微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用第8章課件

1、 第8章 可編程接口芯片應(yīng)用技術(shù)8.1 串行通信及接口芯片應(yīng)用技術(shù) 8.1.1串行通信 CPU與外部設(shè)備（或計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間）的信息交換稱為通信。 通信的基本方式分為兩種： 并行通信方式：數(shù)據(jù)的所有二進(jìn)制位同時(shí)被傳輸； 串行通信時(shí)：數(shù)據(jù)通過一根傳輸線逐位順序傳輸。 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，串行通信是指計(jì)算機(jī)主機(jī)與外設(shè)之間、主機(jī)與主機(jī)之間數(shù)據(jù)的串行傳送。當(dāng)數(shù)據(jù)位數(shù)較多和傳送距離較遠(yuǎn)時(shí)，采用串行通信，可以顯著減少傳輸線，降低通信成本。1. 異步通信和同步通信 串行通信有兩種基本通信方式：異步通信和同步通信。 2.串行通信的制式 單工制式 半雙工制式 全雙工制式 3.特率和發(fā)送/接收時(shí)鐘 4. 串行通信傳

2、輸通道配置 常用的標(biāo)準(zhǔn)異步串行通信總線有RS-232C、RS-422/485、USB通用接口等 8.1.2 可編程接口芯片8251A Intel 8251A是一種通用串行同步、異步接收發(fā)送器（USART）接口芯片，可通過編程設(shè)置某一種串行通信技術(shù)。 對(duì)8251A編程，就是指把需要設(shè)置的8251A的控制字通過程序?qū)懭胄酒瑑?nèi)部相應(yīng)的控制寄存器中，從而靈活方便地控制8251A工作在需要的方式、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)傳輸率及狀態(tài)下。 1. 8251A基本性能 2 .8251A的結(jié)構(gòu)及其引腳功能 8251A內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括：數(shù)據(jù)總線緩沖器、讀/寫控制電路、MODEM控制電路、發(fā)送/接收緩沖器及控制電路等， 3.

3、 8251A控制字 8251A可以工作在各種不同的串行通信方式、操作時(shí)序等。CPU根據(jù)用戶需要設(shè)置不同的控制字，以提供所需要的通信方式等 4.8251A工作方式8.1.5 8251A串行通信Proteus仿真示例設(shè)計(jì)要求： PC機(jī)控制8251A輸出串行數(shù)據(jù)，并經(jīng)串轉(zhuǎn)并移位寄存器芯片74lS164輸出8位數(shù)據(jù)控制8個(gè)LED燈依次向左熄滅。 第8章可編程接口芯片及應(yīng)用技術(shù) 8.2并行通信及8255接口芯片 8.2.1 并行通信及接口基本概念 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備進(jìn)行并行通信的電路稱為并行接口（電路）。并行通信方式是指同時(shí)使用多條數(shù)據(jù)線傳輸多位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，每一數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)獨(dú)自占用一根數(shù)據(jù)線。 在計(jì)算機(jī)

4、系統(tǒng)中，并行通信一次可以傳輸8位或16位或32位數(shù)據(jù)。并行通信的特點(diǎn)是傳輸速度快，但不適合遠(yuǎn)距離傳送。 可編程并行I/O接口電路見教材圖8-16。8.2.3 可編程并行接口芯片8255A Intel可編程并行接口芯片8255A是通用并行I/O接口芯片。用戶可編程選擇多種操作方式，通用性強(qiáng)、使用靈活。8255A為CPU與外設(shè)之間提供并行輸入輸出通道，通過它CPU可直接與外設(shè)相連接。 1 8255A基本性能：（1）8255A具有三個(gè)相互獨(dú)立的、帶有鎖存或緩沖功能的輸入/輸出端口：端口A、端口B、端口C。（2）A，B，C三端口可以聯(lián)合使用，具有三種可編程工作方式：基本I/O方式、選通I/O方式、雙向

5、選通I/O方式。（3）支持無條件傳送方式、程序查詢方式和中斷傳送方式完成CPU與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送。（4）可以編程實(shí)現(xiàn)對(duì)通道C某一位的輸入輸出，具有比較方便的位操作功能。8.2.6 8255并行通信Protues仿真示例8255A控制LED燈Protues仿真示例設(shè)計(jì)要求：PC機(jī)控制8255A，8255A的PA口接開關(guān)，PB口接led燈，通過編寫程序?qū)崿F(xiàn)控制led燈的亮滅。圖8-33 8255A控制LED燈仿真電路程序加載：可以在EMU8086環(huán)境下輸入?yún)R編語言程序，編譯生成.EXE文件并保存。在Protues原理圖的8086CPU中加載EMU8086生成的.EXE文件。調(diào)試與仿真：連續(xù)運(yùn)

6、行程序，仿真結(jié)果如圖8-34所示，撥動(dòng)開關(guān)，LED燈對(duì)應(yīng)點(diǎn)亮。也可以單步或者斷點(diǎn)調(diào)試程序觀察LED顯示器點(diǎn)亮情況。8.3可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器芯片及應(yīng)用技術(shù) 在微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，常常需要一些基準(zhǔn)定時(shí)信號(hào)供系統(tǒng)內(nèi)使用，如動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的刷新、系統(tǒng)日歷時(shí)鐘的計(jì)時(shí)等，都是用定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生的。在外部設(shè)備I/O接口電路中，常常需要對(duì)接口芯片和設(shè)備提供外部實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號(hào)、延時(shí)及計(jì)數(shù)控制等功能。 一般的微機(jī)系統(tǒng)中均配置了硬件定時(shí)器/計(jì)數(shù)器Intel8253和8254供系統(tǒng)使用。8.3.1 8253性能、結(jié)構(gòu)及引腳功能Intel系列8253芯片是可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器芯片，所謂定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其內(nèi)部工作的實(shí)質(zhì)都是計(jì)數(shù)器。

7、作為定時(shí)器使用時(shí)，不過是對(duì)內(nèi)部時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)；作為計(jì)數(shù)器使用時(shí)，是對(duì)外部輸入的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。 1. 8253的基本性能 （1）具有3個(gè)獨(dú)立的16位可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，每個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的功能完全一樣，既可作為定時(shí)器用，也可作為計(jì)數(shù)器用。 （2）具有6種不同的工作方式。 （3）由控制字可以方便實(shí)現(xiàn)按二進(jìn)制計(jì)數(shù)或按十進(jìn)制計(jì)數(shù)。 （4）延時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)是通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘的計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，故延時(shí)精確度高 （5）最高計(jì)數(shù)頻率為可達(dá)2.6MHz，可作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘、方波發(fā)生器、分頻器等使用。 2. 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能3. 8253引腳功能 8253芯片共24根引腳線，DIP型封裝。引腳包括計(jì)數(shù)通道對(duì)外引腳、與CPU連接的數(shù)據(jù)線和控制信息引腳等， 8253芯片引腳排列圖8.3.2 8253控制字及工作方式 1. 控制字 8253只有一個(gè)控制字，該控制字用于選擇計(jì)數(shù)通道及其工作方式、計(jì)數(shù)制式及CPU訪問計(jì)數(shù)器的順序，由CPU編程寫入控制字寄存器端口。 8253控制字格式及含義： 2.8253工作方式 方式0（計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)輸出控制方式） 方式0在計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)，OUT輸出由低變?yōu)楦唠娖?，該信?hào)可作為向CPU發(fā)出的中斷請(qǐng)求信號(hào)。所以，方式0又稱為計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)中斷方式。 方式1： 方式1稱為可編程單脈沖輸出方式。 方式2： 方式2稱為分頻輸出方式。3. 8253編程 825