器2 2（通道（通道2 2）（2 2）RW1RW1、RW0RW0：读读/写控制位写

40、控制位 RW1 RW0 RW1 RW0 操作操作 0 0 0 0 计数器锁存（不工作）计数器锁存（不工作）0 1 0 1 读读/写低字节写低字节 1 0 1 0 读读/写高字节写高字节 1 1 1 1 先读先读/写低字节，后读写低字节，后读/写高字节写高字节D7D6D5D4D3D2D1D0SC1SC0RW1 RW0 M2M1M0BCD（3 3）M2M2、M1M1、M0M0：方式选择位方式选择位 M2 M1 M0 M2 M1 M0 方式选择方式选择 0 0 0 0 0 0 方式方式0 0 0 0 1 0 0 1 方式方式1 1 0 1 0 0 1 0 方式方式2 2 0 1 1 0 1 1 方式

41、方式3 3 1 0 0 1 0 0 方式方式4 4 1 0 1 1 0 1 方式方式5 5（4 4）BCDBCD：选择计数格式。选择计数格式。BCD=1BCD=1，十进制计数（范围十进制计数（范围 1 1 9999）。BCD=0BCD=0，二进制计数（范围二进制计数（范围 0000H0000HFFFFH)FFFFH)。五、五、8253的工作方式的工作方式1、方式、方式0计数结束中断方式计数结束中断方式工作方式工作方式0有如下特点：有如下特点：a、门控信号门控信号GATE必须为必须为1，计数器才能计数；，计数器才能计数；b、计数时通道输出端计数时通道输出端OUT一直为一直为0；c、通道计数器计数

42、到通道计数器计数到0后，后，OUT由由0到到1，同时计数器停止工作。，同时计数器停止工作。2 2、方式、方式11可编程序的单独负脉冲可编程序的单独负脉冲 方式方式1 1工作过程如下：工作过程如下：a a、门门控控信信号号GATEGATE是是触触发发信信号号，上上升升沿沿有有效效。即即开开始始计数是由计数是由GATEGATE的上升沿触发的；的上升沿触发的；b b、触触发发后后，通通道道计计数数器器开开始始计计数数，输输出出端端OUTOUT由由高高变变低；低；c c、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。3 3、方式、方式2 2速率发生器速率发生器方式方式2的特点如下

43、：的特点如下：a、GATE门门为为1，计计数数器器才才能能工工作作，对对CLK端端上上的的脉冲进行计数；脉冲进行计数；b、当当计计数数器器“减减”计计数数到到1时时，输输出出端端由由高高变变低低，再再经经过过一一个个CLK周周期期，即即计计数数器器计计数数到到0时时，输输出出端端OUT又又跳跳变变为为高高。所所以以方方式式2输输出出周周期期性性负负脉脉冲冲信号，其宽度固定为一个信号，其宽度固定为一个CLK周期；周期；c、当当计计数数器器的的值值减减为为0时时，自自动动重重新新装装入入计计数数初初值值，实现循环计数。实现循环计数。4 4、方式、方式33方波发生器方波发生器 方式方式2 2虽然可以

44、作分频电路，但其输出虽然可以作分频电路，但其输出是窄脉冲，如果是方波，就只有选方式是窄脉冲，如果是方波，就只有选方式3 3 5 5、方式、方式4 4软件触发方式软件触发方式方式方式4在工作过程中有以下特点：在工作过程中有以下特点：a、门门控控信信号号GATE为为高高电电平平，计计数数器器开开始始减减1计计数数，OUT维持高电平；维持高电平；b、当当计计数数器器减减到到0，输输出出端端OUT变变低低，再再经经过过一一个个CLK输入时钟周期，输入时钟周期，OUT输出又变高。输出又变高。6 6、方式、方式55硬件触发方式硬件触发方式 这种工作方式同方式这种工作方式同方式4 4很相似，当控制字很相似，

45、当控制字写入控制寄存器后，输出端写入控制寄存器后，输出端OUTOUT变高。变高。同方同方式式4 4不同的一点是当计数值写入通道计数器不同的一点是当计数值写入通道计数器后，通道并未被触发，也就是计数器并不立后，通道并未被触发，也就是计数器并不立即开始计数。即开始计数。只有当只有当GATEGATE信号的上升沿触发信号的上升沿触发通道后，通道计数器才开始计数。通道后，通道计数器才开始计数。8253的工作方式小结的工作方式小结v 82538253的六种工作方式可归为两类，一个是的六种工作方式可归为两类，一个是充当频率发生器，另一类主要是作计数器来充当频率发生器，另一类主要是作计数器来使用。下面我们就从

46、这个角度来讨论总结使用。下面我们就从这个角度来讨论总结OUTOUT和和GATEGATE门的作用。门的作用。v与频率发生器有关的工作方式与频率发生器有关的工作方式82538253有两种方式与频率发生器有关，即有两种方式与频率发生器有关，即方式方式2 2和发生和发生3 3，对，对OUTOUT端，方式端，方式2 2提供给用户的是负脉冲，提供给用户的是负脉冲，方式方式3 3提供给用户的是方波。在这个两种方式下，提供给用户的是方波。在这个两种方式下，GATEGATE信号要始终保持为高。信号要始终保持为高。v与计数器有关的工作方式：与计数器有关的工作方式：对于计数器类，有方式对于计数器类，有方式0 0、1

47、 1和方式和方式4 4、5 5。启动计。启动计数器的方式有两种，一种是数器的方式有两种，一种是CPUCPU把时间常数写入相应通把时间常数写入相应通道后，计数器就开始工作，我们可以称之为道后，计数器就开始工作，我们可以称之为软件启动软件启动方式方式，在这种启动方式下，在这种启动方式下，GATEGATE要始终保持为高电平，要始终保持为高电平，所以方式所以方式0 0和方式和方式4 4可以称为软件启动方式。可以称为软件启动方式。另一种是另一种是硬件启动计数器，即硬件启动计数器，即CPUCPU把时间常数写入计数器后，即把时间常数写入计数器后，即使使GATEGATE为高电平，计数器并不工作。为高电平，计数

48、器并不工作。只有只有GATEGATE发生跳发生跳变，其上升沿启动计数器工作，所以方式变，其上升沿启动计数器工作，所以方式1 1和方式和方式5 5就就可以称为硬件启动方式。可以称为硬件启动方式。计数器溢出时，计数器溢出时，OUTOUT有两种输有两种输出形式，要么是电平，要么是负脉冲。前者有方式出形式，要么是电平，要么是负脉冲。前者有方式0 0、方式方式4，后者有方式，后者有方式1和方式和方式5 5。6种方式的特点比较见课本种方式的特点比较见课本199页，表页，表7.15六、六、8253应用举例应用举例8253使用方法使用方法：1、要使用、要使用8253，首先必须对其初始化编程，也就是要对每一首先

49、必须对其初始化编程，也就是要对每一个通道写入控制字，个通道写入控制字，以确定工作方式、计数所用数制等，然后以确定工作方式、计数所用数制等，然后写入计数值。写入计数值。2、某一通道的控制字和计数值是通过某一通道的控制字和计数值是通过两个不同的端口地址两个不同的端口地址写写入的。入的。任一通道的控制字都是写入同一个端口地址，而用控制任一通道的控制字都是写入同一个端口地址，而用控制字中的字中的SC1和和SC0来确定是哪一个通道的控制字；计数值则由来确定是哪一个通道的控制字；计数值则由各个通道的端口地址写入。各个通道的端口地址写入。3、如果在控制字中已、如果在控制字中已确定确定16位位的读写方式，则要

50、的读写方式，则要对通道端口对通道端口写操作写操作2次次，第一次写初始值的低，第一次写初始值的低8位，第二次写高位，第二次写高8位。位。例例1：设使用：设使用8253的的0通道，工作在方式通道，工作在方式1，按，按BCD计数制计计数制计数，计数初始值为数，计数初始值为500。设。设8253的通道地址为的通道地址为F8HFEH（偶地址），试写出（偶地址），试写出8253的初始化程序。的初始化程序。分析：分析：1、由题意可知控制字为、由题意可知控制字为00110011（16位计数，位计数，BCD码制）码制）2、各通道地址分别为：通道、各通道地址分别为：通道0：F8H通道通道1：FAH通道通道2：FC