微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用（第3版） 課件 李云 第8、9章 串行接口、計(jì)數(shù)器定時(shí)器

第8章串行接口本章內(nèi)容：概述可編程串行接口8251A8251A的應(yīng)用8.1概述本節(jié)內(nèi)容：串行通信的基本概念串行數(shù)據(jù)傳輸方式串行通信的類型串行接口和串行接口標(biāo)準(zhǔn)8.1.1串行通信的基本概念通信的基本方式可分為：并行通信：把一個字符的各數(shù)位用幾根數(shù)據(jù)線同時(shí)進(jìn)行傳輸。串行通信：數(shù)據(jù)逐位順序傳送。優(yōu)點(diǎn)：是用于通信的線路少，在遠(yuǎn)距離通信時(shí)可以極大地降低成本。缺點(diǎn)：相對并行通信方式，串行通信速度較慢PC機(jī)上一般都有兩個串行異步通信接口COM1和COM2，鍵盤、鼠標(biāo)器與主機(jī)之間也常采用串行數(shù)據(jù)傳送方式。8.1.2串行數(shù)據(jù)傳輸方式目前，在微機(jī)通信系統(tǒng)中，單工方式很少采用，多數(shù)是采用半雙工或全雙工方式。調(diào)制和解調(diào)當(dāng)微機(jī)系統(tǒng)通過電話線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，常需要調(diào)制解調(diào)器(Modem)。為了通過電話線路發(fā)送數(shù)字信號，必須先把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為適合在電話線路上傳送的模擬信號，這就是調(diào)制(Modulating)；經(jīng)過電話線路傳輸后，在接收端再將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，這就是解調(diào)(Demodulating)。8.1.3串行通信的類型串行通信時(shí)，數(shù)據(jù)、控制和狀態(tài)信息都使用同一根信號線傳送。為使通信能順利進(jìn)行，收發(fā)雙方必須遵守共同的通信協(xié)議(通信規(guī)程)，才能解決傳送速率、信息格式、同步方式、數(shù)據(jù)校驗(yàn)等問題。根據(jù)同步方式的不同，將串行通信分為兩類:異步通信同步通信1.異步通信串行異步通信以字符為單位進(jìn)行傳輸，采用起止式異步通信協(xié)議。異步通信的字符格式異步通信所采用的字符格式由一組可變“位數(shù)”數(shù)據(jù)組成。第一位為起始位(StartBit)，它的寬度為1位，低電平，用于實(shí)現(xiàn)“字符同步”。接著傳送數(shù)據(jù)位(DataBit)，數(shù)據(jù)可以由5~8個二進(jìn)制位組成，按照先低位后高位的順序逐位傳送。數(shù)據(jù)位傳送完成后可以選擇一個奇偶檢驗(yàn)位(ParityBit)，用于校驗(yàn)是否正確傳送了數(shù)據(jù)，可以選擇奇校驗(yàn)，也可以選擇偶校驗(yàn)，還可以不傳送檢驗(yàn)位。字符最后是停止位(StopBit)，以表示這個字符的傳送結(jié)束，寬度可以是1位、1.5位或2位，停止位采用高電平。一個字符傳輸結(jié)束后，可以接著傳輸下一個字符，也可以停一段空閑時(shí)間再傳輸下一個字符，空閑位為高電平。異步通信的工作原理傳送開始后，接收設(shè)備不斷檢測傳輸線是否有起始位到來，當(dāng)接收到一系列的“1”(空閑位或停止位)之后，檢測到第一個“0”，說明起始位出現(xiàn)，就開始接收所規(guī)定的數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位及停止位。經(jīng)過接收器處理，將停止位去掉，把數(shù)據(jù)位拼裝成為一個字節(jié)數(shù)據(jù)，經(jīng)校驗(yàn)無誤，則接收完畢。當(dāng)一個字符接收完畢后，接收設(shè)備又繼續(xù)測試傳輸線，監(jiān)視“0”電平的到來和下一個字符的開始，直到全部數(shù)據(jù)接收完畢。異步通信的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：由于接收方通過每個字符的起始位達(dá)到字符傳送的同步時(shí)鐘作用，所以收/發(fā)雙方設(shè)備較簡單，實(shí)現(xiàn)起來方便，對各字符間的間隔長度沒有限制。缺點(diǎn)：每個數(shù)據(jù)要加上起始位、停止位等信息，至少要有20％的冗余時(shí)間，這樣就降低了數(shù)據(jù)的傳送速率。2.同步通信在串行同步通信時(shí)所使用的數(shù)據(jù)格式根據(jù)控制規(guī)程可分為：面向字符型面向比特型1)面向字符型的數(shù)據(jù)格式由圖8.4可看出，同步通信在每個數(shù)據(jù)中并不加起始和停止位，而是將數(shù)據(jù)順序連接起來，以一個數(shù)據(jù)塊(稱為“幀”)為傳輸單位。從同步通信數(shù)據(jù)格式中可以看出，傳送的數(shù)據(jù)信息越長，數(shù)據(jù)傳輸效率越高，故同步通信運(yùn)用于要求快速、連續(xù)傳輸大量數(shù)據(jù)的場合。2)面向比特型的數(shù)據(jù)格式面向比特型的數(shù)據(jù)以幀為單位傳輸，每幀由六部分組成。第一部分是開始標(biāo)志“7EH”；第二部分是一個字節(jié)的地址場；第三部分是一個字節(jié)的控制場；第四部分是需要傳送的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)都是位的集合；第五部分是兩個字節(jié)的循環(huán)校驗(yàn)碼；最后部分又是“7EH”，作為結(jié)束標(biāo)志。波特率串行通信的傳輸速率也稱波特率(BaudRate)，即每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)波特率系列為110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600和19200?，F(xiàn)在，數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到115200bps或更高。例如，數(shù)據(jù)傳輸速率為1200，則一位的時(shí)間長度為0.833ms(=1/1200)；對于采用1個停止位、不用校驗(yàn)的8位數(shù)據(jù)傳送來說，一個字符共有10位，每秒能傳送120(=1200/10)個字符。異步傳輸與同步傳輸?shù)谋容^在異步傳輸過程中，設(shè)每個字符對應(yīng)1個起始位、7個信息位、1個奇／偶校驗(yàn)位和1個停止位，如果波特率為1200，則每秒鐘能傳輸?shù)淖畲笞址麛?shù)為1200／10＝120個。作為比較，再來看一個同步傳輸?shù)睦?。假如也?200的波特率工作，用2個同步字符和2個CRC碼，那么傳輸100個字符所用的時(shí)間為7×(100十4)／1200＝0.6067s，這就是說，每秒鐘能傳輸?shù)淖址麛?shù)可達(dá)到100／0.6067＝165個?？梢姡谕瑯拥膫鬏斔俾氏?，同步傳輸實(shí)際字符傳輸速率要比異步傳輸時(shí)高。8.1.4串行接口和串行接口標(biāo)準(zhǔn)本小節(jié)內(nèi)容：串行接口概述串行接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232C1.串行接口概述串行通信實(shí)際上把數(shù)據(jù)一位一位地發(fā)送和接收，而計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)是并行的，它要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)也是并行的，因此這就需要一個部件把并行數(shù)據(jù)與串行數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。對于發(fā)送數(shù)據(jù)端來說，這個部件就是并行輸入串行輸出的移位寄存器，CPU通過對相應(yīng)端口的寫數(shù)操作，把要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)寫入這個并入串出移位寄存器中，然后移位寄存器在同步時(shí)鐘的作用下，把數(shù)據(jù)逐位移出，發(fā)送給接收端。對于接收端來說，相應(yīng)的部件是串行輸入并行輸出移位寄存器，在同步時(shí)鐘的作用下，發(fā)送端送來的數(shù)據(jù)逐位移入這個串入并出移位寄存器，然后CPU對相應(yīng)端口進(jìn)行讀數(shù)操作，把串入并出移位寄存器的數(shù)據(jù)讀入CPU中。串行通信接口電路是微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)另一個重要的外圍I/O接口電路，它可以方便地實(shí)現(xiàn)CPU與I/O設(shè)備的串行數(shù)據(jù)的通信。例如，可以將CRT顯示終端、打印機(jī)或調(diào)制解調(diào)器連接到微機(jī)上。2.串行接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232CRS-232C是由美國電子工業(yè)協(xié)會(ElectronicsIndustriesAssociation，EIA)于1962年公布，并于1969年修訂的一種國際通用的串行接口標(biāo)準(zhǔn)。它最初是為遠(yuǎn)程通信連接數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DataTerminalEquipment，DTE)(例如計(jì)算機(jī))和數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DataCommunicationEquipment，DCE)(例如調(diào)制解調(diào)器)制定的標(biāo)準(zhǔn)，目前已廣泛用作計(jì)算機(jī)與終端或外部設(shè)備的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)。利用RS-232C接口不僅可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，也可以實(shí)現(xiàn)近距離連接兩臺微機(jī)或電子設(shè)備。目前，PC機(jī)上的COM1、COM2接口就是RS-232C接口。EIA電平RS-232C接口標(biāo)準(zhǔn)采用EIA電平。規(guī)定：高電平為+5V~+15V低電平為-5V~-15VRS-232C的數(shù)據(jù)線TxD和RxD使用負(fù)邏輯，即高電平表示邏輯0，低電平表示邏輯1。聯(lián)絡(luò)信號線為正邏輯，高電平有效，低電平無效。TTL和RS-232C之間的電平轉(zhuǎn)換電路使用MODEM的RS-232C接口RS-232C的三線連接方法由于通信雙方并未進(jìn)行聯(lián)絡(luò)應(yīng)答，所以采用三線連接方式時(shí)，應(yīng)注意傳輸?shù)目煽啃?。例如，發(fā)送方無法知道接收方是否可以接收數(shù)據(jù)、是否接收到了數(shù)據(jù)。傳輸?shù)目煽啃孕枰密浖硖岣?，例如先發(fā)送一個字符，等待接收方確認(rèn)之后(回送一個響應(yīng)字符)再發(fā)送下一個字符。8.2可編程串行接口8251AIntel8251A是一種通用的同步異步接收/發(fā)送器。本節(jié)內(nèi)容：8251A的基本工作原理8251A的引腳和外部連接8251A的編程8.2.18251A的基本工作原理8251A的主要功能特點(diǎn)：可用于串行異步通信也可用于同步通信。對于異步通信，其字符格式為1個起始位，5~8個數(shù)據(jù)位，1位、1.5位或2位停止位；對于同步通信，可設(shè)定單同步、雙同步或者外同步。同步字符可由用戶自行設(shè)定。異步通信的時(shí)鐘頻率(外部時(shí)鐘)可設(shè)定為傳輸速率的l倍、16倍或64倍。異步通信的波特率的可選范圍為0~19.2kb/s。同步通信時(shí)，速率的可選范圍為0~64kb/s。能夠以單工、半雙工、全雙工方式進(jìn)行通信。提供與外部設(shè)備(特別是調(diào)制解調(diào)器)的聯(lián)絡(luò)信號，便于直接和通信線路連接。8251A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖1.數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器通過D7~D0引腳和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線相連。包括三部分：接收數(shù)據(jù)緩沖寄存器：暫存接收到的準(zhǔn)備送往CPU的數(shù)據(jù)。發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖寄存器：暫存來自CPU的數(shù)據(jù)或控制字。8251A寫入的控制命令和發(fā)送的數(shù)據(jù)共用同一寄存器。狀態(tài)字緩沖寄存器：寄存8251A接收或發(fā)送操作的各種工作狀態(tài)。2.讀/寫控制電路讀/寫控制電路用來接收CPU輸出的一系列的控制信號。由它們可確定8251A處于何種狀態(tài)，并向8251A內(nèi)部各功能部件發(fā)出有關(guān)的控制信號。3.發(fā)送器由發(fā)送緩沖器、發(fā)送移位寄存器及發(fā)送控制電路組成。CPU需要發(fā)送的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)發(fā)送緩沖寄存器并行輸入，并鎖存到發(fā)送緩沖器中。如果采用異步方式，則由發(fā)送控制電路在其首尾加上起始位和停止位，然后從起始位開始，經(jīng)移位寄存器從數(shù)據(jù)輸出線TxD逐位串行輸出，其發(fā)送速率由引腳TXC上收到的發(fā)送時(shí)鐘頻率決定。如果采用同步方式，則在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，發(fā)送器將自動送出1個(單同步)或2個(雙同步)同步字符(SYNC)，然后逐位串行輸出數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)送器做好發(fā)送數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)，由發(fā)送控制電路向CPU發(fā)出TxRDY有效信號，CPU可立即向8251A并行輸出數(shù)據(jù)。如果8251A與CPU之間采用中斷方式傳輸信息，則TxRDY可作為向CPU發(fā)出中斷請求的信號。當(dāng)發(fā)送器中的所有數(shù)據(jù)發(fā)送完畢時(shí)，由發(fā)送控制電路向CPU發(fā)出TxE有效信號，表示發(fā)送器中移位寄存器已空。4.接收器包括接收緩沖器、接收移位寄存器和接收控制電路。從外部通過數(shù)據(jù)接收端RxD接收的串行數(shù)據(jù)逐位進(jìn)入接收移位寄存器中。如果是異步方式，則應(yīng)識別并刪除起始位和停止位；如果是同步方式，則要檢測到同步字符，確認(rèn)已經(jīng)達(dá)到同步，接收器才可開始接收串行數(shù)據(jù)。待一組數(shù)據(jù)接收完畢，便把移位寄存器中的數(shù)據(jù)并行置入接收緩沖器中，同時(shí)RxRDY引腳輸出高電平，表示接收器中已準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，等待向CPU傳送。其接收數(shù)據(jù)的速率取決于RXC端輸入的接收時(shí)鐘頻率。5.調(diào)制解調(diào)控制邏輯當(dāng)8251A實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離串行通信時(shí)，該電路是8251A將數(shù)據(jù)輸出端的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，或?qū)?shù)據(jù)接收端的模擬信號解調(diào)成數(shù)字信號的接口電路。它能使8251A與調(diào)制解調(diào)器直接相連。8251A的調(diào)制解調(diào)控制邏輯雖然提供了一些基本控制信號，但沒有提供RS-232C標(biāo)準(zhǔn)中的全部信號，其輸入/輸出電平可以和TTL電平相兼容，但如果需要和RS-232C的電平進(jìn)行連接，則需要如圖8.6所示的電平轉(zhuǎn)換電路。8.2.28251A的引腳和外部連接作為CPU與外設(shè)或調(diào)制解調(diào)器之間的接口電路，因此它的接口信號分為兩組：8251A和CPU之間的信號8251A與外設(shè)或調(diào)制解調(diào)器之間的信號8251A引腳圖8251A與CPU及外設(shè)的接口圖1.825lA和CPU之間的信號主要有：C/D信號RxRDY信號SYNDET/BRKDET信號TxRDY信號TxE信號控制／數(shù)據(jù)線信號C/D輸入信號。此引腳為高電平，則數(shù)據(jù)信號線D7~D0上的信息是狀態(tài)信息或控制信息。此引腳為低電平，則數(shù)據(jù)信號線D7~D0上的信息是數(shù)據(jù)信息。它一般由CPU低位地址線提供。接收器準(zhǔn)備好信號RXRDY高電平有效，輸出信號。當(dāng)8251A已從它的串行輸入端RXD接收了一個字符，可以傳送到CPU時(shí)，此信號有效。當(dāng)CPU與8251A之間用查詢方式交換信息時(shí)，此信號可作為一個狀態(tài)信號。當(dāng)CPU與8251A之間用中斷方式交換信息時(shí)，此信號可作為825lA的一個中斷請求信號。當(dāng)CPU讀了一個字符后，此信號復(fù)位。同步檢測信號SYNDET/斷點(diǎn)檢測信號BRKDET復(fù)用功能引腳，高電平有效。對于異步方式，該引腳功能為斷點(diǎn)檢測端BRKDET。若在起始位之后，從RxD端上連續(xù)收到8個“0”信號，則輸出端BRKDET為高電平，表示當(dāng)前處于斷點(diǎn)狀態(tài)，無數(shù)據(jù)可接收。若從RxD端上接收到“1”信號，BRKDET由高電平變?yōu)榈碗娖健τ谕椒绞?，該引腳功能為同步檢測端SYNDET。如果采用內(nèi)同步，則SYNDET為輸出端，高電平有效。當(dāng)從RxD端上檢測到一個(單同步)或2個(雙同步)同步字符時(shí)，SYNDET輸出高電平有效信號，表示接收數(shù)據(jù)已處于同步狀態(tài)，后面接收到的是有效數(shù)據(jù)。如果采用外同步，則SYNDET為輸入端，外同步字符從該端輸入，SYNDET為高電平有效信號時(shí)，表示已達(dá)到同步，接收器可開始串行接收數(shù)據(jù)。發(fā)送器準(zhǔn)備好信號TXRDY高電平有效，輸出信號。用來通知CPU，8251A已準(zhǔn)備接收一個數(shù)據(jù)。當(dāng)CPU與8251A之間用查詢方式交換信息時(shí)，此信號可作為一個狀態(tài)信號。當(dāng)CPU與8251A之間用中斷方式交換信息時(shí)，此信號可作為8251A的一個中斷請求信號。當(dāng)8251A從CPU接收了一個字符時(shí)，此信號復(fù)位。發(fā)送器空信號TxE高電平有效，輸出信號。當(dāng)它有效時(shí)，表示發(fā)送器中的并行到串行轉(zhuǎn)換器空。TxRDY和TxE的區(qū)別在于，TxRDY有效表示發(fā)送緩沖器已空，而TxE有效表示發(fā)送移位寄存器已空。2.8251A與外設(shè)或調(diào)制解調(diào)器之間的信號主要有：DTR和DSR信號RTS和CTS信號RxC和RxD信號TxC和TxD信號DTR和DSR信號數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好信號DTR低電平有效，輸出信號。用以表示CPU準(zhǔn)備就緒。數(shù)據(jù)裝置準(zhǔn)備好信號DSR低電平有效，輸入信號。表示調(diào)制解調(diào)器或外設(shè)已難備好。該信號實(shí)際上是對DTR的回答。DTR和DSR是一組信號，通常用于接收器。RTS和CTS信號請求發(fā)送信號RTS(RequestToSend)低電平有效，輸出信號。等效于DTR，用于通知CPU準(zhǔn)備就緒。允許發(fā)送信號CTS(ClearToSend)低電平有效，輸入信號。是調(diào)制解調(diào)器或外設(shè)對8251A的RTS信號的回答。RXC和RXD信號接收器時(shí)鐘信號RxC(ReceiverClock)輸入信號?？刂平邮掌鹘邮兆址乃俣?。在同步方式時(shí)，等于波特率，由調(diào)制解調(diào)器提供；在異步方式時(shí)，是波特率的1，16或64倍，即波特率系數(shù)的倍數(shù)，由方式控制字確定，這有利于在位信號的中間對每位數(shù)據(jù)進(jìn)行多次采樣，以減少讀數(shù)錯誤。在RxC的上升沿采樣RxD。接收器數(shù)據(jù)信號RxD字符在這條線上串行地被接收，在接收器中轉(zhuǎn)換為并行格式的字符。TXC和TXD信號發(fā)送時(shí)鐘信號TxC輸入信號。控制發(fā)送器發(fā)送字符的速度。時(shí)鐘速度與波特率之間的關(guān)系同RxC。數(shù)據(jù)是在TxC的下降沿由TxD逐位發(fā)出。發(fā)送器數(shù)據(jù)信號TxD由CPU送來的并行格式字符在這條線上被串行地發(fā)送。8.2.38251A的編程8251A是可編程的多功能通信接口，在用它傳送數(shù)據(jù)之前必須對它進(jìn)行初始化，確定它的工作方式。。改變8251A的工作方式，也必須要對其再次進(jìn)行初始化編程。本小節(jié)內(nèi)容：工作方式控制字命令控制字狀態(tài)字初始化編程1.工作方式控制字2.命令控制字只有寫入命令控制字后，8251A才能處于相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)，接收或發(fā)送數(shù)據(jù)。3.狀態(tài)字工作方式控制字、同步字符、命令控制字都是CPU寫入8251A的，以控制8251A工作方式和操作。但8251A在實(shí)際的發(fā)送或接收數(shù)據(jù)過程中的狀態(tài)如何?CPU可通過I/O讀操作把8251A的狀態(tài)字讀入加以分析，以便控制CPU與8251A的數(shù)據(jù)交換。4.初始化編程初始化編程舉例8251A工作于異步方式，波特率系數(shù)為64，7位數(shù)據(jù)位，2位停止位，采用偶校驗(yàn)，則工作方式控制字為11111011B，即FBH。操作命令使接收允許，發(fā)送允許，出錯復(fù)位，則命令控制字為000l0101B，即15H。設(shè)825lA端口地址為FEH，則初始化程序如下：MOVAL，0FBH；送工作方式控制字OUT0FEH，ALMOVAL，15H；送命令控制字OUT0FEH，AL8.38251A的應(yīng)用利用PC機(jī)的RS-232C接口，可以以方便地與另一臺PC機(jī)或單片機(jī)系統(tǒng)(如MCS-51系統(tǒng))之間相互傳輸數(shù)據(jù)。本節(jié)內(nèi)容：RS-232C串口通信接線方法與軟件編程BIOS串行通信口功能利用BIOS串行通信功能的軟件編程1.RS-232C串口通信接線方法與軟件編程雖然標(biāo)準(zhǔn)串口的信號線很多，但由于RS-232C是全雙工通信，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，PC機(jī)與其它系統(tǒng)相連，可采用三線制連接。三線制就是指發(fā)送數(shù)據(jù)線TxD、接收數(shù)據(jù)線RxD及信號地線GND。連接時(shí)，雙方的地線直接相連，收發(fā)數(shù)據(jù)線交叉相連。圖8.16是一個雙機(jī)通信的原理圖。設(shè)8251A工作于異步方式，波特率系數(shù)為64，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，采用偶校驗(yàn)。查詢傳送的工作原理：發(fā)送方8086每查詢到本機(jī)8251A的TXRDY狀態(tài)位為1，就向8251A并行輸出一個數(shù)據(jù)，再由本機(jī)8251A向?qū)Ψ酱邪l(fā)送；接收方8086每查詢到本機(jī)8251A的RXRDY狀態(tài)位為1，就將本機(jī)8251A接收到的串行數(shù)據(jù)已經(jīng)變換后的并行數(shù)據(jù)輸入8086。設(shè)發(fā)送方（1）的數(shù)據(jù)口地址為FFF0H，控制口地址為FFF2H；接收方（2）的數(shù)據(jù)口地址為FFF8H，控制口地址為FFFAH。設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)塊首地址為2000H，接收緩沖區(qū)首地址為6000H，共傳送100個字節(jié)。8251A用于雙機(jī)通信

8251A用于雙機(jī)通信示意

發(fā)送方初始化程序和發(fā)送控制程序

MOVDX，0FFF2H；送方式選擇控制字 MOVAL，7FH OUTDX，AL MOVAL，11H；送操作命令控制字，允許發(fā)送，出錯復(fù)位 OUTDX，AL MOVSI，2000H MOVCX，100TRANS:MOVDX，0FFF2H；讀狀態(tài)字INAL，DX TESTAL，01H；查詢TXRDY=1？ JZTRANS MOVDX，0FFF0H；發(fā)送一個數(shù)據(jù) MOVAL，[SI] OUTDX，AL INCSI LOOPTRANS HLT接收方初始化程序和接收控制程序 MOVDX，0FFFAH；送方式選擇控制字 MOVAL，7FH OUTDX，AL MOVAL，14H；送操作命令控制字，允許接收，出錯復(fù)位 OUTDX，AL MOVSI，6000H MOVCX，100RECEI: MOVDX，0FFFAH；讀狀態(tài)字 INAL，DX TESTAL，02H；查詢RXRDY=1？ JZRECEI TESTAL，38H；判斷幀格式錯，溢出錯，奇偶校驗(yàn)錯 JNZERR；有錯則轉(zhuǎn)出錯處理 MOVDX，0FFF8H；接收一個數(shù)據(jù) INAL，DX MOV[SI]，AL；存入接收緩沖區(qū) INCSI LOOPRECEI HLT2.BIOS串行通信口功能IBMPC及其兼容機(jī)提供比較靈活的關(guān)于串行口的BIOS中斷調(diào)用方法，即通過INT14H調(diào)用ROMBIOS串行通信口例行程序。1)初始化串行通信口(AH=0)調(diào)用參數(shù)：AL=初始化參數(shù)DX=通信口號，0：COM1，1：COM2返回參數(shù)：AH=通信口狀態(tài)AL=調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)串行通信口狀態(tài)字格式在接收和發(fā)送過程中，錯誤狀態(tài)位(D1，D2，D3，D4位)一旦被置為1，則讀入的接收數(shù)據(jù)已不是有效數(shù)據(jù)，所以在串行通信應(yīng)用程序中，應(yīng)檢測數(shù)據(jù)傳輸是否出錯。調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)字格式2)向串行通信口寫字符(AH＝1)輸入?yún)?shù)：AL=所寫字符DX=通信口號，0：COM1，1：COM2輸出參數(shù)：寫字符成功：AH.7=0，AL=已寫入的字符寫字符失敗：AH.7=1，AH.0~6=通信口狀態(tài)3)從串行通信口讀字符(AH＝2)輸入?yún)?shù)：DX=通信口號，0：COM1，1：COM2輸出參數(shù)：讀字符成功：AH.7=0，AL=讀入的字符讀字符失?。篈H.7=1，AH.0~6=通信口狀態(tài)4)讀通信口狀態(tài)(AH=3)輸入?yún)?shù)：DX＝通信口號，0：COM1，1：COM2輸出參數(shù)：AH=通信口狀態(tài)，AL=調(diào)制解調(diào)器狀態(tài)3.利用BIOS串行通信功能的軟件編程

設(shè)通信雙方有一臺計(jì)算機(jī)為PC，使用COM1端口。在串行通信中，必須首先設(shè)定通信雙方所使用字符串的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，才能進(jìn)行軟件編程。這里設(shè)數(shù)據(jù)在接收和發(fā)送的字符串中，序號為0的字節(jié)為數(shù)據(jù)長度，其后的字節(jié)為所接收的數(shù)據(jù)。設(shè)COM1口的傳輸速率為2400波特，字符長度為8位，1位停止位，無奇偶校驗(yàn)。接收過程對于接收過程，程序首先用“INT14H，AH=3”來獲得COM1端口的狀態(tài)，如果檢測到“數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好”位有效，表明COM1口接收到一個數(shù)據(jù)，則用“INT14H，AH＝2”功能，將字符從COM1口讀到AL寄存器。接收過程的主程序BUFFERDB100DUP(?)；定義字符串緩沖區(qū)……MOVAH，0；設(shè)置COM1口MOVAL，0A3HMOVDX，0INT14H……CALLRECEIVE；接收第0號數(shù)據(jù)TESTAH，80H；測試讀是否成功JNZREC_ERROR；不成功，轉(zhuǎn)出錯處理MOVCH，0MOVCL，AL；CL為接收字符串長度LEABX，BUFFER；建立指針MOV[BX]，AL；保存數(shù)據(jù)長度REC_LOP1:INCBXCALLRECEIVE；接收數(shù)據(jù)

TESTAH，80HJNZREC_ERRORMOV[BX]，AL；存入數(shù)據(jù)LOOPREC_LOP1；循環(huán)……REC_ERROR:…；接收出錯處理接收過程的子程序RECEIVEPROCFAR；接收數(shù)據(jù)子程序，出口AL，AHREC_CHECK:MOVAH，3；讀通信口狀態(tài)字

MOVDX，0；COM1口

INT14HTESTAH，1；測試接收數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好位JZREC_CHECK；數(shù)據(jù)未準(zhǔn)備好，再讀狀態(tài)字MOVAH，2；數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好，讀通信口數(shù)據(jù)到；AL，通信口狀態(tài)到AHMOVDX，0；COM1口INT14HRETRECEIVEENDP發(fā)送過程發(fā)送程序與接收程序相似，程序首先用INTl4H，AH=3來獲得COM1端口的狀態(tài)，如果檢測到“發(fā)送保存寄存器空”位有效，表明可以寫入一個數(shù)據(jù)到COM1，就用IHTl4H，AH=1功能，將字符寫到COM1的發(fā)送保存寄存器中。發(fā)送過程的主程序LEABX，BUFFER；建立指針MOVAL，[BX]；取數(shù)據(jù)長度MOVCL，ALMOVCH，0；CX為發(fā)送數(shù)據(jù)長度CALLSEND；發(fā)送數(shù)據(jù)長度TESTAH，80H；測試發(fā)送是否成功JNZSEND_ERROR；不成功，轉(zhuǎn)出錯處理SEND_LOP1:INCBXMOVAL，[BX]；取數(shù)據(jù)CALLSEND；發(fā)送數(shù)據(jù)TESTAH，80H；測試發(fā)送是否成功JNZSEND_ERROR；不成功，轉(zhuǎn)出錯處理LOOPSEND_LOP1……SEND_ERROR:……；發(fā)送出錯處理發(fā)送過程的子程序SENDPROCFARPUSHAXSEND_CHECK:MOVAH，3；讀通信口狀態(tài)字MOVDX，0；COM1口INT14HTESTAH，20H；測試“發(fā)送保存寄存器空”位JZSEND_CHECK；發(fā)送保存寄存器滿，再讀狀態(tài)字POPAXMOVAH，1；發(fā)送數(shù)據(jù)MOVDX，0；COM1口INT14HRETSENDENDP第9章計(jì)數(shù)器/定時(shí)器本章內(nèi)容：概述可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器82538253的應(yīng)用9.1概述在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中經(jīng)常要用到定時(shí)信號：微機(jī)系統(tǒng)中動態(tài)存儲器的刷新定時(shí)系統(tǒng)日歷時(shí)鐘的計(jì)時(shí)喇叭的聲源在計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制和處理系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)主機(jī)需要每隔一定的時(shí)間就對處理對象進(jìn)行采樣，再對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，這也要用到定時(shí)信號。定時(shí)的實(shí)現(xiàn)方法：軟件定時(shí)不可編程的硬件定時(shí)可編程定時(shí)器電路軟件定時(shí)讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行一個延遲程序段。通過正確地挑選指令和安排循環(huán)次數(shù)很容易實(shí)現(xiàn)軟件定時(shí)。優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省硬件缺點(diǎn)：執(zhí)行延遲程序期間，CPU一直被占用，降低了CPU的效率。不可編程的硬件定時(shí)可以采用小規(guī)模集成電路器件如555，外接電阻和電容構(gòu)成。定時(shí)電路簡單，而且通過改變電阻和電容，可以使定時(shí)在一定的范圍內(nèi)改變。這種定時(shí)電路在硬件連接好以后，定時(shí)值及定時(shí)范圍不能由程序(軟件)來控制和改變?？删幊潭〞r(shí)器電路定時(shí)值及定時(shí)范圍可以很容易地由軟件來確定和改變，功能較強(qiáng)，使用靈活。優(yōu)點(diǎn)：計(jì)數(shù)時(shí)不占用CPU的時(shí)間，并且如果利用定時(shí)器產(chǎn)生中斷信號，就可以建立多作業(yè)的環(huán)境，可以大大提高CPU的利用率。計(jì)數(shù)器/定時(shí)器本身的開銷并不很大，因此，這種方法得到了廣泛應(yīng)用。9.2可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器82538253的主要功能：有3個獨(dú)立的、功能相同的16位減法計(jì)數(shù)器。每個計(jì)數(shù)器都可以按照二進(jìn)制或BCD碼進(jìn)行計(jì)數(shù)。每個計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速率可高達(dá)2MHz。每個計(jì)數(shù)器有6種工作方式，可由程序設(shè)置和改變。所有的輸入輸出引腳電平都與TTL電平兼容。本節(jié)內(nèi)容：8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳特性8253的控制字8253的工作方式8253的編程9.2.18253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳特性1)數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器是8253與CPU數(shù)據(jù)總線連接的8位雙向三態(tài)緩沖器，有三方面的功能：往計(jì)數(shù)器設(shè)置計(jì)數(shù)初值從計(jì)數(shù)器讀取計(jì)數(shù)值往控制寄存器設(shè)置控制字2)讀/寫控制邏輯電路接收CPU送來的讀/寫信號(RD/WR)，片選信號(CS)，端口選擇信號(AlA0)，以決定3個計(jì)數(shù)器、控制寄存器中哪一個進(jìn)行工作，以及數(shù)據(jù)傳送的方向。3)控制寄存器每個計(jì)數(shù)器都有一個控制寄存器，用來接收CPU送來的控制字，這個控制字用來選擇計(jì)數(shù)器及相應(yīng)的工作方式等。控制寄存器只能寫入不能讀出，且共用一個控制端口地址。4)計(jì)數(shù)器0～28253內(nèi)部有3個結(jié)構(gòu)完全相同的計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)器0、計(jì)數(shù)器1和計(jì)數(shù)器2。每個計(jì)數(shù)器的輸入和輸出都決定于本身所帶的控制寄存器的控制字，互相之間工作完全獨(dú)立。每個計(jì)數(shù)器通過3個引腳和外部聯(lián)系：時(shí)鐘輸入端CLK門控信號輸入端GATE輸出端OUT。每個計(jì)數(shù)器內(nèi)部有：1個8位控制寄存器CW1個16位計(jì)數(shù)初值寄存器CR1個16位減法計(jì)數(shù)執(zhí)行部件CE1個16位輸出鎖存器OL。8253的工作原理由程序首先寫控制字給控制寄存器，再寫計(jì)數(shù)初值給相應(yīng)計(jì)數(shù)器，初值在CR中保存，并送CE中，在GATE門控信號允許或觸發(fā)下，CE便開始對CLK脈沖進(jìn)行減計(jì)數(shù)，直到計(jì)數(shù)值被減到0時(shí)，計(jì)數(shù)結(jié)束或本周期結(jié)束，輸出OUT端產(chǎn)生相應(yīng)波形。輸出信號的波形由事先規(guī)定的工作方式?jīng)Q定并受控于GATE信號。在減計(jì)數(shù)過程中，CE中當(dāng)前的計(jì)數(shù)值同時(shí)送給OL。因此，若想要知道計(jì)數(shù)過程中的當(dāng)前計(jì)數(shù)值，則必須用指令將當(dāng)前值鎖存，然后從OL中讀出，同時(shí)又不影響CE的連續(xù)計(jì)數(shù)。注意：不能直接從CE中讀出。2.

8253的引腳信號和功能D7～D0數(shù)據(jù)線雙向三態(tài)輸入/輸出數(shù)據(jù)線，與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，供8253與CPU之間傳送數(shù)據(jù)、命令信息用。CS、RD、WR、A1、A0信號CS片選信號輸入，低電平有效。只有在保持低電平的情況下，8253才能被選中，才能對它進(jìn)行讀/寫操作。RD讀信號輸入，低電平有效。有效時(shí)，表示CPU正在對8253的一個計(jì)數(shù)器進(jìn)行讀操作。WR寫信號輸入，低電平有效。有效時(shí)，表示CPU正在對8253的一個計(jì)數(shù)器寫入計(jì)數(shù)初值或者對控制寄存器寫入控制字。A1、A0地址線3個獨(dú)立的計(jì)數(shù)器各有一個端口地址，另外三個控制寄存器共用一個端口地址，所以8253共有4個端口地址。當(dāng)A1A0＝11時(shí)，為控制寄存器端口；當(dāng)A1A0=00、01、10時(shí)，分別為計(jì)數(shù)器0、計(jì)數(shù)器1、計(jì)數(shù)器2的端口。8253輸入信號與各功能的對應(yīng)關(guān)系

CLK0～CLK2信號計(jì)數(shù)器0、1、2的(時(shí)鐘)脈沖輸入端，它們各自獨(dú)立。8253進(jìn)行定時(shí)或計(jì)數(shù)工作時(shí)，每輸入一個CLK脈沖，計(jì)數(shù)值減1。GATE0～GATE2信號計(jì)數(shù)器0、1、2的門控信號輸入端，它們各自獨(dú)立，用來禁止、暫停、停止、允許、啟動計(jì)數(shù)的控制。在不同的6種工作方式中，GATE控制作用也不同。OUT0～OUT2信號計(jì)數(shù)器0、1、2的輸出信號端，它們各自獨(dú)立。當(dāng)定時(shí)或計(jì)數(shù)值減為0時(shí)，在OUT端輸出信號，該信號的波形取決于工作方式。該信號可供CPU檢測、查尋，或作為中斷請求信號使用，也可作為控制信號或信號源使用。9.2.28253的控制字在使用8253前，必須對它進(jìn)行初始化編程。對8253的工作方式、計(jì)數(shù)方式、操作方式的確定和計(jì)數(shù)器的選擇都是由控制字來確定的。不同計(jì)數(shù)器的控制字必須分別設(shè)置，但它的端口地址共用一個。圖9.48253控制字格式圖9.48253控制字格式9.2.38253的工作方式基本規(guī)則：控制字寫入計(jì)數(shù)器時(shí)，所有的控制邏輯電路立即復(fù)位，輸出端OUT進(jìn)入初始狀態(tài)(高電平或者低電平)。初始值寫入以后，要經(jīng)過時(shí)鐘的一個上升沿和一個下降沿，計(jì)數(shù)執(zhí)行部件才開始進(jìn)行計(jì)數(shù)。通常，在時(shí)鐘脈沖CLK的上升沿，門控信號GATE被采樣。在時(shí)鐘脈沖的下降沿，計(jì)數(shù)器作減法計(jì)數(shù)。0是計(jì)數(shù)器所能容納的最大初始值，當(dāng)選用二進(jìn)制時(shí)，0相當(dāng)于216；用BCD碼時(shí)，0相當(dāng)于l04。1.方式0-可編程階躍信號發(fā)生器能使OUT端產(chǎn)生正階躍信號，常被用來作為中斷請求信號。方式0的說明(1)寫入控制字，WR信號的上升沿使OUT端輸出低電平作為初始狀態(tài)。(2)再寫入計(jì)數(shù)初值n，WR信號的上升沿將這個計(jì)數(shù)初值先送到CR中，在WR信號上升沿之后的第一個CLK脈沖的下降沿時(shí)才將初值從CR送到CE中。此時(shí)如果GATE=0，那CE仍不能減1計(jì)數(shù)，只有GATE=1條件下，CE立即開始對CLK脈沖下降沿作減1計(jì)數(shù)。在計(jì)數(shù)過程中，OUT端仍輸出低電平，直到減1計(jì)數(shù)到0，OUT端才變?yōu)楦唠娖?。此高電平一直保持到CPU又寫入控制字或又重新寫入新計(jì)數(shù)初值時(shí)，OUT端才變?yōu)榈碗娖剑匦麻_始新的計(jì)數(shù)周期。(3)在計(jì)數(shù)過程中，可由門控制信號GATE控制暫停。若GATE由1變?yōu)?，則CE立即暫停計(jì)數(shù)，并保持當(dāng)前計(jì)數(shù)值，一旦GATE變?yōu)?，CE接著計(jì)數(shù)。在暫停過程中，OUT端仍輸出低電平，也就是說GATE信號的變化不影響輸出端狀態(tài)。利用這一功能，可延長定時(shí)時(shí)間。(4)在計(jì)數(shù)過程中可改變計(jì)數(shù)初值。若CPU重新寫入新的計(jì)數(shù)初值，則CE停止原計(jì)數(shù)，直到信號上升沿后的第1個CLK脈沖的下降沿時(shí)將按新的初值n重新開始計(jì)數(shù)。2.方式1-可編程單穩(wěn)態(tài)輸出方式能使OUT端產(chǎn)生單脈沖波形信號，單脈沖寬度可由程序設(shè)定。方式1的說明(1)寫入控制字后，WR信號的上升沿使OUT端輸出高電平作為初始狀態(tài)(若原為低電平，則由低電平變?yōu)楦唠娖?。(2)再寫入計(jì)數(shù)初值n，WR信號上升沿將這個計(jì)數(shù)初值先送到CR中，在WR信號上升沿之后的第一個CLK脈沖的下降沿時(shí)才將初值從CR送到CE中。然后，只有當(dāng)GATE信號出現(xiàn)上升沿并在上升后的第一個CLK脈沖下降沿時(shí)才啟動計(jì)數(shù)并使OUT端變?yōu)榈碗娖?，直到?jì)數(shù)值減到0時(shí)，使OUT端再變?yōu)楦唠娖剑纱薕UT端上產(chǎn)生一個負(fù)單穩(wěn)態(tài)脈沖波形，脈沖寬度為n個CLK脈沖周期寬度。

(3)在計(jì)數(shù)過程中，如果CPU又寫入新的計(jì)數(shù)初值，當(dāng)前計(jì)數(shù)值將不受影響，仍繼續(xù)計(jì)數(shù)直到結(jié)束。計(jì)數(shù)結(jié)束后，只有再次出現(xiàn)GATE上升沿脈沖，才按新初值啟動計(jì)數(shù)。(4)在計(jì)數(shù)過程中，如果GATE又出現(xiàn)上升沿脈沖，則計(jì)數(shù)器將立即從初值開始重新計(jì)數(shù)，直到計(jì)數(shù)結(jié)束，OUT端才變?yōu)楦唠娖健＠眠@一功能，可延長OUT輸出的單脈沖寬度。(5)當(dāng)計(jì)數(shù)到0后，如果GATE又出現(xiàn)上升沿脈沖，則可以再輸出一個同樣寬度的單脈沖，而不用再次送計(jì)數(shù)初值。3.方式2-可編程頻率發(fā)生器/分頻器使OUT端輸出固定頻率的脈沖，輸出脈沖周期等于n個CLK脈沖的寬度，也相當(dāng)于對CLK信號n分頻。這種方式給自動控制中的實(shí)時(shí)檢測、實(shí)時(shí)控制提供了實(shí)時(shí)時(shí)鐘，也可作為一個可編程脈沖速率發(fā)生器。方式2的說明(1)寫入控制字后，OUT端輸出高電平作為初始狀態(tài)。(2)寫入計(jì)數(shù)初值后的第一個CLK脈沖下降沿，初值才送入CE。在GATE=l時(shí)，開始減1計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)減到1(注意不是減到0)時(shí)，OUT端變?yōu)榈碗娖剑辉贉p1，即計(jì)數(shù)減到0，OUT端又變?yōu)楦唠娖?，同時(shí)計(jì)數(shù)器自動重新從計(jì)數(shù)初值開始新的減1計(jì)數(shù)過程，如此重復(fù)進(jìn)行，輸出固定頻率的脈沖。(3)在計(jì)數(shù)過程中，CPU寫入新的初值并不影響當(dāng)前計(jì)數(shù)，而是影響后面的計(jì)數(shù)。(4)在計(jì)數(shù)過程中，GATE變?yōu)榈碗娖?，則停止計(jì)數(shù)，直到GATE恢復(fù)高電平后，計(jì)數(shù)器則從計(jì)數(shù)初值開始重新計(jì)數(shù)。由此可見，這種方式下，門控信號既可用電平觸發(fā)，也可用上升沿觸發(fā)。4.方式3-可編程方波發(fā)生器方式3與方式2工作原理相似，但輸出波形則為占空比1：1或近似1：1的連續(xù)方波或矩形波。

方式3的說明(1)寫入控制字后，OUT端輸出高電平作為初始狀態(tài)。(2)寫計(jì)數(shù)初值n，該WR信號上升沿將這個計(jì)數(shù)初值先送到CR中，在WR信號上升沿之后的第一個CLK脈沖的下降沿時(shí)才送入CE中。此時(shí)，若GATE=1，CE就啟動計(jì)數(shù)。若計(jì)數(shù)初值n為偶數(shù)時(shí)，每經(jīng)過一個CLK信號，計(jì)數(shù)值減2，直至減到0，OUT狀態(tài)反轉(zhuǎn)，同時(shí)重裝計(jì)數(shù)初值，再重復(fù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)初值n為偶數(shù)時(shí)，OUT正半周寬度與負(fù)半周相等，為TCLK*n/2。若計(jì)數(shù)初值n為奇數(shù)時(shí)，第一個CLK到來時(shí)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值減1；隨后每一個CLK，計(jì)數(shù)值減2，直至減到0，OUT反轉(zhuǎn)為低電平同時(shí)重裝計(jì)數(shù)初值；初值重裝后的第一個CLK使計(jì)數(shù)值減3，隨后每一個CLK，計(jì)數(shù)值減2，直至減到0，OUT反轉(zhuǎn)為高電平。然后重裝計(jì)數(shù)初值，重復(fù)進(jìn)行上述計(jì)數(shù)過程。當(dāng)計(jì)數(shù)初值n為奇數(shù)時(shí)，OUT的正半周時(shí)間為TCLK*(n+1）/2，OUT的負(fù)半周時(shí)間為TCLK*(n-1）/2，即OUT輸出為高電平的寬度比其為低電平的寬度多一個CLK周期。

5.方式4-可編程軟件觸發(fā)的選通信號發(fā)生器計(jì)數(shù)器主要靠寫入新的計(jì)數(shù)初值來觸發(fā)計(jì)數(shù)器工作，所以常稱它為軟件觸發(fā)。OUT端輸出的負(fù)單脈沖信號常作為選通信號使用；另外還可用作定時(shí)功能，定時(shí)時(shí)間為n個CLK周期。方式4的說明(1)寫入控制字后，OUT端輸出高電平作為初始狀態(tài)。(2)寫計(jì)數(shù)初值n，該信號上升沿將這個計(jì)數(shù)初值先送到CR中，在信號上升沿之后的第一個CLK脈沖的下降沿時(shí)才送入CE中。此時(shí)，若GATE=1，CE就啟動減1計(jì)數(shù)，直到計(jì)數(shù)值減到0時(shí)，OUT端才由高電平變?yōu)榈碗娖?，并且僅保持一個時(shí)鐘周期的低電平后，就自動變?yōu)楦唠娖剑簿褪窃贠UT端產(chǎn)生一個負(fù)脈沖信號波形。(3)在計(jì)數(shù)過程中，若CPU又寫入新的計(jì)數(shù)初值，則信號下降沿使計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，然后在的上升沿后的第一個CLK脈沖下降沿開始按新計(jì)數(shù)初值作減1計(jì)數(shù)。注意：若該初值為雙字節(jié)數(shù)，則寫第一個字節(jié)時(shí)，不影響原計(jì)數(shù)，寫第二個字節(jié)時(shí)信號才起作用。(4)在計(jì)數(shù)過程中，若GATE由高電平變?yōu)榈碗娖剑?jì)數(shù)器立即停止計(jì)數(shù)，但OUT端輸出仍保持高電平，直到GATE恢復(fù)到高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器將從初值開始重新減1計(jì)數(shù)。(5)由程序置入的計(jì)數(shù)初值只一次有效，減1計(jì)數(shù)到0輸出一個負(fù)單脈沖信號后，計(jì)數(shù)結(jié)束，不再計(jì)數(shù)。若要繼續(xù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，必須重新寫計(jì)數(shù)初值，在GATE=1條件下，啟動計(jì)數(shù)。方式4時(shí)，計(jì)數(shù)器主要靠寫入新的計(jì)數(shù)初值來觸發(fā)計(jì)數(shù)器工作，所以常稱它為軟件觸發(fā)。OUT端輸出的負(fù)單脈沖信號常作為選通信號使用；另外還可用作定時(shí)功能，定時(shí)時(shí)間為n個CLK周期。6.方式5-可編程硬件觸發(fā)的選通信號發(fā)生器方式5與方式l工作原理相似，由門控信號GATE的上升沿觸發(fā)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，但OUT端輸出波形為單脈沖選通信號，同方式4。方式5的說明(1)寫入控制字后，OUT端輸出高電平作為初始狀態(tài)。(2)寫計(jì)數(shù)初值n，在信號上升沿將這初值先送到CR中，在GATE信號出現(xiàn)上升沿后的第一個CLK脈沖的下降沿時(shí)將初值送入CE，并開始減1計(jì)數(shù)，直到減到0時(shí)，OUT端由高電平變?yōu)榈碗娖?，并僅保持一個CLK脈沖周期的低電平后就自動變?yōu)楦唠娖?，也就是在OUT端產(chǎn)生一個負(fù)單脈沖信號波形。(3)在計(jì)數(shù)過程中或計(jì)數(shù)結(jié)束后，若GATE信號再次出現(xiàn)上升沿，則計(jì)數(shù)器將自動重裝初值并開始新的計(jì)數(shù)周期。(4)在計(jì)數(shù)過程中，若CPU又寫入新的計(jì)數(shù)初值，只要GATE不出現(xiàn)上升沿，就不影響當(dāng)前計(jì)數(shù)。如果在這以后，GATE出現(xiàn)上升沿，則在其后的第一個CLK脈沖下降沿啟動計(jì)數(shù)器，并按新初值開始計(jì)數(shù)。7.8253工作小結(jié)8253有6種不同的工作方式，它們的特點(diǎn)不同，因而應(yīng)用的場合也就不同。8253沒有復(fù)位RESET輸入，開機(jī)加電后，其工作方式和OUT端輸出都是不確定的，必須對其進(jìn)行初始化編程，初始化編程包括寫控制字和寫計(jì)數(shù)初值。先寫控制字，使OUT端輸出初始狀態(tài)電平，其中只有方式0的初始狀態(tài)為OUT端輸出低電平，其它方式的初始狀態(tài)都是OUT端輸出高電平。OUT端輸出波形都是在CLK脈沖下降沿時(shí)產(chǎn)生電平的變化。門控信號的觸發(fā)方式有二種；高電平觸發(fā)，上升沿觸發(fā)。方式0、4中GATE為高電平觸發(fā)；方式l、5中GATE為上升沿觸發(fā)；方式2、3中GATE既可用高電平觸發(fā)也可用上升沿觸發(fā)。方式0與方式1的OUT端輸出波形類似，在計(jì)數(shù)過程中都保持低電平，計(jì)數(shù)結(jié)束立即變?yōu)楦唠娖剑@種正階躍信號輸出?？捎米髦袛嗾埱笮盘?。但它們的OUT端初始狀態(tài)不一樣，方式0的OUT端輸出正階躍信號，方式1的OUT端輸出負(fù)單穩(wěn)態(tài)脈沖波。7.8253工作小結(jié)(續(xù))方式2與方式3有一共同的特點(diǎn)，都具有減到0后計(jì)數(shù)初值自動再重裝功能，所以O(shè)UT端都能輸出連續(xù)的波形。它們主要的區(qū)別在于占空比不同，方式2輸出連續(xù)的負(fù)脈沖波，其中負(fù)脈沖寬僅為一個CLK脈沖，而周期為n個CLK脈沖；方式3輸出連續(xù)方波或矩形波，占空比為1：1或近似1：1。方式4與方式5的輸出波形相同，它們主要區(qū)別是計(jì)數(shù)啟動的觸發(fā)信號不同，方式4由寫計(jì)數(shù)初值指令的上升沿啟動計(jì)數(shù)，方式5由GATE上升沿啟動計(jì)數(shù)。6種工作方式都受GATE門控信號的控制。在使用計(jì)數(shù)器前，必須先寫入計(jì)數(shù)初值n。在某些工作方式下初值只能用一次，如下次要用，必須重新寫入初值n；而在另外—些方式下，能自動重新裝入初值n實(shí)現(xiàn)循環(huán)計(jì)數(shù)。方式0：寫入的初值n一次有效方式1：寫入的初值n一次有效，但可觸發(fā)重裝方式2：寫入的初值n能自動重裝方式3：寫入的初值n能自動重裝方式4：寫入的初值n一次有效方式5：寫入的初值n一次有效，但可觸發(fā)重裝6種工作方式在計(jì)數(shù)過程中都可寫入新計(jì)數(shù)初值，但是在不同方式時(shí)對當(dāng)前計(jì)數(shù)及OUT輸出的影響各不相同。9.2.48253的編程本小節(jié)內(nèi)容：8253的初始化編程8253計(jì)數(shù)值的讀取編程1.8253的初始化編程初始化編程的步驟為：(1)寫控制字，規(guī)定計(jì)數(shù)器的工作方式。(2)寫計(jì)數(shù)初值。

①若規(guī)定只寫低8位，則寫入的為計(jì)數(shù)初值的低8位，高8位自動置0。

②若規(guī)定只寫高8位，則寫入的為計(jì)數(shù)初值的高8位，低8位自動置0。

③若是16位計(jì)數(shù)初值，則分兩次寫入，先寫入低8位，再寫入高8位。例9.1若要使計(jì)數(shù)器0工作在方式1，按BCD碼計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)初值為5080，若端口地址分別為F8H~FBH，則初始化程序?yàn)椋篗OVAL，33HOUT0FBH，AL；向計(jì)數(shù)器0寫控制字

MOVAL，80HOUT0F8H，AL；向計(jì)數(shù)器0寫計(jì)數(shù)初值的低8位

MOVAL，50HOUT0F8H，AL；向計(jì)數(shù)器0寫計(jì)數(shù)初值的高8位注意：采用BCD碼計(jì)數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)初值為十進(jìn)制數(shù)，但在初始化寫初值時(shí)，一定要在十進(jìn)制數(shù)值后加十六進(jìn)制后綴H。2.8253計(jì)數(shù)值的讀取編程CPU可以用輸入指令讀取8253任一計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，此時(shí)CPU讀到的是執(zhí)行輸入指令瞬間計(jì)數(shù)器的現(xiàn)行值。8253的計(jì)數(shù)器是16位的，要分兩次讀至CPU，在讀入過程中，計(jì)數(shù)值可能發(fā)生變化。因此，在讀取計(jì)數(shù)值之前，需對現(xiàn)行計(jì)數(shù)值進(jìn)行鎖存。例9.2在例9.1的計(jì)數(shù)過程中，若要讀取計(jì)數(shù)器0的當(dāng)前16位計(jì)數(shù)值，并且讀取的數(shù)值存入CX寄存器中，其程序?yàn)椋篗OVAL，03H；鎖存控制字為00000011BOUT0FBH，AL；向計(jì)數(shù)器0寫控制字，實(shí)現(xiàn)鎖存INAL，0F8H；讀取計(jì)數(shù)器0的鎖存器低8位計(jì)數(shù)值MOVCL，AL；保存至CLINAL，0F8H；再讀一次計(jì)數(shù)器0的鎖存器，讀取高8位計(jì)數(shù)值MOVCH，AL；保存至CH9.38253的應(yīng)用例9.3例9.4例9.5例9.3利用8253和8255實(shí)現(xiàn)對揚(yáng)聲器的控制。試設(shè)計(jì)一個程序，使揚(yáng)聲器發(fā)出262Hz頻率的聲音，按下任意鍵聲音停止。已知8253計(jì)數(shù)器2與控制口地址為42H與43H，8255PB口的地址為61H。8253揚(yáng)聲器控制分析在PC/XT計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，PC機(jī)的發(fā)聲系統(tǒng)以計(jì)數(shù)器2為核心。CLK2的輸入頻率1.19MHz，改變計(jì)數(shù)器初值可以由OUT2得到不同頻率的方波輸出。計(jì)數(shù)器2定義為工作方式3，控制字為10110110B。對于要求OUT2輸出600Hz的聲音驅(qū)動信號，可以得出計(jì)數(shù)初值：1.19MHz/262Hz=4542。另外