控制器接口課件

控制器接口5.1中斷控制器8259A5.2DMA控制器8237A5.3定時/計(jì)數(shù)器82535.1中斷控制器8259A5.1.18259A的功能5.1.28259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和管腳5.1.38259A的中斷管理方式5.1.48259A的編程設(shè)置

5.1.18259A的功能

Intel8259A中斷控制器是把中斷源識別、中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)、中斷屏蔽、中斷向量提供等功能集于一身的，專用于微機(jī)系統(tǒng)中斷管理的大規(guī)模集成電路芯片。

◆管理8個具有優(yōu)先權(quán)的中斷，通過級連可以擴(kuò)展至64個?！裘總€中斷都可以設(shè)定屏蔽或開放。◆有多種中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)模式。◆當(dāng)中斷響應(yīng)時，可提供相應(yīng)的中斷類型號，中斷類型號可以由用戶設(shè)定?！艨梢酝ㄟ^編程設(shè)定或變更8259A的各種工作方式。5.1.28259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和管腳

1.8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)總線緩沖器D7~D0讀/寫控制邏輯RDWRCSA0級連緩沖/比較器CAS0CAS1CAS2SP/EN中斷服務(wù)寄存器（ISR）優(yōu)先級分析器（PR）中斷屏蔽寄存器（IMR）IR0~IR7中斷請求寄存器（IRR）INTAINT控制邏輯初始化命令寄存器組操作命令寄存器組

8259A的工作過程

◆中斷源在中斷請求輸入端IR0~IR7上產(chǎn)生中斷請求?！糁袛嗾埱蟊绘i存在IRR中，并經(jīng)IMR屏蔽/允許，其結(jié)果送給優(yōu)先權(quán)電路判優(yōu)。◆優(yōu)先權(quán)電路檢出當(dāng)前優(yōu)先權(quán)最高的中斷請求位，設(shè)置ISR中的對應(yīng)位?！艨刂七壿嫿邮躀SR的中斷請求，向CPU發(fā)出中斷請求INT信號?！舢?dāng)CPU從INTR管腳接受8259A的INT信號，進(jìn)入兩個連續(xù)中斷響應(yīng)周期。第一個響應(yīng)周期通知8259A作響應(yīng)準(zhǔn)備，第二個響應(yīng)周期8259A將響應(yīng)的中斷類型號輸出到數(shù)據(jù)總線上?！鬋PU讀取該中斷類型號，轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的中斷處理程序。

5.1.28259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和管腳

2.8259A的管腳及其功能

◆

D7~D0：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線，直接和系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的8位相連?！?/p>

IR0~IR7：中斷請求輸入線，通常IR0為最高優(yōu)先權(quán)，IR7為最低優(yōu)先權(quán)?！?/p>

INT：中斷請求輸出線，與CPU的INTR中斷請求端連接?！?/p>

INTA：中斷允許線，接受來自CPU的中斷響應(yīng)信號?！?/p>

CS，RD，WR：分別是片選、讀命令、寫命令信號線，它們相互配合實(shí)現(xiàn)對8259A中不同寄存器的讀或?qū)懖僮??！?/p>

A0：端口地址線。A0=0，為8259A偶地址端口，A0=1為8259A奇地址端口?！?/p>

CAS2~CAS0：級連信號線，對于主片8259A，它是輸出線；而對于從片8259A，它是輸入線。它們用于多片8259A的級連控制?！?/p>

SP/EN：主從/允許緩沖線，具有雙向功能。/作為輸入還是輸出，取決于8259A是否采用緩沖方式。5.1.38259A的中斷管理方式

1．優(yōu)先級設(shè)置方式 2．中斷屏蔽方式 3．中斷結(jié)束方式 4．與系統(tǒng)總線的連接方式 5．中斷請求的引入方式8259A中斷優(yōu)先級設(shè)置方式

◆全嵌套方式 全嵌套方式是8259A最常用的一種工作方式。如果8259A初始化后沒有設(shè)置其他優(yōu)先級方式，那么就按全嵌套方式工作。全嵌套方式可以把與它同級或優(yōu)先權(quán)更低的中斷請求屏蔽，只有優(yōu)先權(quán)比它高的中斷請求才被開放，實(shí)現(xiàn)中斷嵌套。此時中斷優(yōu)先權(quán)的級別是固定的，按IR0~IR7逐級次之?！籼厥馊短追绞?特殊全嵌套方式可以響應(yīng)同級的中斷請求，從而實(shí)現(xiàn)一種對同級中斷請求的特殊嵌套。特殊全嵌套方式一般用于8259A的級連情況。主片則必須采用特殊全嵌套方式，而從片可采用全嵌套方式。

8259A中斷優(yōu)先級設(shè)置方式◆優(yōu)先權(quán)自動循環(huán)方式 優(yōu)先權(quán)自動循環(huán)方式一般用于有多個相同優(yōu)先權(quán)中斷的場合。當(dāng)某個中斷受到中斷服務(wù)后，它的優(yōu)先權(quán)就自動降為最低，而與之相鄰的優(yōu)先級就升為最高。8259A在設(shè)置優(yōu)先權(quán)自動循環(huán)方式時，總是先自動規(guī)定IR0優(yōu)先權(quán)最高，IR7最低。◆優(yōu)先權(quán)特殊循環(huán)方式 優(yōu)先權(quán)特殊循環(huán)方式與優(yōu)先權(quán)自動循環(huán)方式相比僅有一點(diǎn)不同，就是在優(yōu)先權(quán)特殊循環(huán)方式下，一開始的最低優(yōu)先權(quán)是由編程確定的，而不是自動規(guī)定，從而也就確定了最高優(yōu)先權(quán)。8259A中斷屏蔽方式◆普通屏蔽方式 普通屏蔽方式通過編程將屏蔽字寫入IMR而實(shí)現(xiàn)。若屏蔽位為“1”，中斷請求被屏蔽，為“0”，中斷請求被開放?！籼厥馄帘畏绞?特殊屏蔽方式是在執(zhí)行較高級的中斷服務(wù)時，希望開放較低級的中斷請求場合下使用的。采用特殊屏蔽方式，先設(shè)置特殊屏蔽方式，然后用屏蔽字對IMR中某一位置“1”時會同時使ISR中對應(yīng)位清“0”，這樣不但屏蔽了當(dāng)前被服務(wù)的中斷級，同時真正開放了其他優(yōu)先權(quán)較低的中斷級。這樣就可以開放所有未被屏蔽的中斷請求，包括優(yōu)先權(quán)較低的中斷請求。8259A中斷結(jié)束方式◆自動中斷結(jié)束方式（AEOI）

AEOI方式只用在單個8259A，且多個中斷不會嵌套的情況。這種方式在8259A進(jìn)入中斷響應(yīng)的后一個中斷響應(yīng)周期信號的后沿，自動將ISR中被響應(yīng)中斷級的對應(yīng)位清“0”。這是一種最簡單的中斷結(jié)束處理方式。

◆非自動中斷結(jié)束方式（EOI）

EOI方式是一般的中斷結(jié)束方式。這種方式從中斷程序返回前，用輸出中斷結(jié)束（EOI）命令把ISR當(dāng)前優(yōu)先權(quán)最高的對應(yīng)位清“0”，結(jié)束中斷?！羧?259A在特殊全嵌套方式下，就用特殊的中斷結(jié)束EOI命令。因?yàn)榇藭r8259A不能確定剛才服務(wù)的中斷源等級，只有通過設(shè)定特殊中斷結(jié)束命令，在命令中 指出到底要對哪一個中斷級清“0”。8259A與系統(tǒng)總線連接方式◆緩沖方式 在多片8259A級聯(lián)系統(tǒng)，8259A通過總線驅(qū)動器和數(shù)據(jù)總線相連，這就是緩沖方式。緩沖方式下，8259A的SP/EN作為輸出端(低電平)，和總線驅(qū)動器的允許端相連，可作為總線驅(qū)動器的啟動信號?！舴蔷彌_方式 在單片8259A

(或只有極少數(shù)幾片級聯(lián))系統(tǒng)，將8259A直接連接到數(shù)據(jù)總線上。此時，8259A的SP/EN作為輸入端，接高電平或低電平。單片系統(tǒng)SP/EN端接高電平，級聯(lián)系統(tǒng)主片SP/EN

端接高電平，從片SP/EN

端接低電平。

8259A中斷請求引入方式◆電平觸發(fā)方式 8259A將中斷請求輸入端IRi出現(xiàn)的高電平作為中斷請求信號，因此在IRi的高電平持續(xù)期間，請求信號總是有效的。但是，IRi的中斷請求被響應(yīng)后，必須及時將它清除。否則，該輸入端仍然為高電平，可能引起同一個中斷請求被響應(yīng)多次，這是應(yīng)該避免的。◆邊沿觸發(fā)方式 邊沿觸發(fā)方式下，8259A將中斷請求輸入端IRi上出現(xiàn)的上升沿作為中斷請求信號。該中斷請求得到觸發(fā)后可以一直保持高電平。8259A中斷請求引入方式◆查詢方式 8259A可以不向CPU發(fā)INT信號，而是靠程序查詢方式，讀取查詢字，判斷有無中斷請求。若有，便根據(jù)查詢字提供的請求服務(wù)的編碼，轉(zhuǎn)移到對應(yīng)的服務(wù)程序去。 設(shè)置查詢方式的過程是：系統(tǒng)先關(guān)中斷，然后把查詢方式命令字（OCW3的D2D1D0為0000）寫到8259A，再對8259A執(zhí)行一條讀指令，8259A便將一個8位的查詢字送到數(shù)據(jù)總線上。查詢字?jǐn)?shù)據(jù)位（D6~D3未用）的含義為： D7：表示是否有中斷請求標(biāo)識位。D7為1有中斷請求，D7為0無中斷請求。 D2D1D0：表示8259A請求服務(wù)的最高優(yōu)先級編碼。5.1.48259A的編程設(shè)置

1.8259A的初始化命令字ICW

初始化命令字ICW1——芯片控制字 ICW1對8259A復(fù)位，給出是單片還是多片級連等設(shè)定。

初始化命令字ICW2——中斷類型號命令字 ICW2設(shè)定8259A管理的8個中斷類型號的高5位。

初始化命令字ICW3——主/從片初始化字 ICW3定義8259A級連系統(tǒng)中主/從片的級連信息。

初始化命令字ICW4——方式控制字 ICW4給出8259A的工作系統(tǒng)，中斷程序是否需要輸出EOI命令等設(shè)定。 5.1.48259A的編程設(shè)置

2.8259A初始化設(shè)置流程

8259A的編程設(shè)置可以分為成兩部分。首先是初始化編程，在8259A工作之前，必須送2~4個字節(jié)的初始化命令字ICW，使8259A處于初始化工作方式的就緒狀態(tài)。以后可以根據(jù)需要進(jìn)行工作編程，向8259A送相關(guān)操作命令字OCW，實(shí)現(xiàn)8259A的操作。 設(shè)置ICW要特別注意：ICW1應(yīng)寫入8259A的偶地址端口（A0=0），ICW2，ICW3，ICW4應(yīng)寫入8259A的奇地址端口（A0=1）。No寫ICW1（A0=0）寫ICW2（A0=1）級連?寫ICW3（A0=1）要ICW4?寫ICW4（A0=1）初始化結(jié)束NoYesYes5.1.48259A的編程設(shè)置

3.8259A的操作命令字OCW

操作命令字OCW1——屏蔽操作命令字 OCW1用來設(shè)置或清除對中斷源的屏蔽。若OCW1的Di為1，則對應(yīng)的中斷被屏蔽；若Di為0，則對應(yīng)的中斷被開放。

操作命令字OCW2——中斷方式命令字 OCW2用來設(shè)置優(yōu)先級是否進(jìn)行循環(huán)、循環(huán)的方式，以及中斷結(jié)束的方式。

操作命令字OCW3——狀態(tài)操作命令字 OCW3用來設(shè)置查詢方式、特殊屏蔽方式，以及用來讀8259A的中斷請求寄存器IRR、中斷服務(wù)寄存器ISR的 當(dāng)前狀態(tài)等。8259A的ICW和OCW操作功能表

類型CSWRRDA0功能特征標(biāo)志或流程寫命令0010數(shù)據(jù)總線→ICW1ICW1的D4為10010數(shù)據(jù)總線→OCW2OCW2的D4D3為000010數(shù)據(jù)總線→OCW3OCW3的D4D3為010011數(shù)據(jù)總線→OCW1(IMR)無0011數(shù)據(jù)總線→ICW2~ICW4ICW設(shè)置流程讀狀態(tài)0100IRR→數(shù)據(jù)總線OCW3的D2D1D0為0100100ISR→數(shù)據(jù)總線OCW3的D2D1D0為0110100中斷標(biāo)識碼→數(shù)據(jù)總線OCW3的D2D1D0為1000101IMR→數(shù)據(jù)總線無5.2DMA控制器8237A

5.2.18237A的基本特點(diǎn)5.2.28237A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和管腳5.2.38237A的工作方式5.2.48237A的寄存器及其編程應(yīng)用

5.2.18237A的基本特點(diǎn)◆Intel8237A有四個獨(dú)立的DMA通道，是高性能的可編程DMA控制器?！?237A是一個接口電路，可以和其他接口一樣接受CPU對它進(jìn)行DMA傳輸?shù)某跏蓟O(shè)置。此時，8237A成為系統(tǒng)總線的從控模塊?！?237A在得到系統(tǒng)總線控制權(quán)后，控制整個系統(tǒng)總線完成DMA傳輸。此時，8237A成為系統(tǒng)總線的主控模塊。◆8237A必須與一片8位鎖存器一起使用，才能完成DMA傳輸?！?237A的DMA傳輸速度高達(dá)1.6MB/秒，一次傳輸多達(dá)64KB的數(shù)據(jù)塊。CPU存儲器總線請求(HLOD)總線允許(HLDA)DMA控制器8237ADMA請求(DACK)DMA允許(DREQ)I/O接口I/O設(shè)備系統(tǒng)總線5.2.28237A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與管腳

1.8237A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)命令控制邏輯模式寄存器當(dāng)前地址寄存器基地址寄存器當(dāng)前字節(jié)計(jì)數(shù)器基本字節(jié)計(jì)數(shù)器請求觸發(fā)器屏蔽觸發(fā)器通道0通道1通道2通道3控制寄存器狀態(tài)寄存器暫存器時序與讀/寫控制邏輯CLKRESETREADYEOPMEMRMEMWIORIOWAENADSTBCSHRQHLDADREQ0~DREQ3DACK0~DACK3數(shù)據(jù)/地址緩沖器DB7~DB（A15~A8）A7~A4A3~A0地址緩沖器優(yōu)先級控制邏輯5.2.28237A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與管腳

2.8237A的管腳特性

◆

CLK：8237A的工作時鐘，頻率為3MHz~5MHz。◆

RESET：復(fù)位信號，高電平有效?！?/p>

READY：存儲器或外設(shè)準(zhǔn)備就緒信號?！?/p>

CS：片選信號，低電平有效?！?/p>

MEMR，MEMW：存儲器讀信號、寫信號，均低電平有效?！?/p>

IOR，IOW：輸入/輸出設(shè)備讀信號、寫信號，是雙向的?！鬍OP：DMA傳輸結(jié)束信號，使8237A內(nèi)部寄存器復(fù)位。該信號是雙向的，當(dāng)由外部輸入時，DMA傳輸被強(qiáng)迫性結(jié)束；當(dāng)8237A任一通道計(jì)數(shù)結(jié)束時，輸出該信號，表示DMA傳輸結(jié)束。◆

DREQ0~DREQ3：分別是4個通道的DMA請求信號?！?/p>

DACK0~DACK3：分別是4個通道的DMA響應(yīng)信號。◆

HRQ，HLDA：總線請求信號，總線響應(yīng)信號。分別接系統(tǒng)總線的HOLD，HLDA。5.2.28237A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與管腳

2.8237A的管腳特性◆A3~A0：低4位地址線，雙向地址信號。8237A作為從模塊時，A3~A0輸入，對8237A的內(nèi)部寄存器尋址；8237A作為主模塊時，A3~A0輸出，提供當(dāng)前地址寄存器中最低4位地址。◆A7~A4：高4位地址線，輸出或者浮空狀態(tài)。8237A作為主模塊時，提供當(dāng)前地址寄存器中A7~A4地址?！鬌B7~DB0：8位雙向數(shù)據(jù)線。8237A作為從模塊時，CPU通過DB7~DB0，對8237A讀/寫操作，進(jìn)行編程設(shè)置；8237A作為主模塊時，DB7~DB0輸出當(dāng)前地址寄存器中的高8位地址A15~

A8。◆ADSTB：地址選通輸出信號，高電平有效。把當(dāng)前地址寄存器的高8位地址A15~A8鎖存到DMA外部鎖存器?！鬉EN：地址允許輸出信號，高電平有效。把外部鎖存器的高8位地址和8237A直接輸出的低8位地址送到地址總線A15~A0，共同組成內(nèi)存單元的16位偏移地址。5.2.38237A的工作方式

8237A控制DMA傳輸?shù)倪^程◆當(dāng)某個DMA通道要求進(jìn)行DMA操作時，會向8237A發(fā)出DMA請求信號DREQ。8237A內(nèi)部有優(yōu)先權(quán)控制邏輯電路，能接收最高優(yōu)先級通道上的外設(shè)請求信號，并向CPU發(fā)出總線請求信號HRQ。◆CPU接到8237A的HRQ信號后，如果允許發(fā)出DMA響應(yīng)信號HLDA，讓出對總線的控制，即8237A控制了總線。同時，8237A對最高優(yōu)先級的DMA通道發(fā)出響應(yīng)信號DACK，進(jìn)入DMA傳輸周期?！粼贒MA傳輸期間，8237A往地址總線發(fā)送訪問內(nèi)存單元的16位地址信號，以及相應(yīng)的存儲器和I/O設(shè)備的讀/寫控制信號，控制外設(shè)與所尋址的內(nèi)存單元傳輸數(shù)據(jù)?！?237A通道的地址寄存器和字節(jié)計(jì)數(shù)器，在初始化時已設(shè)置了內(nèi)存首地址和傳輸字節(jié)數(shù)。DMA每傳輸1個字節(jié)，自動對地址寄存器和字節(jié)計(jì)數(shù)器的值進(jìn)行修改。當(dāng)字節(jié)計(jì)數(shù)器的值減為0時，發(fā)計(jì)數(shù)結(jié)束信號，EOP，表示DMA過程結(jié)束。◆

DMA結(jié)束時，8237A向CPU發(fā)出DMA請求無效信號，將總線控制權(quán)還給CPU。5.2.38237A的工作方式

1.8237A的工作組態(tài)◆從控模塊 8237A和其他接口一樣，要接受CPU對它進(jìn)行DMA傳輸?shù)脑O(shè)置。所以，8237A也是一個接口電路，有I/O端口地址，CPU可以通過端口地址對8237A進(jìn)行預(yù)置讀/寫操作，對它進(jìn)行初始化或讀取狀態(tài)，包括寫入內(nèi)存?zhèn)鬏攨^(qū)的首地址、傳輸字節(jié)數(shù)和控制字等，此時，8237A是系統(tǒng)總線的從控模塊?！糁骺啬K 8237A在得到總線控制權(quán)以后，進(jìn)入DMA周期，控制整個系統(tǒng)總線完成DMA傳輸。所以，8237A可以提供一系列DMA傳輸?shù)目刂菩畔?，像CPU一樣操縱外設(shè)和存儲器之間的數(shù)據(jù)傳輸，此時，8237A又不同于一般的接口電路，作為系統(tǒng)總線的主控模塊。5.2.38237A的工作方式

2.DMA傳輸方式⑴單字節(jié)傳輸方式 單字節(jié)傳輸方式是每進(jìn)行1個字節(jié)DMA傳輸就釋放總線，并立即對DREQ測試。若DREQ為有效電平，8237A又會向CPU發(fā)出總線請求。⑵塊傳輸方式 塊傳輸方式一次連續(xù)進(jìn)行多個字節(jié)的傳輸。當(dāng)字節(jié)計(jì)數(shù)器減為0時，8237A發(fā)出一個EOP負(fù)脈沖信號，或者從外部接收到一個EOP低電平信號時，釋放總線，結(jié)束DMA傳輸。⑶請求傳輸方式 請求傳輸方式在塊傳輸過程中，每進(jìn)行1個字節(jié)的傳輸都測試DREQ是否有效，決定是否繼續(xù)進(jìn)行DMA傳輸。⑷級聯(lián)傳輸方式 級聯(lián)傳輸方式是用2片以上的8237A構(gòu)成主從式DMA控制系統(tǒng)。主從式的8237A最多可擴(kuò)展為16個DMA通道。5.2.38237A的工作方式

3.DMA傳輸類型 在單片或多片級聯(lián)的DMA系統(tǒng)，每個通道除了可選擇上述四種不同的基本傳輸方式外，還可以選擇以下三種傳輸類型之一?！鬌MA讀 輸出和有效信號，I/O設(shè)備讀取存儲器的數(shù)據(jù)?！鬌MA寫 輸出和有效信號，I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)寫到存儲器?！鬌MA校驗(yàn) 這是一種偽DMA傳送，目的是對內(nèi)部讀/寫功能進(jìn)行校驗(yàn)。DMA校驗(yàn)同上述兩種傳輸類型一樣產(chǎn)生地址信號、字節(jié)計(jì)數(shù)值，以及對的響應(yīng)，但禁止了存儲器和I/O接口的讀/寫控制信號，即不傳送數(shù)據(jù)。5.2.48237A的寄存器及其編程應(yīng)用

1.4個獨(dú)立通道的寄存器及其設(shè)置◆ 模式寄存器（8位） 模式寄存器用來設(shè)置工作方式、決定地址增減、選擇是否使用自動預(yù)置功能、選擇傳輸類型及選擇通道號等?！?基地址寄存器和當(dāng)前地址寄存器（均為16位） 基地址寄存器用來存放本通道DMA傳輸?shù)牡刂烦踔?，?237A初始化時寫入，同時，初值也寫入當(dāng)前地址寄存器。當(dāng)前地址寄存器的值在每次DMA傳輸時自動加1或減l（取決于模式字D5位）。CPU可以隨時用輸入指令分兩次（每次8位）讀出當(dāng)前地址寄存器的值，而基地址寄存器中的值不能被讀出。若通道選擇為自動預(yù)置（取決于模式字的D4位），則在結(jié)束成批數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生時，當(dāng)前地址寄存器恢復(fù)到與基地址寄存器同值，即預(yù)置的 初始值。5.2.48237A的寄存器及其編程應(yīng)用

1.4個獨(dú)立通道的寄存器及其設(shè)置◆基本字節(jié)計(jì)數(shù)器和當(dāng)前字節(jié)計(jì)數(shù)器（均為16位） 基本字節(jié)計(jì)數(shù)器存放DMA傳輸字節(jié)數(shù)的初值（比實(shí)際傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)少l），在8237A初始化時寫入，同時，初值也寫入當(dāng)前字節(jié)計(jì)數(shù)器。在DMA傳輸時，每傳輸1個字節(jié)，當(dāng)前字節(jié)計(jì)數(shù)器的值自動減l，當(dāng)由0減到FFFFH時，產(chǎn)生計(jì)數(shù)結(jié)束信號。當(dāng)前字節(jié)計(jì)數(shù)器的值也可以分兩次讀出。若通道選擇為自動預(yù)置，則在有效的同時，當(dāng)前字節(jié)計(jì)數(shù)器恢復(fù)到與基字節(jié)計(jì)數(shù)器同值，即預(yù)置的初始值。◆請求觸發(fā)器和屏蔽觸發(fā)器 每個通道都配備1位的DMA請求觸發(fā)器和1位的DMA屏蔽觸發(fā)器。它們分別用來設(shè)置本通道的DMA請求標(biāo)志和屏蔽標(biāo)志位。在物理上，4個請求觸發(fā)器對應(yīng)1個4位的DMA請求寄存器，4個屏蔽觸發(fā)器對應(yīng)1個4位的屏蔽寄存器。5.2.48237A的寄存器及其編程應(yīng)用

2.公用的寄存器和命令字◆控制寄存器（8位） 控制寄存器決定DACK及DREQ的有效電平、是否擴(kuò)展寫信號、通道的優(yōu)先級方式、時序類型、啟動/停止8237A工作、數(shù)據(jù)傳輸目標(biāo)等。◆狀態(tài)寄存器（8位） 狀態(tài)寄存器表示各通道是否有DMA請求和計(jì)數(shù)結(jié)束狀態(tài)。◆暫存寄存器（8位）◆DMA請求寄存器（8位） 在DMA請求寄存器中寫入請求字節(jié)，實(shí)現(xiàn)對某個通道DMA請求標(biāo)志的設(shè)置?！?/p>

DMA屏蔽寄存器（8位） 在DMA屏蔽寄存器中寫入屏蔽字節(jié)，實(shí)現(xiàn)對某個通道DMA屏蔽標(biāo)志的設(shè)置。也可以使用綜合屏蔽命令一次完成對4個通道的屏蔽設(shè)置。◆清除先/后觸發(fā)器命令◆復(fù)位命令（綜合清除命令） 使屏蔽寄存器置位，其他所有寄存器和觸發(fā)器都清0。5.2.48237A的寄存器及其編程應(yīng)用

3．各寄存器/命令字對應(yīng)的端口地址

A3A2A1A0(16#)通道寫操作（IOW=0）讀操作（IOR=0）0H,2H,4H,6H0,1,2,3基地址與當(dāng)前地址寄存器當(dāng)前地址寄存器1H,3H,5H,7H0,1,2,3基本字節(jié)與當(dāng)前字節(jié)計(jì)數(shù)器當(dāng)前字節(jié)計(jì)數(shù)器8H公共控制寄存器狀態(tài)寄存器9H請求寄存器

AH屏蔽寄存器(單屏蔽位命令)

BH模式寄存器

CH清除先/后觸發(fā)器命令

DH復(fù)位命令暫存器EH清屏蔽寄存器命令

FH全屏蔽位命令

5.2.48237A的寄存器及其編程應(yīng)用

4.8237A的編程示例（例5.4）

【例5.4】以IBMPC/XT系統(tǒng)中8237A的應(yīng)用說明編程寄存器和命令的使用。

IBMPC/XT系統(tǒng)的8237A端口地址為00H~0FH。 8237A的通道0用于動態(tài)RAM刷新，通道1提供網(wǎng)絡(luò)通信傳輸功能，通道2和通道3分別用來進(jìn)行軟盤驅(qū)動器和硬盤驅(qū)動器與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸。采用固定優(yōu)先級。 4個DMA請求信號和應(yīng)答信號中，只有DREQ0，DACK0直接和系統(tǒng)主板相連的，DREQ1~DREQ3和DACK1~DACK3接總線擴(kuò)展槽，分別與對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口板、軟盤接口板、硬盤接口板相關(guān)信號連接。5.3定時/計(jì)數(shù)器82535.3.1定時/計(jì)數(shù)器工作原理5.3.28253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和管腳5.3.38253的工作方式5.3.48253的應(yīng)用示例

5.3.1定時/計(jì)數(shù)器工作原理

◆定時/計(jì)數(shù)器是一個具有可編程的計(jì)數(shù)和定時功能的專用芯片?！粲?jì)數(shù)和定時功能實(shí)現(xiàn)的過程：在設(shè)置好計(jì)數(shù)初值后，便開始對外部觸發(fā)脈沖做減“1”計(jì)數(shù)，減為“0”時，輸出一個“計(jì)數(shù)到”的信號?！粲?jì)數(shù)器和定時器兩者的差別： 計(jì)數(shù)器的外部觸發(fā)脈沖可以是周期恒定的，也可以是隨機(jī)的，在減到“0”時，輸出一個信號計(jì)數(shù)結(jié)束；而定時器的外部觸發(fā)脈沖必須是周期恒定的時鐘信號，在減到“0”時，把定時常數(shù)自動重新裝入，再連續(xù)重復(fù)減“1”計(jì)數(shù)的功能，從而獲得一個恒定的周期輸出。◆定時/計(jì)數(shù)器常應(yīng)用在：多任務(wù)的分時系統(tǒng)中產(chǎn)生定時中斷信號，實(shí)現(xiàn)程序的切換； 產(chǎn)生精確的定時/計(jì)數(shù)信號，實(shí)現(xiàn)定時數(shù)據(jù)采集或?qū)崟r控制；作為一個可編程的波特率發(fā)生器。5.3.28253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與管腳

Intel8253定時/計(jì)數(shù)器具有以下功能：◆3個獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器通道，既可做16位計(jì)數(shù)器，也可做8位計(jì)數(shù)器使用?！裘總€計(jì)數(shù)器可以選擇按二進(jìn)制數(shù)，或者十進(jìn)制數(shù)（BCD碼數(shù)）進(jìn)行計(jì)數(shù)。◆每個計(jì)數(shù)器最高計(jì)數(shù)速率可達(dá)2.6MHz?！裘總€計(jì)數(shù)器都可以編程設(shè)定6種工作方式之一。◆所有輸入/輸出均與TTL電平兼容。5.3.28253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與管腳

1.8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)總線緩沖器D7~D0計(jì)數(shù)器0控制寄存器計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)器2初值寄存器輸出鎖存器減1計(jì)數(shù)器CLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2讀/寫控制邏輯RDWRCSA1A05.3.28253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與管腳

2.8253的管腳及其功能

◆

D7~D0：8位、雙向、三態(tài)數(shù)據(jù)線，直接和系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連。讀/寫16位數(shù)據(jù)則分兩次進(jìn)行?！?/p>

CS：片選信號，低電平有效?！?/p>

RD，WR：讀信號，寫信號，低電平時有效?！?/p>

A1，A0：8253端口選擇線。00~10分別選擇計(jì)數(shù)器0~2，11選擇控制端口。◆

CLK0~CLK2：分別是計(jì)數(shù)器0~2計(jì)數(shù)脈沖輸入端，決定計(jì)數(shù)的速率?！?/p>

GATE0~GATE2：分別是計(jì)數(shù)器0~2門控輸入端，作為對計(jì)數(shù)允許/禁止的控制?！?/p>

OUT0~OUT2：分別是計(jì)數(shù)器0~2的輸出端，反映計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)。5.3.38253的工作方式

1.8253控制字格式

8253控制字（8位），可以選擇計(jì)數(shù)器、工作方式、計(jì)數(shù)的數(shù)制（二進(jìn)制或者十進(jìn)制——BCD碼）以及CPU訪問計(jì)數(shù)器的讀/寫方法等。

D7D6D5D4D3D2D1D0SC1SC0RW1RW0M2M1M0BCD計(jì)數(shù)器選擇00:計(jì)數(shù)器001:計(jì)數(shù)器110:計(jì)數(shù)器211:無意義讀/寫方法00:鎖存計(jì)數(shù)值01:只讀/寫低8位10；只讀/寫高8位11:先低8位，后高8位讀/寫16位工作方式選擇000：方式0001：方式1×10：方式2×11：方式3100：方式4101：方式5數(shù)制選擇0：二進(jìn)制1：BCD碼5.3.38253的工作方式

8253的編程設(shè)置

◆計(jì)數(shù)器工作必須先設(shè)置控制字，然后寫入計(jì)數(shù)初始值，在門控（GATE）有效時啟動減1計(jì)數(shù)?！粼O(shè)置計(jì)數(shù)初值要符合控制字的計(jì)數(shù)器位數(shù)規(guī)定。若用低位字節(jié)或用高位字節(jié)，8位計(jì)數(shù)初值一次寫；若高、低位字節(jié)都用，16位計(jì)數(shù)初值分兩次寫，先寫低字節(jié)，后寫高字節(jié)。0是計(jì)數(shù)器所能容納的最大計(jì)數(shù)初值?！糇x取計(jì)數(shù)器當(dāng)前的值，可以了解計(jì)數(shù)動態(tài)情況。在讀計(jì)數(shù)值之前，必須用鎖存命令（控制字的D5D4為00）把計(jì)數(shù)值鎖存到計(jì)數(shù)輸出寄存器，然后再讀。否則讀數(shù)時，計(jì)數(shù)輸出寄存器隨減1計(jì)數(shù)寄存器動態(tài)變化，得不到穩(wěn)定值。當(dāng)CPU將鎖定計(jì)數(shù)值讀走之后，鎖存功能自動失鎖，計(jì)數(shù)輸出寄存器又隨減1計(jì)數(shù)寄存器動態(tài)變化。

◆方式0──計(jì)數(shù)結(jié)束產(chǎn)生中斷

◆方式1──可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)（脈沖）觸發(fā)器

◆方式2──頻率發(fā)生器（分頻器）

◆方式3──方波頻率發(fā)生器

◆方式4──軟件觸發(fā)選通信號發(fā)生器

◆方式5──硬件（GATE）觸發(fā)的選通信號發(fā)生器8253正常計(jì)數(shù)狀態(tài)下的方式0~方式5輸出波形

示例

5.3.38253的工作方式

2.8253的六種工作方式8253方式0~方式5的輸出波形

減1計(jì)數(shù)器的值CLK寫控制字寫N=4WR4321┅┅┅方式0OUT方式1OUT方式2OUT方式3OUT方式4/5OUT

8253六種工作方式的共同點(diǎn)：◆每一種工作方式不僅與計(jì)數(shù)初值有關(guān)，而且受CLK信號和GATE信號控制。CLK信號確定計(jì)數(shù)器減1的速率，GATE信號允許/禁止計(jì)數(shù)器工作或計(jì)數(shù)器啟動。

◆寫入計(jì)數(shù)初值之后，并不馬上開始計(jì)數(shù)，只有檢測到GATE信號有效，經(jīng)過一個CLK周期，把計(jì)數(shù)初值送到減1計(jì)數(shù)寄存器，才開始作減1操作?！鬙UT端隨著工作方式的不同和當(dāng)前計(jì)數(shù)狀態(tài)的不同，一定有電平輸出變化，而且輸出變化均發(fā)生在CLK的下降沿。OUT的輸出波形在寫控制字之前為未定態(tài)，在寫了控制字之后到計(jì)數(shù)之前為計(jì)數(shù)初態(tài)，再之后有計(jì)數(shù)態(tài)、暫停態(tài)、結(jié)束態(tài)等?！魧τ诮o定的工作方式，門控信號GATE的觸發(fā)條件是有具體規(guī)定的，或電平觸發(fā)，或邊沿觸發(fā)，或兩者均可。GATE的性能表

5.3.38253的工作方式

3.8253的六種工作方式比較8253門控信號GATE的性能

方式低電平或下降沿上升沿高電平0

禁止計(jì)數(shù)

—

允許計(jì)數(shù)1

—

開始計(jì)數(shù)，

—2

禁止計(jì)數(shù)，

輸出變?yōu)榈碗娖?/p>

允許計(jì)數(shù)3

輸出變?yōu)楦唠娖?/p>

重新設(shè)置初值，

允許計(jì)數(shù)4

禁止計(jì)數(shù)，

開始計(jì)數(shù)

允許計(jì)數(shù)5

輸出變?yōu)楦唠娖?/p>

開始計(jì)數(shù)

—5.3.38253的工作方式

3.8253的六種工作方式比較

8253六種工作方式的不同點(diǎn)：◆方式0和方式4都是由軟件觸發(fā)(寫入計(jì)數(shù)初值)啟動計(jì)數(shù)，無自動重裝入計(jì)數(shù)初值能力，除非再寫初值。門控信號GATE高電平時，減1計(jì)數(shù)器減1；低電平時，減1計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。它們的區(qū)別是：方式0在計(jì)數(shù)過程中OUT輸出為低電平，計(jì)數(shù)結(jié)束時變?yōu)楦唠娖?，并一直保持；方?在計(jì)數(shù)過程中OUT輸出為高電平，計(jì)數(shù)結(jié)束時輸出一個寬度為一個TCLK的負(fù)脈沖，以后又保持高電平?！舴绞?和方式5均是硬件觸發(fā)(GATE上升沿)啟動計(jì)數(shù)。寫入初值之后，在門控信號GATE的上升沿觸發(fā)下，初值寫入減1計(jì)數(shù)寄存器，開始計(jì)數(shù)，并且GATE只在上升沿起作用。它們的區(qū)別是：方式1在計(jì)數(shù)過程中O