计算机组成原理输入输出接口.ppt

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1、输入输入/输出接口输出接口 第第 8 章章8.1 8.1 概述概述概述概述 8.1.1 8.1.1 基本概念基本概念基本概念基本概念 8.1.2 8.1.2 输入输入输入输入/输出端口寻址输出端口寻址输出端口寻址输出端口寻址8.2 8.2 主机与外设的数据传送方式主机与外设的数据传送方式主机与外设的数据传送方式主机与外设的数据传送方式 8.2.1 8.2.1 程序查询方式程序查询方式程序查询方式程序查询方式 8.2.2 8.2.2 程序中断方式程序中断方式程序中断方式程序中断方式 8.2.3 DMA 8.2.3 DMA方式的数据传输方式的数据传输方式的数据传输方式的数据传输 8.3 8.3 可

2、编程接口芯片可编程接口芯片可编程接口芯片可编程接口芯片 8.3.1 8.3.1 计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器Intel8253Intel8253 8.3.2 8.3.2 并行接口芯片并行接口芯片并行接口芯片并行接口芯片82558255 8.3.3 8.3.3 串行接口标准串行接口标准串行接口标准串行接口标准RS-232CRS-232C 8.4 8.4 模拟量输入模拟量输入模拟量输入模拟量输入/输出接口输出接口输出接口输出接口 8.4.1 8.4.1 Intel8253 Intel8253 基本工作原理基本工作原理基本工作原理基本工作原理 8.4.2 8.4.2 数模

3、（数模（数模（数模（D/AD/A）转换器）转换器）转换器）转换器 8.4.3 8.4.3 模数（模数（模数（模数（A/DA/D）转换器）转换器）转换器）转换器 v掌握几种数据传送方式的工作过程掌握几种数据传送方式的工作过程;v掌握掌握8253和和8255的内部结构及初始化编程的内部结构及初始化编程;v掌握掌握8237的内部结构和工作方式的内部结构和工作方式;v了解了解模拟量输入和输出的一些基本概念模拟量输入和输出的一些基本概念.教教教教 学学学学 要要要要 求求求求第第 8.1节节概述概述概述概述 基本概念基本概念基本概念基本概念 教学进程教学进程教学进程教学进程8.18.1CPUCPU接接接

4、接 口口口口外外外外 设设设设控制控制控制控制数据数据数据数据状态状态状态状态系统系统系统系统总线总线总线总线I/OI/O接口包含多个存放数据、状态和控制信息的寄存器，接口包含多个存放数据、状态和控制信息的寄存器，接口包含多个存放数据、状态和控制信息的寄存器，接口包含多个存放数据、状态和控制信息的寄存器，分别以端口地址标识。分别以端口地址标识。分别以端口地址标识。分别以端口地址标识。数据的输入数据的输入数据的输入数据的输入/输出是通过输出是通过输出是通过输出是通过I/OI/O端口实现的。端口实现的。端口实现的。端口实现的。80 x8680 x86系统通过系统通过系统通过系统通过I/OI/O指令

5、实现对指令实现对指令实现对指令实现对I/OI/O端口的读写。端口的读写。端口的读写。端口的读写。2.2.接口与端口的关系接口与端口的关系CPUCPU外外外外 设设设设 系统总线系统总线系统总线系统总线数据信息数据信息数据信息数据信息状态信息状态信息状态信息状态信息控制信息控制信息控制信息控制信息1.1.外部设备的信号外部设备的信号概述概述概述概述 基本概念基本概念基本概念基本概念 8.18.1l lI/OI/O端口与存储器统一编址端口与存储器统一编址端口与存储器统一编址端口与存储器统一编址把内存的一部分地址分配给把内存的一部分地址分配给把内存的一部分地址分配给把内存的一部分地址分配给I/OI/

6、O端口，一个端口，一个端口，一个端口，一个8 8位端口位端口位端口位端口占用一个内存单元地址；占用一个内存单元地址；占用一个内存单元地址；占用一个内存单元地址；不设置专门的不设置专门的不设置专门的不设置专门的I/OI/O指令；指令；指令；指令；l l I/OI/O端口独立编址端口独立编址端口独立编址端口独立编址内存储器和内存储器和内存储器和内存储器和I/OI/O端口各自有自己独立的地址空间；端口各自有自己独立的地址空间；端口各自有自己独立的地址空间；端口各自有自己独立的地址空间；访问访问访问访问I/OI/O端口需要专门的端口需要专门的端口需要专门的端口需要专门的I/OI/O指令（如指令（如指令

7、（如指令（如8086 CPU8086 CPU）优优优优点点点点：使用方便，降低使用方便，降低使用方便，降低使用方便，降低CPUCPU电路的复杂性；电路的复杂性；电路的复杂性；电路的复杂性；缺点缺点缺点缺点：减少了内存可用范围；难以区分访问内存和：减少了内存可用范围；难以区分访问内存和：减少了内存可用范围；难以区分访问内存和：减少了内存可用范围；难以区分访问内存和I/OI/O的指令，降低了程序的可读性和可维护性；的指令，降低了程序的可读性和可维护性；的指令，降低了程序的可读性和可维护性；的指令，降低了程序的可读性和可维护性；输入输入输入输入/输出端口寻址输出端口寻址输出端口寻址输出端口寻址 输入

8、输入输入输入/输出端口寻址输出端口寻址输出端口寻址输出端口寻址 教学进程教学进程教学进程教学进程 输入指令输入指令 格格 式式功功 能能 1IN AL，PORT （PORT）AL2IN AL，DX（DX）AL3IN AX，PORT （PORT+1;PORT）AX4IN AX，DX（DX+1;DX）AXl l指令格式指令格式指令格式指令格式:IN 累加器累加器,PORTl功功 能：把外设端口（能：把外设端口（PORT）的内容传送给累加器。的内容传送给累加器。输入输入输入输入/输出端口寻址输出端口寻址输出端口寻址输出端口寻址 教学进程教学进程教学进程教学进程输出指令输出指令 格格 式式功功 能能

9、1OUT PORT，AL （AL）PORT2OUTDX，AL （AL）DX3OUT PORT，AX （AX）PORT+1；PORT4OUTDX，AX （AX）DX+1；DXl指令格式：指令格式：指令格式：指令格式：OUT PORT,累加器累加器l功功功功 能：把累加器能：把累加器能：把累加器能：把累加器的内容传送给外设端口。的内容传送给外设端口。第第 8.2节节主机与外设的数据传送方式主机与外设的数据传送方式主机与外设的数据传送方式主机与外设的数据传送方式 根据外部设备性质的不同，程序控制方式可分为根据外部设备性质的不同，程序控制方式可分为根据外部设备性质的不同，程序控制方式可分为根据外部设备

10、性质的不同，程序控制方式可分为:8.2.1 8.2.1 程序查询方式程序查询方式程序查询方式程序查询方式 在程序执行输入在程序执行输入在程序执行输入在程序执行输入/输出指输出指输出指输出指令时，无条件地执行指令令时，无条件地执行指令令时，无条件地执行指令令时，无条件地执行指令相应的操作。相应的操作。相应的操作。相应的操作。无条件传送方式无条件传送方式无条件传送方式无条件传送方式查询工作方式查询工作方式查询工作方式查询工作方式 程序不断地询间外部设备的程序不断地询间外部设备的程序不断地询间外部设备的程序不断地询间外部设备的状态，并根据它们当前的状状态，并根据它们当前的状状态，并根据它们当前的状状

11、态，并根据它们当前的状态来实现数据的输入和输出。态来实现数据的输入和输出。态来实现数据的输入和输出。态来实现数据的输入和输出。教学进程教学进程教学进程教学进程8.28.2 程序查询方式程序查询方式程序查询方式程序查询方式CPUCPUCPUCPU接接接接 口口口口外外外外 设设设设控制控制控制控制数据数据数据数据状态状态状态状态 系统总线系统总线系统总线系统总线 查询方式下的系统构成示意图查询方式下的系统构成示意图查询方式下的系统构成示意图查询方式下的系统构成示意图教学进程教学进程教学进程教学进程工作过程工作过程工作过程工作过程 查询外部设备的状态查询外部设备的状态查询外部设备的状态查询外部设备

12、的状态(利用输入指令利用输入指令利用输入指令利用输入指令)检测相应的状态位读入的状态字（视机器字长而定）。检测相应的状态位读入的状态字（视机器字长而定）。检测相应的状态位读入的状态字（视机器字长而定）。检测相应的状态位读入的状态字（视机器字长而定）。如没准备好，则等待，重复如没准备好，则等待，重复如没准备好，则等待，重复如没准备好，则等待，重复 步骤；否则步骤；否则步骤；否则步骤；否则CPUCPUCPUCPU就执行预定就执行预定就执行预定就执行预定的数据传送。的数据传送。的数据传送。的数据传送。若为若为若为若为读操作读操作读操作读操作，则在数据读入后，则在数据读入后，则在数据读入后，则在数据读

13、入后，CPUCPUCPUCPU向外设发响应信号，表向外设发响应信号，表向外设发响应信号，表向外设发响应信号，表示数据已被接收，外设收到信号后开始准备下一数据示数据已被接收，外设收到信号后开始准备下一数据示数据已被接收，外设收到信号后开始准备下一数据示数据已被接收，外设收到信号后开始准备下一数据;若为若为若为若为写操作写操作写操作写操作，CPUCPUCPUCPU在向外设送出数据的同时发出输出在向外设送出数据的同时发出输出在向外设送出数据的同时发出输出在向外设送出数据的同时发出输出就绪信就绪信就绪信就绪信号号号号，用来通知外设已送来数据，外设接收数据后，向，用来通知外设已送来数据，外设接收数据后，

14、向，用来通知外设已送来数据，外设接收数据后，向，用来通知外设已送来数据，外设接收数据后，向CPUCPUCPUCPU发出发出发出发出数据已收到状态信息。数据已收到状态信息。数据已收到状态信息。数据已收到状态信息。在一次数据传送结束后，与数据长度计数器值的比较来判在一次数据传送结束后，与数据长度计数器值的比较来判在一次数据传送结束后，与数据长度计数器值的比较来判在一次数据传送结束后，与数据长度计数器值的比较来判断数据是否传送完毕。若没有结束，则重复以上各步骤。断数据是否传送完毕。若没有结束，则重复以上各步骤。断数据是否传送完毕。若没有结束，则重复以上各步骤。断数据是否传送完毕。若没有结束，则重复以

15、上各步骤。教学进程教学进程教学进程教学进程 8.2.1 8.2.1 8.2.1 8.2.1 程序查询方式程序查询方式程序查询方式程序查询方式CPUCPU不断地询问外设是否准备好：不断地询问外设是否准备好：如果准备好，如果准备好，CPUCPU执行执行IOIO操作；否则，操作；否则，CPUCPU一直等待。一直等待。CPUCPU大部分时间处于等待状态，利用率不高。大部分时间处于等待状态，利用率不高。查询环节查询环节n寻址状态口寻址状态口n读取状态寄存器的标志位读取状态寄存器的标志位n若不就绪就继续查询，直至就绪若不就绪就继续查询，直至就绪 传送环节传送环节n寻址数据口寻址数据口n通过输入指令从数据端

16、口读入数据通过输入指令从数据端口读入数据n通过输出指令向数据端口输出数据通过输出指令向数据端口输出数据输入状态输入状态就绪？就绪？数据交换数据交换YN流程流程 8.2.1 8.2.1 8.2.1 8.2.1 程序查询方式程序查询方式程序查询方式程序查询方式 程序中断方式程序中断方式程序中断方式程序中断方式 中断响应中断响应中断响应中断响应系统中某些突发的或异常的情况发生，强系统中某些突发的或异常的情况发生，强系统中某些突发的或异常的情况发生，强系统中某些突发的或异常的情况发生，强迫迫迫迫CPUCPUCPUCPU暂停（或中断）正在执行的程序而转去进行相应的服暂停（或中断）正在执行的程序而转去进行

17、相应的服暂停（或中断）正在执行的程序而转去进行相应的服暂停（或中断）正在执行的程序而转去进行相应的服务，并在服务结束后回到原来被中断的地方继续执行原来务，并在服务结束后回到原来被中断的地方继续执行原来务，并在服务结束后回到原来被中断的地方继续执行原来务，并在服务结束后回到原来被中断的地方继续执行原来的程序。的程序。的程序。的程序。处理过程处理过程处理过程处理过程CPUCPUCPUCPU并不主动介入外设的数据传输工作，而并不主动介入外设的数据传输工作，而并不主动介入外设的数据传输工作，而并不主动介入外设的数据传输工作，而是由外部设备在需要进行数据传送时向是由外部设备在需要进行数据传送时向是由外部

18、设备在需要进行数据传送时向是由外部设备在需要进行数据传送时向CPUCPUCPUCPU发出中断请求，发出中断请求，发出中断请求，发出中断请求，CPUCPUCPUCPU在接到请求后，若条件允许，则暂停（或中断）正在进在接到请求后，若条件允许，则暂停（或中断）正在进在接到请求后，若条件允许，则暂停（或中断）正在进在接到请求后，若条件允许，则暂停（或中断）正在进行的工作而转去对该外设服务，并在服务结束后回到原来行的工作而转去对该外设服务，并在服务结束后回到原来行的工作而转去对该外设服务，并在服务结束后回到原来行的工作而转去对该外设服务，并在服务结束后回到原来被中断的地方继续原来的工作。被中断的地方继续

19、原来的工作。被中断的地方继续原来的工作。被中断的地方继续原来的工作。中断响应和处理过程中断响应和处理过程中断响应和处理过程中断响应和处理过程教学进程教学进程教学进程教学进程断点断点主程序主程序中断服务程序中断服务程序中断请求中断请求对外设对外设进行处理进行处理继续执行继续执行返回断点返回断点 CPU在执行程在执行程序中，被内部序中，被内部或外部的事件或外部的事件所打断，转去所打断，转去执行一段预先执行一段预先安排好的中断安排好的中断服务程序；服服务程序；服务结束后，又务结束后，又返回原来的断返回原来的断点，继续执行点，继续执行原来的程序。原来的程序。流程流程 程序中断方式程序中断方式程序中断方

20、式程序中断方式中断响应和处理过程中断响应和处理过程中断响应和处理过程中断响应和处理过程 DMA DMA DMA DMA方式的数据传输方式的数据传输方式的数据传输方式的数据传输 利用中断进行信息传送，可以大大提高利用中断进行信息传送，可以大大提高CPUCPU的利用率，但是的利用率，但是其传送过程必须由其传送过程必须由CPUCPU进行监控。每次中断进行监控。每次中断,额外的操作会占额外的操作会占用用CPUCPU时间。时间。如果需要在内存的不同区域之间，或者在内存与外设端口之如果需要在内存的不同区域之间，或者在内存与外设端口之间进行大量信息快速传送的话，用查询或中断方式均不能满间进行大量信息快速传送

21、的话，用查询或中断方式均不能满足速度上的要求，足速度上的要求，DMA（Direct Memory Access）直接数据传送直接数据传送:它是在在内它是在在内存与高速外设之间直接进行成组的数据传送，而不经过存与高速外设之间直接进行成组的数据传送，而不经过CPUCPU中中转的一种数据传送方式，可以大大提高信息的传送速度。转的一种数据传送方式，可以大大提高信息的传送速度。基本思想基本思想基本思想基本思想教学进程教学进程教学进程教学进程 DMA传送流程传送流程HLDA发存储器地址发存储器地址传送数据传送数据传送结束？传送结束？DMA结束结束修改地址指针修改地址指针流程流程第第 8.3节节可编程接口芯

22、片可编程接口芯片可编程接口芯片可编程接口芯片 定时信号三种方法获得定时信号三种方法获得定时信号三种方法获得定时信号三种方法获得8.3.1 8.3.1 计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器Intel 8253 Intel 8253 Intel 8253 Intel 8253 1.1.计数器计数器计数器计数器/定时器接口电路定时器接口电路定时器接口电路定时器接口电路 通过计算机执行一段程序实现定时，常通过计算机执行一段程序实现定时，常通过计算机执行一段程序实现定时，常通过计算机执行一段程序实现定时，常写成子程序形式，被称为延时子程序。写成子程序形式，被称为延时子程序。写成子程序

23、形式，被称为延时子程序。写成子程序形式，被称为延时子程序。软软软软 件件件件 定定定定 时时时时主要指用元器件搭成的延时电路。主要指用元器件搭成的延时电路。主要指用元器件搭成的延时电路。主要指用元器件搭成的延时电路。不可编程的硬件定时不可编程的硬件定时不可编程的硬件定时不可编程的硬件定时由一种专用芯片由一种专用芯片由一种专用芯片由一种专用芯片可编程计数器可编程计数器可编程计数器可编程计数器/定定定定时器作为主要硬件，在简单的程序控制时器作为主要硬件，在简单的程序控制时器作为主要硬件，在简单的程序控制时器作为主要硬件，在简单的程序控制下，能产生准确的时间延迟。下，能产生准确的时间延迟。下，能产生

24、准确的时间延迟。下，能产生准确的时间延迟。可编程的硬件定时可编程的硬件定时可编程的硬件定时可编程的硬件定时教学进程教学进程教学进程教学进程8.38.3 2.8253 2.8253内部结构及外部引脚内部结构及外部引脚内部结构及外部引脚内部结构及外部引脚计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器Intel8253Intel8253Intel8253Intel8253教学进程教学进程教学进程教学进程 可编程计数器可编程计数器可编程计数器可编程计数器/定时器具有两种功能：定时器具有两种功能：定时器具有两种功能：定时器具有两种功能：计数器计数器计数器计数器定时器定时器定时器定时器 计数器时

25、，在减到计数器时，在减到计数器时，在减到计数器时，在减到“0”“0”之后输出一个信号，此次计数过之后输出一个信号，此次计数过之后输出一个信号，此次计数过之后输出一个信号，此次计数过程便结束了；程便结束了；程便结束了；程便结束了；作为定时器时，在减到作为定时器时，在减到作为定时器时，在减到作为定时器时，在减到“0”“0”之后输出一个信号，接着自之后输出一个信号，接着自之后输出一个信号，接着自之后输出一个信号，接着自动重装计数初值开始下一个周期的定时，如此连续不断地产动重装计数初值开始下一个周期的定时，如此连续不断地产动重装计数初值开始下一个周期的定时，如此连续不断地产动重装计数初值开始下一个周期

26、的定时，如此连续不断地产生信号。生信号。生信号。生信号。两者的主要差别是：两者的主要差别是：两者的主要差别是：两者的主要差别是：D7D0计数器计数器0控制字寄控制字寄存器存器计数器计数器1计数器计数器2数据总线数据总线缓冲器缓冲器读读/写写逻辑逻辑RDWRA0A1CS CLK0 GATE0 OUT0 CLK1 GATE1 OUT1 CLK2 GATE2 OUT2内内部部总总线线计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器Intel8253Intel8253Intel8253Intel8253 (1)8253(1)8253的内部结构的内部结构的内部结构的内部结构教学进程教学进程教学进

27、程教学进程可可可可初始化编程和工作方式初始化编程和工作方式初始化编程和工作方式初始化编程和工作方式 初始化编程注意：初始化编程注意：初始化编程注意：初始化编程注意：vv对计数器设置计数初始值前必须先将控制字写入。对计数器设置计数初始值前必须先将控制字写入。对计数器设置计数初始值前必须先将控制字写入。对计数器设置计数初始值前必须先将控制字写入。vv初始值设置时，要符合控制字中的格式规定。是只写初始值设置时，要符合控制字中的格式规定。是只写初始值设置时，要符合控制字中的格式规定。是只写初始值设置时，要符合控制字中的格式规定。是只写低字节低字节低字节低字节,还是只写高字节，或者是先写低字节，后写还是

28、只写高字节，或者是先写低字节，后写还是只写高字节，或者是先写低字节，后写还是只写高字节，或者是先写低字节，后写高字节。高字节。高字节。高字节。8.3.1 8.3.1 计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器Intel8253 Intel8253 Intel8253 Intel8253 教学进程教学进程教学进程教学进程3.3.分类：分类：分类：分类：一是一是一是一是读出命令读出命令读出命令读出命令，用来读取计数器的当前值；，用来读取计数器的当前值；，用来读取计数器的当前值；，用来读取计数器的当前值；一是一是一是一是写入命令写入命令写入命令写入命令，包括写入控制字、计数初值和锁存命

29、令。，包括写入控制字、计数初值和锁存命令。，包括写入控制字、计数初值和锁存命令。，包括写入控制字、计数初值和锁存命令。（1 1）8253 8253初始化编程初始化编程初始化编程初始化编程0：二进制二进制 1：BCD计数计数000：方式方式0001：方式方式1010：方式方式211：方式方式3100：方式方式4101：方式方式5计数器选择计数器选择00：计数器计数器001：计数器计数器110：计数器计数器2 211：不用不用读写操作读写操作00：锁定当前计数值锁定当前计数值01：读读/写计数器低写计数器低8位位10：读写计数器高读写计数器高8位位11：先读先读/写计数器低写计数器低8位位再读再读

30、/写计数器高写计数器高8位位D7D6D5D4D3D2D1D0工作方式选择工作方式选择教学进程教学进程教学进程教学进程（1 1）8253 8253初始化编程初始化编程初始化编程初始化编程可可可可初始化编程和工作方式初始化编程和工作方式初始化编程和工作方式初始化编程和工作方式 3.3.1 1）82538253的控制命令的控制命令的控制命令的控制命令控制字格式控制字格式控制字格式控制字格式8.3.1 8.3.1 计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器Intel8253Intel8253Intel8253Intel8253 教学进程教学进程教学进程教学进程（1 1）8253 8253

31、初始化编程初始化编程初始化编程初始化编程可可可可初始化编程和工作方式初始化编程和工作方式初始化编程和工作方式初始化编程和工作方式 3.3.2 2）设置初值命令）设置初值命令）设置初值命令）设置初值命令设置初值命令用来设置计数的初始值。设置初值命令用来设置计数的初始值。设置初值命令用来设置计数的初始值。设置初值命令用来设置计数的初始值。根据在控制字中根据在控制字中根据在控制字中根据在控制字中D D5 5D D4 4位的约定，计数初始值可以是位的约定，计数初始值可以是位的约定，计数初始值可以是位的约定，计数初始值可以是8 8位，位，位，位，也可以是也可以是也可以是也可以是1616位。位。位。位。若

32、为若为若为若为1616位，则要用两条输出指令完成计数初值的设定，位，则要用两条输出指令完成计数初值的设定，位，则要用两条输出指令完成计数初值的设定，位，则要用两条输出指令完成计数初值的设定，先送低字节，后送高字节。先送低字节，后送高字节。先送低字节，后送高字节。先送低字节，后送高字节。8.3.1 8.3.1 计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器Intel8253Intel8253Intel8253Intel8253 教学进程教学进程教学进程教学进程（1 1）8253 8253初始化编程初始化编程初始化编程初始化编程可可可可初始化编程和工作方式初始化编程和工作方式初始化编程和

33、工作方式初始化编程和工作方式 3.3.3 3）锁存命令）锁存命令）锁存命令）锁存命令vv在工作过程中，读取计数值时必须先用锁存命令（控制字的在工作过程中，读取计数值时必须先用锁存命令（控制字的在工作过程中，读取计数值时必须先用锁存命令（控制字的在工作过程中，读取计数值时必须先用锁存命令（控制字的 D D5 5D D4 4位为位为位为位为0000时）将当前计数值在输出锁存器中锁定，之后时）将当前计数值在输出锁存器中锁定，之后时）将当前计数值在输出锁存器中锁定，之后时）将当前计数值在输出锁存器中锁定，之后再由再由再由再由CPUCPU输入。否则，计数器的计数值有可能正处在改变过输入。否则，计数器的计

34、数值有可能正处在改变过输入。否则，计数器的计数值有可能正处在改变过输入。否则，计数器的计数值有可能正处在改变过程中，就可能得到一个不确定的结果。程中，就可能得到一个不确定的结果。程中，就可能得到一个不确定的结果。程中，就可能得到一个不确定的结果。vv锁存命令一旦写入锁存命令一旦写入锁存命令一旦写入锁存命令一旦写入82538253，输出锁存器即被锁定。而当，输出锁存器即被锁定。而当，输出锁存器即被锁定。而当，输出锁存器即被锁定。而当CPUCPU将将将将锁定值用输入指令读取后，锁存器自动失锁，又跟随减法计数锁定值用输入指令读取后，锁存器自动失锁，又跟随减法计数锁定值用输入指令读取后，锁存器自动失锁

35、，又跟随减法计数锁定值用输入指令读取后，锁存器自动失锁，又跟随减法计数器工作。器工作。器工作。器工作。8.3.1 8.3.1 计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器Intel8253Intel8253Intel8253Intel8253 教学进程教学进程教学进程教学进程（2 2）可可可可初始化编程和工作方式初始化编程和工作方式初始化编程和工作方式初始化编程和工作方式 3.3.82538253工作方式工作方式工作方式工作方式方式方式方式方式0 0：计数结束中断：计数结束中断：计数结束中断：计数结束中断 方式方式方式方式1 1 1 1：可重复触发的单稳态触发器：可重复触发的单稳态

36、触发器：可重复触发的单稳态触发器：可重复触发的单稳态触发器方式方式方式方式2 2 2 2：分频器：分频器：分频器：分频器方式方式方式方式3 3 3 3：方波发生器：方波发生器：方波发生器：方波发生器方式方式方式方式4 4 4 4：软件触发选通信号发生器：软件触发选通信号发生器：软件触发选通信号发生器：软件触发选通信号发生器方式方式方式方式5 5 5 5：硬件触发选通信号发生器：硬件触发选通信号发生器：硬件触发选通信号发生器：硬件触发选通信号发生器8.3.1 8.3.1 计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器Intel8253Intel8253Intel8253Intel825

37、3 根根根根据据据据对对对对已已已已知知知知条条条条件件件件的的的的分分分分析析析析，得得得得到到到到控控控控制制制制字字字字各各各各位位位位的的的的值值值值如如如如下下下下:选择通道选择通道选择通道选择通道0 0，D D7 7D D6 60000工作方式工作方式工作方式工作方式1 1，D D3 3 D D2 2 D D1 1001001BCDBCD计数，计数，计数，计数，D D0 01 1由由由由于于于于80868086是是是是1616位位位位数数数数据据据据线线线线，采采采采用用用用1616位位位位传传传传输输输输，故故故故令令令令D D5 5D D4 4=11=11所以控制字：所以控制字

38、：所以控制字：所以控制字：33H33H8.3.1 8.3.1 计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器Intel8253 Intel8253 Intel8253 Intel8253 例：设在例：设在例：设在例：设在80868086系统中有一片系统中有一片系统中有一片系统中有一片82538253，其端口地址分配是：，其端口地址分配是：，其端口地址分配是：，其端口地址分配是：通道通道通道通道0 0为为为为210H210H，通道，通道，通道，通道1 1为为为为212H212H，通道，通道，通道，通道2 2为为为为214H214H，控制端口为控制端口为控制端口为控制端口为216H216

39、H。要求对其通道。要求对其通道。要求对其通道。要求对其通道0 0进行初始化，使其工作于方式进行初始化，使其工作于方式进行初始化，使其工作于方式进行初始化，使其工作于方式1 1、BCDBCD计数、计数初始值为计数、计数初始值为计数、计数初始值为计数、计数初始值为100H100H。4.82534.82534.82534.8253应用举例应用举例应用举例应用举例 教学进程教学进程教学进程教学进程 MOV MOVALAL，33H33H；控制字送控制字送控制字送控制字送ALAL MOV MOVDXDX，216H216H；控制口地址送控制口地址送控制口地址送控制口地址送DXDX OUT OUTDXDX，A

40、LAL；向控制口写入控制字向控制口写入控制字向控制口写入控制字向控制口写入控制字 MOV MOV ALAL，00H00H；低低低低8 8位计数值是位计数值是位计数值是位计数值是00H00H MOV MOVDXDX，210H210H；通道通道通道通道0 0端口地址送端口地址送端口地址送端口地址送DXDX OUT OUTDXDX，AL AL ；向通道向通道向通道向通道0 0写入计数初值的低写入计数初值的低写入计数初值的低写入计数初值的低8 8位位位位 MOV MOVALAL，01H01H；高高高高8 8位计数值为位计数值为位计数值为位计数值为01H01H OUT OUTDXDX，ALAL；向通道向

41、通道向通道向通道0 0写入计数初值的高写入计数初值的高写入计数初值的高写入计数初值的高8 8位位位位教学进程教学进程教学进程教学进程其初始化程序段其初始化程序段其初始化程序段其初始化程序段8.3.1 8.3.1 计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器计数器和定时器Intel8253 Intel8253 Intel8253 Intel8253 4.82534.82534.82534.8253应用举例应用举例应用举例应用举例 并行接口芯片并行接口芯片并行接口芯片并行接口芯片8255825582558255 教学进程教学进程教学进程教学进程1.8255A1.8255A1.8255A1.8255A

42、的内部逻辑结构的内部逻辑结构的内部逻辑结构的内部逻辑结构 内内部部数数据据总总线线PC7 PC4 控制控制控制控制D7D0 数据数据总线总线 缓冲器缓冲器读写读写控制控制逻辑逻辑RDWRA1A0RESETCSPA7 PA0 PC3 PC0 PB7 PB0 A组组 端口端口A（8位）位）A组组 端口端口C（4位）位）B组组 端口端口C（4位）位）B组组 端口端口B（8位）位）A组组 B组组组成组成组成组成:外设接口部分外设接口部分外设接口部分外设接口部分A A A A组和组和组和组和B B B B组控制电路组控制电路组控制电路组控制电路读读读读/写控制逻辑电路写控制逻辑电路写控制逻辑电路写控制逻

43、辑电路数据总线缓冲器数据总线缓冲器数据总线缓冲器数据总线缓冲器 8.3.2 8.3.2 并行接口芯片并行接口芯片并行接口芯片并行接口芯片8255 8255 8255 8255 2.8255A2.8255A2.8255A2.8255A的引脚及功能的引脚及功能的引脚及功能的引脚及功能 教学进程教学进程教学进程教学进程1234567891011121314151617181920PA3PA2PA1PA0RDCSGNDA1A0PC7PC6PC5PC4PC0PC1PC2PC3PB0PB1PB24039383736353433323130292827262524232221PA4PA5PA6PA7WRRE

44、SETD0D1D2D3D4D5D6D7VCCPB7PB6PB5PB4PB38255A8255A8.3.2 8.3.2 并行接口芯片并行接口芯片并行接口芯片并行接口芯片8255 8255 8255 8255 教学进程教学进程教学进程教学进程PAPAPAPA7 7 7 7PAPAPAPA0 0 0 0：端口：端口：端口：端口A A A A的数据线，双向、三态。的数据线，双向、三态。的数据线，双向、三态。的数据线，双向、三态。PBPBPBPB7 7 7 7PBPBPBPB0 0 0 0：端口：端口：端口：端口B B B B的数据线，双向、三态。的数据线，双向、三态。的数据线，双向、三态。的数据线，双

45、向、三态。PCPCPCPC7 7 7 7PCPCPCPC0 0 0 0：端口：端口：端口：端口C C C C的数据线，双向、三态；的数据线，双向、三态；的数据线，双向、三态；的数据线，双向、三态；D D D D7 7 7 7D D D D0 0 0 0：数据线，双向、三态，与：数据线，双向、三态，与：数据线，双向、三态，与：数据线，双向、三态，与CPUCPUCPUCPU的数据总线相连。的数据总线相连。的数据总线相连。的数据总线相连。RESETRESETRESETRESET：复位信号，高电平有效。：复位信号，高电平有效。：复位信号，高电平有效。：复位信号，高电平有效。CS CS CS CS ：片

46、选信号，低电平有效。：片选信号，低电平有效。：片选信号，低电平有效。：片选信号，低电平有效。RD RD RD RD ：读信号，低电平有效。：读信号，低电平有效。：读信号，低电平有效。：读信号，低电平有效。WR WR WR WR ：写信号，低电平有效。：写信号，低电平有效。：写信号，低电平有效。：写信号，低电平有效。A A A Al l l l、A A A A0 0 0 0 ：端口选择信号。：端口选择信号。：端口选择信号。：端口选择信号。2.8255A2.8255A2.8255A2.8255A的引脚及功能的引脚及功能的引脚及功能的引脚及功能 8255A端口选择表端口选择表8.3.2 8.3.2

47、8.3.2 8.3.2 并行接口芯片并行接口芯片并行接口芯片并行接口芯片8255 8255 8255 8255（l l l l）方式选择控制字）方式选择控制字）方式选择控制字）方式选择控制字 8.3.2 8.3.2 并行接口芯片并行接口芯片并行接口芯片并行接口芯片8255 8255 8255 8255 8255A8255A8255A8255A的控制字的控制字的控制字的控制字教学进程教学进程教学进程教学进程3.3.3.3.1D6D5D4D3D2D1D0方式选择控制字标志方式选择控制字标志00：方式：方式001：方式：方式11：方式：方式20：输出：输出1：输入：输入0：输出：输出1：输入：输入0

48、：输出：输出1：输入：输入0：方式：方式01：方式：方式10：输出：输出1：输入：输入PC7PC4PC3PC0端口端口BB组方式选择组方式选择端口端口AA组方式选择组方式选择 控制字的格式控制字的格式控制字的格式控制字的格式 三种工作方式：三种工作方式：方式方式0 0：基本的输入：基本的输入/输出方式输出方式方式方式1 1：选通的输入：选通的输入/输出方式输出方式方式方式2 2：双向传输方式：双向传输方式8.3.2 8.3.2 并行接口芯片并行接口芯片并行接口芯片并行接口芯片8255 8255 8255 8255 v端口端口A A有三种工作方式，方式有三种工作方式，方式0 0、方式、方式1 1

49、或方式或方式2 2；v端口端口B B有二种工作，方式有二种工作，方式0 0或方式或方式1 1；v端口端口C C可作一般的输入可作一般的输入/输出端口使用；输出端口使用；可用于配合端口可用于配合端口A A和端口和端口B B的工作，为它们提供控的工作，为它们提供控制信号和状态信号。制信号和状态信号。v由内部逻辑（由内部逻辑（A A组和组和B B组控制电路）将三个数据端口分组控制电路）将三个数据端口分为两组为两组A A组（端口组（端口A A和端口和端口C C高高4 4位位PCPC7 7PCPC4 4）B B组（端口组（端口B B和端口和端口C C低低4 4位位PCPC3 3PCPC0 0）。）。82

50、55A8255A允许划为同一组的两个端口分别工作于输允许划为同一组的两个端口分别工作于输入状态和输出状态。入状态和输出状态。教学进程教学进程教学进程教学进程 8255A8255A8255A8255A的控制字的控制字的控制字的控制字3.3.3.3.8255A8255A的方式选择控制字代码为的方式选择控制字代码为的方式选择控制字代码为的方式选择控制字代码为1000 00111000 001183H83H，工作方式选择指令：工作方式选择指令：工作方式选择指令：工作方式选择指令：MOV ALMOV AL，83H83H ；方式选择控制字送；方式选择控制字送；方式选择控制字送；方式选择控制字送ALAL O