常用接口芯片

第7章常用接口芯片

7.3可編程串行接口8251

7.4模擬I/O接口

7.5例題解析7.2可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器8253/82547.1可編程并行接口8255

7.1可編程并行接口8255

7.3可編程串行接口8251

7.1可編程并行接口8255

7.1可編程并行接口82557.1.1并行通信的概念

1.并行通信與串行通信

隨著多微機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用和微機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間、計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)之間常常要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，這些數(shù)據(jù)交換可稱為數(shù)據(jù)通信。數(shù)據(jù)通信方式有兩種：并行通信與串行通信。

并行通信是指數(shù)據(jù)的各位同時(shí)進(jìn)行傳送的通信方式，可以字或字節(jié)為單位并行進(jìn)行。并行通信速度快，但用的通信線多、成本高，故不宜進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。計(jì)算機(jī)內(nèi)部各種總線就是以并行方式傳送數(shù)據(jù)的。

串行通信是指數(shù)據(jù)逐位順序傳送的通信方式。串行傳送的速度低，但只需要很少幾根通信線，適用于長距離而速度要求不高的場合。在網(wǎng)絡(luò)中傳送數(shù)據(jù)絕大多數(shù)采用串行方式。

2.并行接口無論是并行通信還是串行通信，就其I/O接口與CPU之間的通信而言，均是以并行通信方式傳送數(shù)據(jù)的。并行通信由并行接口完成，它以字節(jié)（或字）為單位與I/O設(shè)備或被控對象進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以同步方式傳輸。如打印機(jī)接口，A/D、D/A轉(zhuǎn)換器接口，IEEE488接口，開關(guān)量接口，控制設(shè)備接口等。

從并行接口的電路結(jié)構(gòu)來看，并行口有硬連線接口和可編程接口之分。一個(gè)并行接口中包括狀態(tài)信息、控制信息和數(shù)據(jù)信息⑴狀態(tài)寄存器

狀態(tài)寄存器用來存放外設(shè)的信息，CPU通過訪問這個(gè)寄存器來了解某個(gè)外設(shè)的狀態(tài)，進(jìn)而控制外設(shè)的工作，以便與外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。⑵控制寄存器

并行接口中有一個(gè)控制寄存器，CPU對外設(shè)的操作命令都寄存在控制寄存器中。⑶數(shù)據(jù)緩沖寄存器

在并行接口中還設(shè)置了輸入緩沖寄存器和輸出緩沖寄存器，緩沖器是用來暫存數(shù)據(jù)。因?yàn)橥庠O(shè)與CPU交換數(shù)據(jù)，CPU的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外設(shè)的速度。一個(gè)典型的并行接口與CPU、外設(shè)的連接圖

3.數(shù)據(jù)輸入過程數(shù)據(jù)輸入過程，指的是外設(shè)向CPU輸入數(shù)據(jù)。①當(dāng)外設(shè)將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)輸入線送給接口時(shí)，先使?fàn)顟B(tài)線“輸入數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好”為高電平。然后通過接口把數(shù)據(jù)接收到輸入緩沖寄存器中，同時(shí)把“輸入回答”信號置成高電平“1”，并發(fā)給外設(shè)。②外設(shè)接到回答信號后，將撤消“輸入數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好”的信號。當(dāng)接口收到數(shù)據(jù)后，會在狀態(tài)寄存器中設(shè)置“準(zhǔn)備好輸入”狀態(tài)位，以便CPU對其進(jìn)行查詢。③接口向CPU發(fā)出一個(gè)中斷請求信號，這樣CPU可以用軟件查詢方式，也可以用中斷的方式將接口中的數(shù)據(jù)輸入到CPU中。④CPU在接收到數(shù)據(jù)后，將“準(zhǔn)備好輸入”的狀態(tài)位自動清除，并使數(shù)據(jù)總線處于高阻狀態(tài)。準(zhǔn)備外設(shè)向CPU輸入下一個(gè)數(shù)據(jù)。

4.數(shù)據(jù)輸出過程數(shù)據(jù)輸出過程，指的是CPU向外設(shè)輸出數(shù)據(jù)。①當(dāng)外設(shè)從接口接收到一個(gè)數(shù)據(jù)后，接口的輸出緩沖寄存器“空”，使?fàn)顟B(tài)寄存的“輸出數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好”狀態(tài)位置成高電平“1”，這表示CPU可以向外設(shè)接口輸出數(shù)據(jù)，這個(gè)狀態(tài)位可供CPU查詢。②此時(shí)接口也可向CPU發(fā)出一個(gè)中斷請求信號，同上面的輸入過程相同，CPU可以用軟件查詢方式，也可以用中斷的方式將CPU中的數(shù)據(jù)通過接口輸出到外設(shè)中。當(dāng)輸出數(shù)據(jù)送到接口的輸出緩沖寄存器后，再輸出到外設(shè)。③與此同時(shí)，接口向外設(shè)發(fā)送一個(gè)啟動信號，啟動外設(shè)接收數(shù)據(jù)。外設(shè)接收到數(shù)據(jù)后，向接口回送一個(gè)“輸出回答”信號。④接口電路收到該信號后，自動將接口狀態(tài)寄存器中的“準(zhǔn)備好輸出”狀態(tài)位重新置為高電平“1”，通知CPU可以向外設(shè)輸出下一個(gè)數(shù)據(jù)。7.1.28255外部引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)總線緩沖器內(nèi)部控制線內(nèi)部數(shù)據(jù)線D0～D7A組控制A組端口AA組端口C上部B組控制B組端口BB組端口C下部讀寫控制邏輯PC0～PC3PB0～PB7PC4～PC7PA0～PA7RDWRA0A1CSRESET1.8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)⑴面向CPU的接口電路①數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器是一個(gè)三態(tài)雙向的8位緩沖器，是8255與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的接口。與此關(guān)聯(lián)的接口信號線是數(shù)據(jù)線D7～D0,它直接與CPU數(shù)據(jù)總線相連，以實(shí)現(xiàn)CPU與8255接口之間的信息傳遞。CPU向8255寫入控制字、或從8255中讀狀態(tài)信息以及所有數(shù)據(jù)的輸入和輸出，都需要通過數(shù)據(jù)緩沖器進(jìn)行傳遞。②讀/寫控制邏輯。讀/寫控制邏輯是8255內(nèi)部完成讀/寫控制功能的部件，它接收來自CPU的地址和控制信號，并依據(jù)這些信號，通過內(nèi)部控制邏輯向8255的各功能部件發(fā)出讀/寫控制命令，用于管理數(shù)據(jù)、控制字或狀態(tài)字的傳送。與此部分有關(guān)的有6根信號線：片選信號、讀信號、寫信號、端口選擇信號A1、A0以及RESET復(fù)位信號。

⑵面向外設(shè)的接口電路端口A：PA0～PA7A組，支持工作方式0、1、2端口B：PB0～PB7B組，支持工作方式0、1端口C：PC0～PC7僅支持工作方式0A組控制高4位PC4～PC7B組控制低4位PC0～PC3端口A：PA0～PA7常作數(shù)據(jù)端口，功能最強(qiáng)大端口B：PB0～PB7常作數(shù)據(jù)端口端口C：PC0～PC7可作數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制端口分兩個(gè)4位，每位可獨(dú)立操作控制最靈活，最難掌握⑶內(nèi)部控制邏輯包括A組控制部件、B組控制部件兩部分。A組控制部件控制端口A和端口C的高4位（PC7～PC4）；B組控制部件控制端口B和端口C的低4位（PC3～PC0）?？刂七壿媰?nèi)部設(shè)置了一個(gè)控制寄存器，接收來自CPU的控制字，根據(jù)控制字的內(nèi)容決定各數(shù)據(jù)端口的工作方式。也可以根據(jù)控制字對端口C的每一位進(jìn)行置位和復(fù)位?？刂萍拇嫫鞯膬?nèi)容只能寫入而不能讀出。與處理器接口CS*A1A0I/O地址讀操作RD*寫操作WR*00000101001160H61H62H63H讀端口A讀端口B讀端口C非法寫端口A寫端口B寫端口C寫控制字2.8255的引腳功能8255芯片有40根引腳，各引腳信號如圖所示.7.1.38255的工作方式方式0：基本輸入輸出方式適用于無條件傳送和查詢方式的接口電路方式1：選通輸入輸出方式適用于查詢和中斷方式的接口電路方式2：雙向選通傳送方式適用于與雙向傳送數(shù)據(jù)的外設(shè)適用于查詢和中斷方式的接口電路方式0輸入時(shí)序datadata輸入端口D0～D7RDCS,A1,A0請?bào)w會這里8255A的數(shù)據(jù)緩沖作用方式0輸出時(shí)序WRdatadata輸出端口D0～D7CS,A1,A08255A對CPU通過它輸出給外設(shè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存方式1輸入引腳：A端口數(shù)據(jù)選通信號表示外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)輸入緩沖器滿信號表示A口已經(jīng)接收數(shù)據(jù)中斷請求信號請求CPU接收數(shù)據(jù)PC4PC5PC3PA7~PA0INTEAIBFAINTRASTBA中斷允許觸發(fā)器方式1輸入引腳：B端口PC2PC1PC0PB7~PB0INTEBIBFBINTRBSTBB數(shù)據(jù)選通信號表示外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)輸入緩沖器滿信號表示B口已經(jīng)接收數(shù)據(jù)中斷請求信號請求CPU接收數(shù)據(jù)中斷允許觸發(fā)器方式1需借用端口C用做聯(lián)絡(luò)信號同時(shí)還具有中斷請求和屏蔽功能方式1輸入聯(lián)絡(luò)信號STB*——選通信號，低電平有效由外設(shè)提供的輸入信號，當(dāng)其有效時(shí)，將輸入設(shè)備送來的數(shù)據(jù)鎖存至8255A的輸入鎖存器IBF——輸入緩沖器滿信號，高電平有效8255A輸出的聯(lián)絡(luò)信號。當(dāng)其有效時(shí)，表示數(shù)據(jù)已鎖存在輸入鎖存器INTR——中斷請求信號，高電平有效8255A輸出的信號，可用于向CPU提出中斷請求，要求CPU讀取外設(shè)數(shù)據(jù)方式1輸入時(shí)序dataINTRIBF

data輸入端口D0～D7STBRDSTB*和IBF是外設(shè)和8255A間的一對應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號，為的是可靠地輸入數(shù)據(jù)方式1中斷控制8255A的中斷由中斷允許觸發(fā)器INTE控制置位允許中斷，復(fù)位禁止中斷對INTE的操作通過寫入端口C的對應(yīng)位實(shí)現(xiàn)，INTE觸發(fā)器對應(yīng)端口C的位是作應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號的輸入信號的哪一位，只要對那一位置位/復(fù)位就可以控制INTE觸發(fā)器選通輸入方式下端口A的INTEA對應(yīng)PC4端口B的INTEB對應(yīng)PC2方式1輸出引腳：A端口外設(shè)響應(yīng)信號表示外設(shè)已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)輸出緩沖器滿信號表示CPU已經(jīng)輸出了數(shù)據(jù)中斷請求信號請求CPU再次輸出數(shù)據(jù)PC6PC7PC3PA7~PA0INTEAOBFAINTRAACKA中斷允許觸發(fā)器征用C口3引腳和1個(gè)控制位方式1輸出引腳：B端口PC2PC1PC0PB7~PB0INTEBOBFBINTRBACKB外設(shè)響應(yīng)信號表示外設(shè)已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)輸出緩沖器滿信號表示CPU已經(jīng)輸出了數(shù)據(jù)中斷請求信號請求CPU再次輸出數(shù)據(jù)中斷允許觸發(fā)器征用C口3引腳和1個(gè)控制位方式1輸出聯(lián)絡(luò)信號OBF*——輸出緩沖器滿信號，低有效8255A輸出給外設(shè)的一個(gè)控制信號，當(dāng)其有效時(shí)，表示CPU已把數(shù)據(jù)輸出給指定的端口，外設(shè)可以取走ACK*——響應(yīng)信號，低有效外設(shè)的響應(yīng)信號，指示8255A的端口數(shù)據(jù)已由外設(shè)接受INTR——中斷請求信號，高有效當(dāng)輸出設(shè)備已接受數(shù)據(jù)后，8255A輸出此信號向CPU提出中斷請求，要求CPU繼續(xù)提供數(shù)據(jù)端口A的INTEA對應(yīng)PC6端口B的INTEB對應(yīng)PC28255外設(shè)CPU內(nèi)總線外總線方式1輸出時(shí)序

INTR

datadata輸出端口D0～D7WROBFACK

OBF*和ACK*是外設(shè)和8255A間的一對應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號，為的是可靠地輸出數(shù)據(jù)方式2雙向方式(只有端口A)方式2將方式1的選通輸入輸出功能組合成一個(gè)雙向數(shù)據(jù)端口，可以發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)只有端口A可以工作于方式2，需要利用端口C的5個(gè)信號線，其作用與方式1相同方式2的數(shù)據(jù)輸入過程與方式1的輸入方式一樣方式2的數(shù)據(jù)輸出過程與方式1的輸出方式有一點(diǎn)不同：數(shù)據(jù)輸出時(shí)8255A不是在OBF*有效時(shí)向外設(shè)輸出數(shù)據(jù)，而是在外設(shè)提供響應(yīng)信號ACK*時(shí)才送出數(shù)據(jù)方式2雙向選通引腳PC6PC7PC3PA7~PA0INTE1-OBFAINTRA-ACKAPC4PC5IBFA-STBAINTE2數(shù)據(jù)輸入中斷和輸出中斷通過或門輸出INTRA信號征用C口5引腳和2個(gè)控制位中斷允許觸發(fā)器（控制中斷輸出）通過位控PC6設(shè)置INTE1中斷允許觸發(fā)器（控制中斷輸出）通過位控PC4設(shè)置INTE2輸入聯(lián)絡(luò)輸出聯(lián)絡(luò)方式2雙向時(shí)序data-out

INTR

data-outdata-indata-inPA0～PA7D0～D7IBF

WROBFACKSTBRD7.1.4方式控制字及狀態(tài)字1.8255的控制字⑴方式控制字方式控制字用來決定8255的工作方式。它將三個(gè)通道分為兩組，即A口和C口的高4位作為一組（A組），端口B和C組的低4位作為一組（B組）。

方式控制字的格式如下⑵端口C置位/復(fù)位控制字

置位/復(fù)位控制可對C口中的任意一位進(jìn)行置位或者復(fù)位操作。該控制字各位定義如下：2.8255的狀態(tài)字

8255的狀態(tài)字為查詢式輸入/輸出數(shù)據(jù)提供了外設(shè)的工作狀態(tài)，如IBF、、INTR等。根據(jù)8255工作在不同的工作方式下，以及各端口作輸入、輸出的不同情況，狀態(tài)字的格式有所不同。值得注意的是，C口的狀態(tài)字與C口各位對外的引腳狀態(tài)不完全一致。D7D6D5D4D3D2D1D0方式1輸入I/OI/OIBFAINTEAINTRAINTEBIBFBINTRB方式1輸出OBFAINTEAI/OI/OINTRAINTEBOBFBINTRB方式2雙向OBFAINTE1IBFAINTE2INTRA×××端口C的狀態(tài)字A組B組7.1.58255與CPU的連接

8255占用四個(gè)I/O端口地址，即A口、B口、C口和控制寄存器。在8255的連接使用中，它的8根數(shù)據(jù)線D7～D0與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，A1、A0接地址總線的A1和A0，地址總線高位A9～A2經(jīng)譯碼器譯碼后接片選信號，其控制信號線RESET、讀、寫分別與系統(tǒng)控制總線的RESET、讀、寫信號相連,如圖所示。PC機(jī)中8255的連接

7.1.68255應(yīng)用舉例8255A初始化時(shí)，先要寫入控制字;指定它的工作方式，然后才能通過編程;將總線上的數(shù)據(jù)從8255A輸出給外設(shè);將外部設(shè)備的數(shù)據(jù)通過8255A送到CPU中。例7.1利用8255方式0實(shí)現(xiàn)打印機(jī)的接口BUSY

DATA0～78255APC6PC2PA0～PA7打印機(jī)STROBE打印機(jī)接口的信號與時(shí)序BUSYDATA0～7ACKSTROBE主機(jī)把數(shù)據(jù)送給引腳DATA0～DATA7同時(shí)送出數(shù)據(jù)選通信號STROBE*打印機(jī)在BUSY信號線上發(fā)出忙信號打印機(jī)處理好輸入的數(shù)據(jù)時(shí)撤消忙信號同時(shí)又送出一個(gè)響應(yīng)信號ACK*8255A的初始化

MOVAL，10000011B

；將控制字送AL中

MOVDX，0383H

；將控制寄存器端口地址送DX中

OUTDX，AL MOVAL，00001101B

；將PC6設(shè)置為1

MOVDX，AL

；將控制寄存器端口地址送DX中將AL中的字符送到打印機(jī)輸出

MOVDX，0382H；將C口地址送DX中 XCHGAX，BX；將打印字符暫存BL中PWAIT:INAL，DX；輸入C口數(shù)據(jù)ANDAL，04H；測試PC2JNZPWAIT；忙則等待XCHGAX，BX；將BL中的打印字符送回AL中MOVDX，0380H；將A口地址送DX中OUTDX，AL；將AL字符送出打印例7.2利用8255方式1實(shí)現(xiàn)打印機(jī)的接口

1000pf2K15321441LS123單穩(wěn)電路+5VDATA0～78255APC6INTRPC3PC7PA0～PA7打印機(jī)ACKACKOBFSTROBEPC4BUSYBUSY8255A方式1與打印機(jī)接口時(shí)序配合PA0～PA7（DATA0～7）ACKOBFSTROBE方式1時(shí)序打印機(jī)時(shí)序8255A的初始化

MOVAL，10100000B

；將控制字送AL中

MOVDX，0383H

；將控制寄存器端口地址送DX中

OUTDX，AL

MOVAL，00001101B

；將PC6設(shè)置為1

MOVDX，AL

將AL中的字符送到打印機(jī)輸出

MOVDX，0382H；將C口地址送DX中 XCHGAX，BX；將打印字符暫存BL中PWAIT:INAL，DX；輸入C口數(shù)據(jù)ANDAL，04H；測試PC2JNZPWAIT；忙則等待XCHGAX，BX；將BL中的打印字符送回AL中MOVDX，0380H；將A口地址送DX中OUTDX，AL；將AL字符送出打印7.2可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器8253/8254定時(shí)控制在微機(jī)系統(tǒng)中極為重要定時(shí)器由數(shù)字電路中的計(jì)數(shù)電路構(gòu)成，通過記錄高精度晶振脈沖信號的個(gè)數(shù)，輸出準(zhǔn)確的時(shí)間間隔計(jì)數(shù)電路如果記錄外設(shè)提供的具有一定隨機(jī)性的脈沖信號時(shí)，它主要反映脈沖的個(gè)數(shù)（進(jìn)而獲知外設(shè)的某種狀態(tài)），常又稱為計(jì)數(shù)器定時(shí)/計(jì)數(shù)系統(tǒng)的核心器件是8253/8254可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，它是Intel公司生產(chǎn)的一種通用的定時(shí)/計(jì)數(shù)器芯片（Counter/TimerCircuit，簡稱CTC），或稱為可編程間隔定時(shí)器（ProgrammableIntervalTimer，簡稱PIT）。8253/8254可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器都是采用NMOS工藝制造的雙列直插式封裝芯片，8254是8253的改進(jìn)型，它的引腳信號、硬件組成與8253基本上是相同的，因此8254在工作方式和編程方式上與8253兼容，凡是使用8253的地方均可用8254來代替。

定時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)方法軟件延時(shí)——利用微處理器執(zhí)行一個(gè)延時(shí)程序段實(shí)現(xiàn)不可編程的硬件定時(shí)——采用分頻器、單穩(wěn)電路或簡易定時(shí)電路控制定時(shí)時(shí)間可編程的硬件定時(shí)——軟件硬件相結(jié)合、用可編程定時(shí)器芯片構(gòu)成一個(gè)方便靈活的定時(shí)電路8253/8254定時(shí)計(jì)數(shù)器3個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器通道每個(gè)計(jì)數(shù)器有6種工作方式按二進(jìn)制或十進(jìn)制（BCD碼）計(jì)數(shù)8254是8253的改進(jìn)型7.2.18253的外部引線及內(nèi)部結(jié)構(gòu)1.8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1.8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)⑴數(shù)據(jù)總線緩沖器該緩沖器為雙向、三態(tài)的8位緩沖器，可直接掛接在數(shù)據(jù)總線上，它是8253與CPU之間的數(shù)據(jù)接口。CPU通過數(shù)據(jù)總線緩沖器將計(jì)數(shù)器初始化，把控制命令字寫入8253的控制寄存器，從8253計(jì)數(shù)器中讀取當(dāng)前計(jì)數(shù)值等。⑵讀/寫邏輯讀/寫邏輯的功能是接收來自CPU的控制信號，包括讀、寫信號和地址信號,實(shí)現(xiàn)對8253各計(jì)數(shù)器和控制寄存器的讀/寫控制。⑶控制寄存器每個(gè)計(jì)數(shù)器都有一個(gè)相應(yīng)的控制寄存器，用于接收CPU送來的方式控制字。控制字將決定計(jì)數(shù)器的工作方式、計(jì)數(shù)形式及輸出方式等。8253的3個(gè)控制寄存器只占用一個(gè)端口地址號，通過控制字高二位的特征標(biāo)志區(qū)分當(dāng)前控制字是發(fā)給哪個(gè)計(jì)數(shù)器的?？刂萍拇嫫髦荒軐懭?，不能讀出。⑷計(jì)數(shù)器8253有三個(gè)計(jì)數(shù)器通道：計(jì)數(shù)器0、計(jì)數(shù)器1和計(jì)數(shù)器2。計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)示意圖預(yù)置寄存器GATECLKOUT減1計(jì)數(shù)器輸出鎖存器計(jì)數(shù)初值存于預(yù)置寄存器；在計(jì)數(shù)過程中，減法計(jì)數(shù)器的值不斷遞減，而預(yù)置寄存器中的預(yù)置不變。輸出鎖存器用于寫入鎖存命令時(shí)，鎖定當(dāng)前計(jì)數(shù)值2.8253的引腳功能CLK時(shí)鐘輸入信號——在計(jì)數(shù)過程中，此引腳上每輸入一個(gè)時(shí)鐘信號（下降沿），計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值減1GATE門控輸入信號——控制計(jì)數(shù)器工作，可分成電平控制和上升沿控制兩種類型OUT計(jì)數(shù)器輸出信號——當(dāng)一次計(jì)數(shù)過程結(jié)束（計(jì)數(shù)值減為0），OUT引腳上將產(chǎn)生一個(gè)輸出信號1方式控制字計(jì)數(shù)器讀寫格式工作方式數(shù)制D7D6D5D4D3D2D1D000計(jì)數(shù)器001計(jì)數(shù)器110計(jì)數(shù)器211非法00計(jì)數(shù)器鎖存命令01只讀寫低字節(jié)10只讀寫高字節(jié)11先讀寫低字節(jié)后讀寫高字節(jié)000方式0001方式1010方式2011方式3100方式4101方式50二進(jìn)制1十進(jìn)制控制字寫入控制字I/O地址（A1A0＝11）7.2.28253的方式控制字和讀/寫操作2.8253的讀寫操作及編程8253加電后的工作方式不確定8253必須初始化編程，才能正常工作寫入控制字寫入計(jì)數(shù)初值讀取計(jì)數(shù)值8254新增讀回命令選擇二進(jìn)制時(shí)計(jì)數(shù)值范圍：0000H～FFFFH0000H是最大值，代表65536選擇十進(jìn)制（BCD碼）計(jì)數(shù)值范圍：0000～99990000代表最大值10000計(jì)數(shù)值寫入計(jì)數(shù)器各自的I/O地址⑴寫操作:寫入計(jì)數(shù)值例7.4利用8253的計(jì)數(shù)器通道2產(chǎn)生頻率為1000Hz的方波。設(shè)計(jì)數(shù)時(shí)鐘脈沖的頻率f=10000Hz。

MOV AL,10110110B

；方式3，通道2，二進(jìn)制，先低后高

OUT COTR,AL

；寫入控制寄存器

MOV

AX,4A7H

；產(chǎn)生10000Hz所需的計(jì)數(shù)初值=f/1000

OUT CTN2,AL

；先寫計(jì)數(shù)初值低字節(jié)

MOV AL,AH

OUT CTN2,AL

；再寫計(jì)數(shù)初值高字節(jié)

例7.5若選擇通道0，工作在方式1，計(jì)數(shù)初值為2350H，按十進(jìn)制計(jì)數(shù)，并設(shè)8253的端口地址為40H～43H，則初始化程序段為

MOV AL,33H

；計(jì)數(shù)器0，方式1，十進(jìn)制，先低后高

OUT 43H,AL

；寫入控制寄存器

MOV AL,50H

；計(jì)數(shù)初值低字節(jié)

OUT 40H,AL

；寫入計(jì)數(shù)器0

MOV AL,23H

；計(jì)數(shù)初值高字節(jié)

OUT 40H,AL

；寫入計(jì)數(shù)器0對8位數(shù)據(jù)線，讀取16位計(jì)數(shù)值需分兩次計(jì)數(shù)在不斷進(jìn)行，應(yīng)該將當(dāng)前計(jì)數(shù)值先行鎖存，然后讀?。合蚩刂谱諭/O地址：給8253寫入鎖存命令從計(jì)數(shù)器I/O地址：讀取鎖存的計(jì)數(shù)值CPU可對8253的計(jì)數(shù)器進(jìn)行讀操作，以讀出計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值。讀取計(jì)數(shù)器當(dāng)前值有兩種方法:第一種方法是利用門控GATE信號為低電平或關(guān)閉CLK脈沖，使得計(jì)數(shù)操作暫停，以讀出確定的計(jì)數(shù)值。第二種方法是在計(jì)數(shù)過程中讀出計(jì)數(shù)器值，而不影響計(jì)數(shù)器的工作。讀取計(jì)數(shù)值，要注意讀寫格式和計(jì)數(shù)數(shù)制⑵讀操作例如采用鎖存讀的方法，讀取通道1的16位計(jì)數(shù)值，其程序段如下：

MOVAL,40H

；方式控制字：通道1，鎖存OUTCOTR,AL

；寫入8253的控制寄存器INAL,CNT1

；第一次讀入低8位MOVCL,ALINAL,CNT1

；第二次讀入高8位MOVCH,AL7.2.38253的工作方式

8253的每個(gè)計(jì)數(shù)通道都有6種不同的工作方式可供選擇。這6種工作方式的區(qū)別在于：它們啟動計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)的觸發(fā)方式不同；計(jì)數(shù)過程中，門控信號GATE對計(jì)數(shù)操作的影響不同；計(jì)數(shù)結(jié)束后，OUT輸出線上的輸出波形不同。下面我們將分別討論這6種工作方式的工作過程和特點(diǎn)。1.方式0(計(jì)數(shù)結(jié)束產(chǎn)生中斷)①②⑤④⑥GATEOUTCLK

031244方式0WR①設(shè)定工作方式②設(shè)定計(jì)數(shù)初值④計(jì)數(shù)值送入計(jì)數(shù)器⑤計(jì)數(shù)過程⑥計(jì)數(shù)結(jié)束2.方式1(可編程單穩(wěn)脈沖)①②⑤④⑥①設(shè)定工作方式②設(shè)定計(jì)數(shù)初值③③硬件啟動④計(jì)數(shù)值送入計(jì)數(shù)器⑤計(jì)數(shù)過程⑥計(jì)數(shù)結(jié)束GATEOUTCLK

031244方式1WR3.方式2(分頻器）03124GATEOUTCLK

4方式2031240312403124WR4.方式3（方波頻率發(fā)生器）03124GATEOUTCLK

4方式3031240312403124WR5.方式4（軟件觸發(fā)選通）GATEOUTCLK031244方式42233310WR6.方式5（硬件觸發(fā)選通）GATEOUTCLK031244方式522333110WR各種工作方式的輸出波形方式0方式1方式2方式3方式4方式50N0N0N0/N110NN/2N/20/N0N01N01N017.3可編程串行接口82517.3.1串行通信概述串行通信：將數(shù)據(jù)分解成二進(jìn)制位用一條信號線，一位一位順序傳送的方式串行通信的優(yōu)勢：用于通信的線路少，因而在遠(yuǎn)距離通信時(shí)可以極大地降低成本串行通信適合于遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳送，也常用于速度要求不高的近距離數(shù)據(jù)傳送PC系列機(jī)上有兩個(gè)串行異步通信接口、鍵盤、鼠標(biāo)器與主機(jī)間采用串行數(shù)據(jù)傳送1.串行通信接口的基本任務(wù)⑴實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式化⑶控制數(shù)據(jù)傳輸速率⑷進(jìn)行錯(cuò)誤檢測⑸進(jìn)行TTL與EIA電平轉(zhuǎn)換⑵進(jìn)行串－并轉(zhuǎn)換⑹提供EIA-RS-232C接口標(biāo)準(zhǔn)所要求的信號線2.串行通信接口的組成串行接口是通過系統(tǒng)總線和CPU相連，串行接口部件的典型結(jié)構(gòu)如圖所示。主要由控制寄存器、狀態(tài)寄存器、數(shù)據(jù)輸入寄存器和數(shù)據(jù)輸出寄存器4部分組成。

3.串行通信的有關(guān)概念⑴發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘把二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列稱為比特組，由發(fā)送器發(fā)送到傳輸線上，再由接收器從傳輸線上接收。①發(fā)送時(shí)鐘：串行數(shù)據(jù)的發(fā)送由發(fā)送時(shí)鐘控制，數(shù)據(jù)發(fā)送過程是：把并行的數(shù)據(jù)序列送入移位寄存器，然后通過移位寄存器由發(fā)送時(shí)鐘觸發(fā)進(jìn)行移位輸出，數(shù)據(jù)位的時(shí)間間隔可由發(fā)送時(shí)鐘周期來劃分。②接收時(shí)鐘：串行數(shù)據(jù)的接收是由接收時(shí)鐘來檢測，數(shù)據(jù)接收過程是：傳輸線上送來的串行數(shù)據(jù)序列由接收時(shí)鐘作為移位寄存器的觸發(fā)脈沖，逐位打入移位寄存器。接收過程就是將串行數(shù)據(jù)序列，逐位移入移位寄存器后組成并行數(shù)據(jù)序列的過程。⑵DTE和DCE①數(shù)據(jù)終端設(shè)備（簡稱DTE)：是對屬于用戶所有聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和工作站的統(tǒng)稱，它們是數(shù)據(jù)的源或目的或者即是源又是目的。例如：數(shù)據(jù)輸入/輸出設(shè)備，通信處理機(jī)或各種大、中、小型計(jì)算機(jī)等。②數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備或數(shù)據(jù)通信設(shè)備(簡稱DCE)：DCE是對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的統(tǒng)稱，該設(shè)備為用戶設(shè)備提供入網(wǎng)的連接點(diǎn)。自動呼叫/應(yīng)答設(shè)備、調(diào)制解調(diào)器Modem和其他一些中間設(shè)備均屬DCE。⑶信道信道是傳輸信息所經(jīng)過的通道,是連接2個(gè)DTE的線路,它包括傳輸介質(zhì)和有關(guān)的中間設(shè)備。4.串行通信中的工作方式⑴單工工作方式⑵半雙工工作方式⑶全雙工工作方式傳輸制式全雙工站A站B站A站B站A站B半雙工單工5.同步通信和異步通信方式⑴同步通信方式同步通信方式的特點(diǎn)是：由一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)鐘控制發(fā)送方和接收方，若干字符組成一個(gè)信息組，字符要一個(gè)接著一個(gè)傳送；沒有字符時(shí)，也要發(fā)送專用的“空閑”字符或者是同步字符，因?yàn)橥絺鬏敃r(shí)，要求必須連續(xù)傳送字符，每個(gè)字符的位數(shù)要相同，中間不允許有間隔。⑵異步通信方式異步通信的特點(diǎn)是：字符是一幀一幀的傳送，每一幀字符的傳送靠起始位來同步。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，傳輸線上允許有空字符。所謂異步通信，是指通信中兩個(gè)字符的時(shí)間間隔是不固定的，而在同一字符中的兩個(gè)相鄰代碼間的時(shí)間間隔是固定的通信。異步通信中發(fā)送方和接收方的時(shí)鐘頻率也不要求完全一樣，但不能超過一定的允許范圍。6.通信中必須遵循的規(guī)定⑴字符格式的規(guī)定

通信中，傳輸字符的格式要按規(guī)定寫，圖7.35是異步通信的字符格式。在異步傳輸方式每個(gè)字符在傳送時(shí)，前面必須加一個(gè)起始位，后面必須加停止位來結(jié)束，停止位可以為1位，1.5位，2位。奇、偶校驗(yàn)位可以加也可以不加。⑵比特率、波特率(baudrate)①比特率：比特率作為串行傳輸中數(shù)據(jù)傳輸速度的測量單位，用每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)的位數(shù)bit/s(位/秒)來表示。②波特率：波特率是用來描述每秒鐘內(nèi)發(fā)生二進(jìn)制信號的事件數(shù)，用來表示一個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)位的持續(xù)時(shí)間。7.調(diào)制解調(diào)器調(diào)制（Modulating）把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為電話線路傳送的模擬信號解調(diào)（Demodulating）將電話線路的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號調(diào)制解調(diào)器MODEM具有調(diào)制和解調(diào)功能的器件合制在一個(gè)裝置7.3.28251的外部引線及內(nèi)部結(jié)構(gòu)8251實(shí)現(xiàn)了起止式串行異步通信協(xié)議，支持全雙工通信通信字符可選擇數(shù)據(jù)位為5～8位停止位1、1.5或2位可進(jìn)行奇偶校驗(yàn)具有奇偶、幀和溢出錯(cuò)誤檢測電路8251支持的數(shù)據(jù)傳輸速率為0～19.2Kbps1.8251的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及性能⑴數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器通過8位數(shù)據(jù)線D7～D0和CPU的數(shù)據(jù)總線相連，負(fù)責(zé)把接收口接收到的信息送給CPU，或把CPU發(fā)來的信息送給發(fā)送口。⑵讀/寫控制邏輯讀/寫控制邏輯接收與讀/寫有關(guān)的控制信號⑶發(fā)送緩沖器與發(fā)送控制電路發(fā)送緩沖器包括發(fā)送移位寄存器和數(shù)據(jù)輸出寄存器，發(fā)送移位寄存器通過8251芯片的TxD管腳將串行數(shù)據(jù)發(fā)送出去。⑷接收緩沖器與接收控制電路

接收緩沖器包括接收移位寄存器和數(shù)據(jù)輸入寄存器。串行輸入的數(shù)據(jù)通過8251芯片的RxD管腳逐位進(jìn)入接收移位寄存器，然后變成并行格式進(jìn)入數(shù)據(jù)輸入寄存器，等待CPU取走。接收控制電路是用來控制數(shù)據(jù)接收工作。⑸調(diào)制/解調(diào)器控制邏輯。