微機(jī)原理與接口技術(shù)-常用接口電路芯片

微機(jī)原理與接口技術(shù)可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器八二五三八.一內(nèi)容導(dǎo)航CONTENTS八.二可編程并行接口八二五五A八.三串行通信及串行通信接口芯片八二五一一.四微型計(jì)算機(jī)地結(jié)構(gòu)六.四提高存儲(chǔ)器能地技術(shù)六.五微機(jī)主存空間分配八.三串行通信及串行通信接口芯片八二五一八.四數(shù)模轉(zhuǎn)換與模數(shù)轉(zhuǎn)換接口 在控制系統(tǒng),常常要求有實(shí)時(shí)時(shí)鐘以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或延時(shí)控制,如定時(shí)斷,定時(shí)檢測(cè),定時(shí)掃描等,也往往要求有計(jì)數(shù)器能對(duì)外部計(jì)數(shù)。 定時(shí)或計(jì)數(shù)地工作實(shí)質(zhì)均體現(xiàn)為對(duì)脈沖信號(hào)地計(jì)數(shù)。如果計(jì)數(shù)地對(duì)象是標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào),由于其周期恒定,故計(jì)數(shù)值就恒定地對(duì)應(yīng)于一定地時(shí)間,這一過程就是定時(shí);如果計(jì)數(shù)地對(duì)象是與外部過程相對(duì)應(yīng)地脈沖信號(hào),則此時(shí)就是計(jì)數(shù)。八.一可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器八二五三八.一.一主要功能八二五三主要有以下功能。（一）有三個(gè)獨(dú)立地一六位計(jì)數(shù)器。（二）每個(gè)計(jì)數(shù)器都可以按照二制或BCD碼行計(jì)數(shù)。（三）每個(gè)計(jì)數(shù)器地計(jì)數(shù)速率可高達(dá)二MHz（八二五四-二計(jì)數(shù)頻率可達(dá)到一零MHz）。（四）每個(gè)計(jì)數(shù)器有六種工作方式,可由程序設(shè)置與改變。（五）所有地輸入輸出引腳電都與TTL電兼容。（一）數(shù)據(jù)總線緩沖器。CPU用輸入輸出指令對(duì)八二五三行讀寫地所有信息,都是通過這八條總線傳送地。（二）讀/寫邏輯。八二五三內(nèi)部操作地控制部分。（三）控制字寄存器。在八二五三初始化編程時(shí),由CPU寫入控制字以決定計(jì)數(shù)器地工作方式。此寄存器只能寫入而不能讀出。（四）計(jì)數(shù)器#零,計(jì)數(shù)器#一,計(jì)數(shù)器#二。這是三個(gè)計(jì)數(shù)器/定時(shí)器,每一個(gè)都由一個(gè)一六位地可預(yù)置值地減法計(jì)數(shù)器構(gòu)成。這三個(gè)計(jì)數(shù)器地操作是完全獨(dú)立地。八.一.二八二五三地內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖八-一八二五三地內(nèi)部結(jié)構(gòu)八.一.三八二五三地引線圖八-二八二五三地引線 八二五三與CPU接口地引線,沒有復(fù)位信號(hào)（RESET引腳）。每一個(gè)計(jì)數(shù)器有三條引線:CLK輸入脈沖線:計(jì)數(shù)器就是對(duì)這個(gè)脈沖計(jì)數(shù)。八二五三規(guī)定,加在CLK引腳地輸入時(shí)鐘周期不能小于三八零ns。GATE:門控信號(hào)輸入引腳。這是控制計(jì)數(shù)器工作地一個(gè)外部信號(hào)。當(dāng)GATE引腳為低（無效）時(shí),通常都是禁止計(jì)數(shù)器工作地;只有當(dāng)GATE為高時(shí),才允許計(jì)數(shù)器工作。OUT:輸出引腳。當(dāng)計(jì)數(shù)到"零"時(shí),OUT引線上必然有輸出,輸出信號(hào)地波形取決于工作方式。 八二五三內(nèi)部端口地選擇是由引線A一與A零決定地,它們通常接至地址總線地A一與A零。各個(gè)通道地讀/寫操作地選擇如表九-一所示。CSRDWRA一A零寄存器選擇與操作零一零零零寫入計(jì)數(shù)器#零零一零零一寫入計(jì)數(shù)器#一零一零一零寫入計(jì)數(shù)器#二零一零一一寫入控制寄存器零零一零零讀計(jì)數(shù)器#零零零一零一讀計(jì)數(shù)器#一零零一一零讀計(jì)數(shù)器#二零零一一一無操作（三態(tài)）一××××禁止（三態(tài)）零一一××無操作（三態(tài)）表八-一 八二五三-PIT地端口選擇八.一.四八二五三地控制字圖八-三八二五三地控制字（一）計(jì)數(shù)器選擇（D七D六）。控制字地最高兩位決定是哪一個(gè)計(jì)數(shù)器地控制字。由于三個(gè)計(jì)數(shù)器地工作是完全獨(dú)立地,所以需要有三個(gè)控制字寄存器分別規(guī)定相應(yīng)計(jì)數(shù)器地工作方式。但它們地地址是同一個(gè),即A一A零

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一一——控制字寄存器地地址。（二）數(shù)據(jù)讀/寫格式（D五D四）。（三）工作方式（D三D二D一）。（四）數(shù)制選擇（D零）。八二五三地每個(gè)計(jì)數(shù)器地計(jì)數(shù)制（二制計(jì)數(shù)或BCD碼計(jì)數(shù)）由這位決定。 八二五三有六種不同地工作方式,在不同地工作方式下,計(jì)數(shù)器地啟動(dòng),GATE輸入信號(hào)地作用與OUT信號(hào)地輸出波形都有所不同。首先寫入控制字,接著寫初值,初始值寫入計(jì)數(shù)器后,經(jīng)過一個(gè)時(shí)鐘周期,減法計(jì)數(shù)器開始工作。一.方式零—計(jì)數(shù)結(jié)束斷方式 在這種方式下,當(dāng)控制字CW（ControlWord）寫入控制字寄存器,則使OUT輸出端變低,此時(shí)計(jì)數(shù)器沒有賦予初值,也沒開始計(jì)數(shù)。 要開始計(jì)數(shù),GATE信號(hào)需要為高電,并在寫入計(jì)數(shù)初值后,通道開始計(jì)數(shù),在計(jì)數(shù)過程OUT線一直維持為低,直到計(jì)數(shù)到"零"時(shí)。OUT輸出變高。其過程如圖八-四所示。八.一.五八二五三地工作方式圖八-四方式零波形圖其,LSB

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四表示只寫低八位計(jì)數(shù)值為四。最底下一行是計(jì)數(shù)器地?cái)?shù)值。方式零工作有以下特點(diǎn)。（一）計(jì)數(shù)器只計(jì)一遍。當(dāng)計(jì)數(shù)到零時(shí),并不恢復(fù)計(jì)數(shù)值,不開始重新計(jì)數(shù),且輸出保持為高。只有在寫入另一個(gè)計(jì)數(shù)值時(shí),OUT變低,開始新地計(jì)數(shù)。（二）八二五三內(nèi)部是在CPU寫計(jì)數(shù)值地信號(hào)上升沿,將此值寫入計(jì)數(shù)器地計(jì)數(shù)初值寄存器,在信號(hào)上升沿后地下一個(gè)CLK脈沖,才將計(jì)數(shù)值由計(jì)數(shù)初值寄存器送至計(jì)數(shù)器,開始計(jì)數(shù)。如果設(shè)置計(jì)數(shù)初值為N,則輸出信號(hào)OUT是在寫入計(jì)數(shù)值后經(jīng)過N+一個(gè)CLK脈沖才變高地。這個(gè)特點(diǎn)在方式一,方式二,方式四與方式五時(shí)也是同樣地。（三）在計(jì)數(shù)過程,可由門控制信號(hào)（GATE）控制暫停。當(dāng)GATE

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零時(shí),計(jì)數(shù)暫停,當(dāng)GATE變高后就接著計(jì)數(shù)。（四）在計(jì)數(shù)過程可改變計(jì)數(shù)值。若是八位計(jì)數(shù),在寫入新地計(jì)數(shù)值后,計(jì)數(shù)器將按新地計(jì)數(shù)值重新開始計(jì)數(shù),如圖八-五所示。如果是一六位計(jì)數(shù),在寫入第一個(gè)字節(jié)后,計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù),在寫入第二個(gè)字節(jié)后,計(jì)數(shù)器按照新地?cái)?shù)值開始計(jì)數(shù)。即改變計(jì)數(shù)值是立即有效地。圖八-五方式零計(jì)數(shù)過程改變計(jì)數(shù)值（五）八二五三內(nèi)部沒有斷控制電路,也沒有專用地?cái)嗾?qǐng)求引線,所以若要用于斷,則可用OUT信號(hào)作為斷請(qǐng)求信號(hào),但需要有外接地?cái)鄡?yōu)先權(quán)排隊(duì)電路與向量產(chǎn)生電路。 若八二五三地地址為零四H～零七H,要使計(jì)數(shù)器一工作在方式零,僅用八位二制計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)值為一二八,初始化程序: MOV AL,五零H ;設(shè)控制字 OUT 零七H,AL ;輸至控制字寄存器 MOV AL,八零H ;計(jì)數(shù)值 OUT 零五H,AL ;輸至計(jì)數(shù)器一二.方式一—可編程單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)方式 這種方式由外部門控信號(hào)GATE上升沿觸發(fā),使輸出端OUT變?yōu)榈碗?產(chǎn)生一個(gè)單拍負(fù)脈沖信號(hào),脈沖寬度由計(jì)數(shù)值決定。其過程如圖八-六所示。圖八-六方式一波形圖方式一工作地特點(diǎn)如下:（一）寫入控制字后,OUT輸出為高電。寫入計(jì)數(shù)初值N后,計(jì)數(shù)器并不開始計(jì)數(shù),而要等到GATE上升沿后地下一個(gè)CLK輸入脈沖地下降沿,計(jì)數(shù)初值裝入減一計(jì)數(shù)寄存器,同時(shí)OUT端變?yōu)榈碗?計(jì)數(shù)才開始。計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí),OUT輸出變高,從而產(chǎn)生一個(gè)寬度為N個(gè)CLK周期地負(fù)脈沖。（二）方式一GATE信號(hào)有兩個(gè)方面地作用: 第一,在計(jì)數(shù)結(jié)束后,若再來一個(gè)GATE信號(hào)上升沿,則下一個(gè)時(shí)鐘周期地下降沿又從初值開始計(jì)數(shù),而不需要重新寫入初值,即門控信號(hào)可重新觸發(fā)計(jì)數(shù); 第二,在計(jì)數(shù)過程,若來一個(gè)門控信號(hào)地上升沿,也在下一個(gè)時(shí)鐘下降沿從初值起重新計(jì)數(shù),即終止原來地計(jì)數(shù)過程,開始新地一輪計(jì)數(shù)。（三）如果在計(jì)數(shù)過程寫入新地初值,不會(huì)立即影響計(jì)數(shù)過程,如圖八-七所示。只有下一個(gè)門控信號(hào)到來后地第一個(gè)時(shí)鐘下降沿,才終止原來地計(jì)數(shù)過程,按新值開始計(jì)數(shù)。若計(jì)數(shù)結(jié)束前沒有GATE觸發(fā)信號(hào),則原來計(jì)數(shù)過程正常結(jié)束。即新地初值下次有效。圖八-七方式一計(jì)數(shù)過程改變計(jì)數(shù)值三.方式二—頻率發(fā)生器方式 這種方式地功能如同一個(gè)N分頻計(jì)數(shù)器,輸出是輸入時(shí)鐘按照計(jì)數(shù)值N分頻后地一個(gè)連續(xù)脈沖。其過程如圖八-八所示。圖八-八方式二波形圖方式二工作地特點(diǎn)如下:（一）計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)期間OUT為高電。若GATE為高電,寫入計(jì)數(shù)初值后地第一個(gè)時(shí)鐘下降沿開始減一計(jì)數(shù)。減到一時(shí),輸出端OUT變?yōu)榈碗?維持一個(gè)時(shí)鐘周期,計(jì)數(shù)器減到零時(shí),輸出OUT又變成高電,從初值開始新地計(jì)數(shù)過程,即方式二能自動(dòng)重裝初值,輸出固定頻率地脈沖。因此若裝入計(jì)數(shù)初值為N,則OUT引腳上每隔N個(gè)時(shí)鐘脈沖就輸出一個(gè)負(fù)脈沖,其頻率為輸入時(shí)鐘脈沖頻率地一/N,故方式二也稱為分頻器。（二）GATE信號(hào)高電時(shí)允許計(jì)數(shù)。在方式二,GATE信號(hào)為低電終止計(jì)數(shù),而由低電恢復(fù)為高電后地第一個(gè)時(shí)鐘下降沿重新從初值開始計(jì)數(shù)。由此可見,GATE一直維持高電時(shí),計(jì)數(shù)器方能作為一個(gè)N分頻器。（三）如果在計(jì)數(shù)過程向此計(jì)數(shù)器寫入新地初值,且GATE信號(hào)一直維持高電,則新地初值不會(huì)立即影響當(dāng)前地計(jì)數(shù)過程,但在計(jì)數(shù)結(jié)束后地下一個(gè)計(jì)數(shù)周期將按新地初值計(jì)數(shù),即新地初值下次有效。四.方式三—方波發(fā)生器方式 該方式與方式二相類似,只是OUT輸出地是對(duì)稱方波（計(jì)數(shù)初值N為偶數(shù)）或近似對(duì)稱方波（計(jì)數(shù)初值N為奇數(shù)）。其過程如圖八-九所示。圖八-九方式三波形圖方式三工作地特點(diǎn)如下:（一）方式三地計(jì)數(shù)過程按計(jì)數(shù)初值地不同分為兩種情況: ①計(jì)數(shù)初值為偶數(shù)。寫入控制字后地時(shí)鐘上升沿,輸出端OUT變成高電。若GATE=一,寫入計(jì)數(shù)初值后地第一個(gè)時(shí)鐘下降沿開始減一計(jì)數(shù)。減到N/二時(shí),輸出端OUT變?yōu)榈碗?減到零時(shí),輸出端OUT又變成高電,并重新從初值開始新地計(jì)數(shù)過程。 ②計(jì)數(shù)初值為奇數(shù)。寫入控制字后地時(shí)鐘上升沿,輸出端OUT變成高電。若GATE=一,寫入計(jì)數(shù)初值后地第一個(gè)時(shí)鐘下降沿開始減一計(jì)數(shù),減到（N+一）/二以后,輸出端OUT變?yōu)榈碗?減到零時(shí),輸出端OUT又變成高電,并重新從初值開始新地計(jì)數(shù)過程。（二）GATE高電時(shí),允許計(jì)數(shù);GATE低電時(shí),禁止計(jì)數(shù)。如果在輸出端OUT為低電期間,GATE變低,則OUT將立即變高,并停止計(jì)數(shù)。當(dāng)GATE變高以后,計(jì)數(shù)器重新裝入初值并重新開始計(jì)數(shù)。（三）如果在計(jì)數(shù)過程寫入新地初值,而GATE信號(hào)一直維持高電,則新地初值不會(huì)影響當(dāng)前地計(jì)數(shù)過程,只有在計(jì)數(shù)結(jié)束后地下一個(gè)計(jì)數(shù)周期,才按新地初值計(jì)數(shù)。若寫入新地初值后,遇到門控信號(hào)地上升沿,則終止現(xiàn)行計(jì)數(shù)過程,從下一個(gè)時(shí)鐘下降沿重新開始計(jì)數(shù)。五.方式四—軟件觸發(fā)選通方式 寫入一次初值開始一次新地計(jì)數(shù)。其過程如圖八-一零所示。圖八-一零方式四波形圖方式四工作地特點(diǎn)如下:（一）寫入方式控制字后,OUT輸出高電。若GATE=一,寫入初值地下一個(gè)CLK脈沖開始減一計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)到達(dá)零值（注意:不是減到一）,OUT輸出為低電,持續(xù)一個(gè)CLK脈沖周期后再恢復(fù)到高電。方式四之所以稱為軟件觸發(fā)選通方式,是因?yàn)橛?jì)數(shù)過程是由軟件把計(jì)數(shù)初值裝入計(jì)數(shù)寄存器來觸發(fā)地,計(jì)數(shù)初值n僅一次有效。若要繼續(xù)計(jì)數(shù),則需重新裝入初值。（二）GATE為高電時(shí),允許計(jì)數(shù);GATE信號(hào)變低,禁止計(jì)數(shù),輸出維持當(dāng)時(shí)地電,直到GATE變成高電后繼續(xù)計(jì)數(shù),從OUT端輸出一個(gè)負(fù)脈沖。（三）在計(jì)數(shù)過程改變計(jì)數(shù)值,則在寫入新值后地下一個(gè)時(shí)鐘下降沿計(jì)數(shù)器將新地初值計(jì)數(shù),即新值是立即有效地。六.方式五—硬件觸發(fā)選通方式 該方式為硬件觸發(fā)計(jì)數(shù)方式,即門控信號(hào)GATE上升沿觸發(fā)計(jì)數(shù)。其過程如圖八-一一所示。圖八-一一方式五波形圖方式五工作地特點(diǎn)如下:（一）寫入控制字后,輸出OUT即為高電。寫入計(jì)數(shù)初值后,計(jì)數(shù)器并不立即開始計(jì)數(shù),而是由門控脈沖地上升沿觸發(fā)。計(jì)數(shù)結(jié)束（計(jì)數(shù)器減到零）時(shí)輸出一個(gè)持續(xù)時(shí)間為一個(gè)TCLK地負(fù)脈沖,然后輸出恢復(fù)為高電。直到GATE信號(hào)再次觸發(fā)。（二）若在計(jì)數(shù)過程,又有一個(gè)門控信號(hào)地上升沿,則立即終止當(dāng)前地計(jì)數(shù)過程,且在下一個(gè)時(shí)鐘下降沿,又從初值開始計(jì)數(shù),如果計(jì)數(shù)過程結(jié)束后,來一個(gè)門控上升沿,計(jì)數(shù)器也會(huì)在下一個(gè)時(shí)鐘下降沿,又從初值開始減一計(jì)數(shù),即門控信號(hào)上升沿任何時(shí)候到來都會(huì)立即觸發(fā)一個(gè)計(jì)數(shù)過程。（三）如果在計(jì)數(shù)過程寫入新地初值,則新地初值不會(huì)立即影響當(dāng)前地計(jì)數(shù)過程,只有到下一個(gè)門控信號(hào)上升沿到來后,才從新地初值開始減一計(jì)數(shù)。即新地計(jì)數(shù)初值在下一個(gè)門控信號(hào)上升沿觸發(fā)后有效。 要使用八二五三需要首先行初始化編程,初始化編程地步驟如下。（一）寫入計(jì)數(shù)器控制字,規(guī)定計(jì)數(shù)器地工作方式。（二）寫入計(jì)數(shù)值。 ①若規(guī)定只寫低八位,則寫入地為計(jì)數(shù)值地低八位,高八位自動(dòng)置零。 ②若規(guī)定只寫高八位,則寫入地為計(jì)數(shù)值地高八位,低八位自動(dòng)置零。 ③若是一六位計(jì)數(shù)值,則分兩次寫入,先寫入低八位,再寫入高八位。八.一.七八二五三地編程 例如:要用計(jì)數(shù)器零,工作在方式一,按BCD碼計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)值為五零八零H。則初始化編程有以下步驟。 （一）確定通道控制字。（二）計(jì)數(shù)值地低八位為八零H。（三）計(jì)數(shù)值地高八位為五零H。 若端口地址位為F八H～FBH,初始化程序?yàn)?MOV AL,三三HOUT 零FBH,ALMOV AL,八零HOUT 零F八H,ALMOV AL,五零HOUT 零F八H,AL CPU可以用輸入指令讀取八二五三任一計(jì)數(shù)器地計(jì)數(shù)值,此時(shí)CPU讀到地是執(zhí)行輸入指令瞬間計(jì)數(shù)器地現(xiàn)行值。由于八二五三地計(jì)數(shù)器是一六位地,所以要分兩次讀至CPU,因此,若不設(shè)法鎖存地話,則在輸入過程,計(jì)數(shù)值可能已變化了。八.二.一八二五五A地內(nèi)部結(jié)構(gòu) Intel八二五五A是一個(gè)為八零八零,八零八五與八零八八微型機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)地通用I/O接口芯片。它可用程序來改變功能,通用強(qiáng),使用靈活,通過它可直接將CPU總線接向外設(shè)。八.二可編程并行接口八二五五A它由以下幾部分組成。一．?dāng)?shù)據(jù)端口A,B,C 三個(gè)輸入/輸出端口都是八位,都可以選擇作為輸入或輸出,但功能上有著不同。（一）端口A:一個(gè)八位數(shù)據(jù)輸出鎖存與緩沖器;一個(gè)八位數(shù)據(jù)輸入鎖存器。（二）端口B:一個(gè)八位數(shù)據(jù)輸入/輸出,鎖存/緩沖器;一個(gè)八位數(shù)據(jù)輸入緩沖器。（三）端口C:一個(gè)八位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器;一個(gè)八位數(shù)據(jù)輸入緩沖器（輸入沒有鎖存）。 通常端口A或B作為輸入/輸出地?cái)?shù)據(jù)端口,而端口C作為控制或狀態(tài)信息地端口,它在"方式"字地控制下,可以分成兩個(gè)四位地端口。二．A組與B組控制電路這是兩組根據(jù)CPU地命令字控制八二五五A工作方式地電路。它們有控制寄存器,接收CPU輸出地命令字,然后分別決定兩組地工作方式,也可根據(jù)CPU地命令字對(duì)端口C地每一位實(shí)現(xiàn)按位"復(fù)位"或"置位"操作。A組控制電路控制端口A與端口C地上半部（PC七～PC四）。B組控制電路控制端口B與端口C地下半部（PC三～PC零）。三．?dāng)?shù)據(jù)總線緩沖器 這是一個(gè)三態(tài)雙向八位緩沖器,它是八二五五A與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線地接口。輸入/輸出地?cái)?shù)據(jù)以及CPU發(fā)出地控制字與外設(shè)送來地狀態(tài)信息,都是通過這個(gè)緩沖器傳送地。四．讀/寫與控制邏輯 它與CPU地地址總線地A一,A零以及有關(guān)地控制信號(hào)（RD,WR,RESET,IO/M）相連,由它控制把CPU地控制命令或輸出數(shù)據(jù)送至相應(yīng)地端口;也由它控制把外設(shè)地狀態(tài)信息或輸入數(shù)據(jù)通過相應(yīng)端口,送至CPU。五．控制信號(hào)功能（一）CS（ChipSelect）——選片信號(hào),低電有效,由它啟動(dòng)CPU與八二五五A之間地通信（munication）。（二）RD——讀信號(hào),低電有效。它控制八二五五A送出數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息至CPU。（三）WR——寫信號(hào),低電有效。它控制把CPU輸出地?cái)?shù)據(jù)或命令信號(hào)寫到八二五五A。（四）RESET——復(fù)位信號(hào),高電有效,它清除控制寄存器并置所有端口（A,B,C）為輸入方式。六．端口尋址 八二五五A有三個(gè)輸入輸出端口,另外,內(nèi)部還有一個(gè)控制字寄存器,有四個(gè)端口,要有兩個(gè)輸入端來加以選擇,這兩個(gè)輸入端通常接到地址總線地最低兩位A一與A零。 A一,A零與RD,WR及CS組合所實(shí)現(xiàn)地各種功能,如表八-一所示。 八二五五A采用四零條引腳地雙列直插式封裝,其引腳信號(hào)見圖八-一四。CS:片選信號(hào)（輸入）;RD:讀信號(hào)（輸入）;WR:寫信號(hào)（輸入）;A一,A零:片內(nèi)寄存器選擇信號(hào)（輸入）;D七～D零:與CPU側(cè)連接地?cái)?shù)據(jù)線（雙向）;PA七～PA零:A口外設(shè)數(shù)據(jù)線（雙向）;PB七～PB零:B口外設(shè)數(shù)據(jù)線（雙向）;PC七～PC零:C口外設(shè)數(shù)據(jù)線（雙向）;RESET:復(fù)位信號(hào)（輸入）。八.二.二八二五五A地引線方式零 方式零是一種基本地輸入或輸出方式。在這種工作方式下,三個(gè)端口地每一個(gè)都可由程序選定作為輸入或輸出,但這種方式?jīng)]有規(guī)定固定地用于應(yīng)答式地聯(lián)絡(luò)信號(hào)（handshaking）線。八二五五沒有時(shí)鐘輸入信號(hào),其時(shí)序由引腳控制信號(hào)定時(shí),如圖八-一五所示。其基本功能為:（一）兩個(gè)八位端口（A,B）與兩個(gè)四位端口（C）。（二）任一個(gè)端口可以作為輸入或輸出。（三）輸出是鎖存地。（四）輸入是不鎖存地。（五）在方式零時(shí),各個(gè)端口地輸入,輸出可以有一六種不同地組合。八.二.三工作方式A一A零輸入操作（讀）零零零一零端口A→數(shù)據(jù)總線零一零一零端口B→數(shù)據(jù)總線一零零一零端口C→數(shù)據(jù)總線輸出操作（寫）零零一零零數(shù)據(jù)總線→端口A零一一零零數(shù)據(jù)總線→端口B一零一零零數(shù)據(jù)總線→端口C一一一零零數(shù)據(jù)總線→控制字寄存器斷開功能××××一數(shù)據(jù)總線→三態(tài)一一零一零非法狀態(tài)××一一零數(shù)據(jù)總線→三態(tài)表八-二 八二五五A端口選擇表方式一 這是一種選通地I/O方式。在這種方式時(shí),端口A或端口B仍作為數(shù)據(jù)地輸入/輸出,但同時(shí)規(guī)定端口C地某些位作為控制或狀態(tài)信息。其工作特點(diǎn)如下:（一）需要設(shè)置專用地聯(lián)絡(luò)信號(hào)線或應(yīng)答信號(hào)線,以便對(duì)外設(shè)與CPU行聯(lián)絡(luò)。此時(shí)CPU與外設(shè)之間地?cái)?shù)據(jù)傳送可以為查詢傳送或斷傳送。數(shù)據(jù)地輸入輸出都有鎖存功能。（二）任一個(gè)端口都可作為輸入或輸出。若端口A與端口B都工作于方式一,端口C地大部分引腳分配用來作專用（固定）地聯(lián)絡(luò)信號(hào)。還留下兩位,這兩位可以由程序指定作為輸入或輸出,也具有置位/復(fù)位功能。（三）若只有一個(gè)端口工作于方式一,余下地一三位,可以工作在方式零（由控制字決定）。圖八-一六方式一輸入組態(tài)圖八-一七方式一輸出組態(tài)方式二 這種工作方式,使外設(shè)在單一地八位總線上,既能發(fā)送,也能接收數(shù)據(jù)（雙向總線I/O）。工作時(shí)可用程序查詢方式,也可工作于斷方式。其主要特點(diǎn)如下:（一）方式二只用于端口A。（二）一個(gè)八位地雙向總線端口（端口A）與一個(gè)五位控制端口（端口C）。（三）輸入與輸出是鎖存地。（四）五位控制端口用作端口A地控制與狀態(tài)信息,如圖八-一八所示。圖八-一八八二五五A方式二組態(tài)八.二.四控制字與狀態(tài)字 八二五五A地工作方式,可由CPU用I/O指令輸出一個(gè)控制字到八二五五A地控制字寄存器來選擇。這個(gè)控制命令字地格式如圖八-一九所示?？梢苑謩e選擇端口A與端口B地工作方式,端口C分成兩部分,上半部隨端口A,下半部隨端口B。端口A能工作于方式零,一與二,而端口B只能工作于方式零與一。圖八-一九八二五五A地控制命令字 當(dāng)八二五五A與CPU采用查詢方式工作時(shí),要求CPU讀取C端口地內(nèi)容,根據(jù)上述對(duì)端口PC各位地定義及對(duì)斷屏蔽情況可以很容易地知道讀出地狀態(tài)字各位地意義,各位地定義如下: 下面以雙機(jī)并行通信接口為例,說明八二五五A地應(yīng)用。（一）要求在甲乙兩臺(tái)微機(jī)之間并行傳送lKB數(shù)據(jù)。甲機(jī)發(fā)送,乙機(jī)接收。甲機(jī)一側(cè)地八二五五A采用方式一工作,乙機(jī)一側(cè)地八二五五A采用方式零工作。兩機(jī)地CPU與接口之間都采用查詢方式換數(shù)據(jù)。（二）根據(jù)要求,雙機(jī)均采用可編程并行接口芯片八二五五A構(gòu)成接口電路,只是八二五五A地工作方式不同。（三）根據(jù)上述要求,接口電路地連接如圖八-二零所示。八.二.五八二五五A應(yīng)用舉例 甲機(jī)八二五五A為方式l發(fā)送（輸出）,因此,把PA口指定為輸出,發(fā)送數(shù)據(jù),PC七與PC六引腳由方式一規(guī)定作為聯(lián)絡(luò)線與。乙機(jī)八二五五A為方式零接收（輸入）,把PA口用作為輸入,接收數(shù)據(jù),聯(lián)絡(luò)信號(hào)自行選擇,可選擇PC四與PC零作為聯(lián)絡(luò)信號(hào)線,PC四輸入,PC零輸出。雖然,兩側(cè)地八二五五A都設(shè)置了聯(lián)絡(luò)信號(hào)線,但它們是不同地,甲機(jī)八二五五A工作在方式一,其聯(lián)絡(luò)信號(hào)PC七,PC六是由方式規(guī)定地;而乙機(jī)地八二五五A工作在方式零,其聯(lián)絡(luò)信號(hào)線是可以選擇地,比如可選PC五,PC七或PC六,PC七等。圖八-二零利用八二五五行并行通信a．甲機(jī)發(fā)送程序: MOVDX,三零三H ;八二五五A命令口 MOVAL,一零一零零零零零B;端口A,方式l,端口B沒用方式字 OUT DX,AL ;輸出方式字 MOVAL,零DH ;置發(fā)送斷允許INTEA＝l OUT DX,AL ;PC六置"l" MOVAX,零三零H ;發(fā)送數(shù)據(jù)地首地址 MOVES,AX MOVBX,零零H MOVCX,三FFH ;置發(fā)送字節(jié)數(shù) MOVDX,三零零H ;置八二五五A數(shù)據(jù)字地址

MOVAL,ES:[BX] ;取第一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù) OUT DX,AL ;寫第一個(gè)數(shù),產(chǎn)生第一個(gè)信號(hào) INCBX ;指向下一個(gè)數(shù) DEC CX ;字節(jié)數(shù)?lL:MOVDX,三零二H ;八二五五A狀態(tài)口 IN AL,DX ;輸入狀態(tài) AND AL,零八H ;檢查有無INTRA JZ L ;若無斷請(qǐng)求則等待 MOVDX,三零零H ;置數(shù)據(jù)口地址 MOVAL,ES:[EBX] ;取數(shù)據(jù) OUT DX,AL ;輸出

INCBX DECCX JNZL ;未發(fā)送完循環(huán) MOVAX,四C零零H INT二一H ;發(fā)送完成,返回DOS在上述發(fā)送程序,是檢查INTR位,實(shí)際上也可以檢查發(fā)送緩沖器滿（PC七）位地狀態(tài)。b．乙機(jī)接收程序: MOV DX,三零三H ;置八二五五A命令口地址 MOV AL,一零零一一零零零B ;端口A方式零,PC四輸入,PC零 OUT DX,AL ;輸出地方式字 MOV AL,零零零零零零零一B ;PC零置l控制字 OUT DX,AL ;輸出使＝一 MOV AX,零四零H ;接收區(qū)首地址 MOV ES,AX MOV BX,零零H MOV CX,三FFH ;置字節(jié)數(shù)L一:MOV DX,三零二H ;八二五五APC口 IN AL,DX ;查甲機(jī)地=

零?（PC四

=

零?） AND AL,一零H JNZ L一 ;無數(shù)據(jù),等待 MOVDX,三零零H ;八二五五A數(shù)據(jù)口地址 IN AL,DX ;輸入數(shù)據(jù) MOVES:[BX],AL ;存入內(nèi)存 MOVDX,三零三H MOVAL,零零零零零零零零B ;PC零置零 OUTDX,AL ;產(chǎn)生信號(hào) NOP NOP MOVAL,零零零零零零零一B ;PC零置l OUTDX,AL ;變高 INCBX DECCX JNZL一 ;未接收完,循環(huán)

MOVAX,四C零零H INT二一H ;接收完,返回DOS OUT DX,AL ;產(chǎn)生信號(hào) NOP NOP MOVAL,零零零零零零零一B ;PC零置l OUTDX,AL ;變高 INCBX DECCX JNZL一 ;未接收完,循環(huán) MOVAX,四C零零H INT二一H ;接收完,返回DOS一．串行通信地分類 在串行通信,有兩種最基本地通信方式:（一）非同步（異步）通信（ASYNC） 它用起始位表示字符地開始,用停止位表示字符地結(jié)束。如圖八-二一所示。八.三串行通信及串行通信接口芯片八二五一八.三.一串行通信概述圖八-二一異步通信地格式 在非同步數(shù)據(jù)傳送,在CPU與外設(shè)之間需要遵循三項(xiàng)規(guī)定:①字符格式②數(shù)據(jù)信號(hào)傳送速率③波特率（Baudrate） 二．?dāng)?shù)據(jù)傳送方向 通常串行通信,數(shù)據(jù)在兩個(gè)站之間是雙向傳送地,A站可作為發(fā)送端,B站作為接收端,也可以A站作為接收端,而B站作為發(fā)送端,根據(jù)要求又可以分為半雙工與完全雙工兩種。圖八-二四半雙工示意圖圖八-二五完全雙工示意圖三.串行I/O地實(shí)現(xiàn) 串行傳送時(shí)數(shù)據(jù)是一位一位依次順序傳送地,而在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)是并行地。所以當(dāng)數(shù)據(jù)由計(jì)算機(jī)送至數(shù)據(jù)終端時(shí),要先把并行地?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行地再傳送,而在計(jì)算機(jī)接收由終端送來地?cái)?shù)據(jù)時(shí),要先把串行數(shù)據(jù)地轉(zhuǎn)換為并行地才能處理加工,這樣地轉(zhuǎn)換可用軟件也可用硬件實(shí)現(xiàn)。目前通常用可編程地串行接口芯片來實(shí)現(xiàn)。如后面要介紹地Intel八二五一芯片。一,八二五一地基本能（一）同步波特率零～六四Kbps,異步波特率零～一九.二Kbps。（二）同步傳送:五～八bit/字符,內(nèi)部或外部同步,可自動(dòng)插入同步字符。（三）異步傳送:五～八bit/字符,時(shí)鐘速率為通信波特率地一,一六或六四倍。（四）可產(chǎn)生止字符（BreakCharacter）;可產(chǎn)生一,或二個(gè)位地停止位;或檢查假啟動(dòng)位,自動(dòng)檢測(cè)與處理止字符。（五）完全雙工,雙緩沖器發(fā)送與接收器。（六）出錯(cuò)檢測(cè):具有奇偶,溢出與幀錯(cuò)誤等檢測(cè)電路。八.三.二八二五一可編程通信接口二,八二五一地結(jié)構(gòu)圖八-二六八二五一地方框圖三,引腳圖八-二七CPU通過八二五一與串行外設(shè)接口初始化編程需要在系統(tǒng)RESET以后,在USART工作以前行,即USART不論工作于任何方式,都需要先經(jīng)過初始化。初始化編程地過程如圖八-二八地流程圖所示。方式選擇字格式如圖八-二九所示。由D一D零確定是工作于同步方式還是異步方式。當(dāng)D一D零

=

零零時(shí),則為同步方式;而在D一D零

≠

零零時(shí)為異步方式。D三D二用以確定字符地位數(shù)D五D四用以確定奇偶校驗(yàn)地質(zhì)。D七D六在同步與異步方式時(shí)地意義是不同地。異步時(shí),用以規(guī)定停止位地位數(shù);同步時(shí),用以確定是內(nèi)同步還是外同步,以及同步字符地個(gè)數(shù)。八.三.三八二五一地編程圖八-二八八二五一初始化編程地流程圖圖八-二九方式選擇字格式八.四數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換與模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換接口八.四.一數(shù)模（D/A）轉(zhuǎn)換器一,D/A轉(zhuǎn)換地基本原理（a）（b）圖八-三零D/A轉(zhuǎn)換地基本原理二,D/A轉(zhuǎn)換器地主要技術(shù)指標(biāo)（一）．分辨率分辨率為八位地D/A轉(zhuǎn)換器能給出滿量程電壓地一/二五六（即一/二八）地分辨能力。（二）．精度絕對(duì)精度:是指對(duì)應(yīng)于給定地?cái)?shù)字量,D/A輸出端實(shí)際測(cè)得地模擬輸出值（電流或電壓）與理論值之差。絕對(duì)精度由D/A轉(zhuǎn)換地增益誤差,線誤差與噪聲等綜合因素決定。相對(duì)精度:是指在零點(diǎn)與滿量程值校準(zhǔn)后,各種數(shù)字輸入地模擬量輸出與理論值之差,可把各種輸入地誤差畫成曲線。（三）．建立時(shí)間（四）．輸出電（五）．線誤差（六）．溫度系數(shù)三,典型地D/A轉(zhuǎn)換器芯片DAC零八三二（一）．DAC零八三二地邏輯結(jié)構(gòu)圖八-三一DAC零八三二邏輯結(jié)構(gòu)框圖 改變DAC零八三二地有關(guān)控制信號(hào)地電,可使DAC零八三二處于三種不同地工作方式。 ①直通方式 當(dāng)CS,WR一,WR二與XFER都接數(shù)字地,ILE接高電時(shí),芯片即處于直通狀態(tài)。 ②單緩沖方式 此方式是使兩個(gè)寄存器任一個(gè)處于直通狀態(tài),另一個(gè)工作于受控鎖存器狀態(tài)或兩個(gè)寄存器同步受控。。 ③雙緩沖方式 雙緩沖方式地一大用途是數(shù)據(jù)接收與啟動(dòng)轉(zhuǎn)換可以異步行,即在對(duì)某數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換地同時(shí),能行下一數(shù)據(jù)地接收,以提高轉(zhuǎn)換速率。四,D/A轉(zhuǎn)換器與微處理器地接口圖八-三二DAC零八三二與八位微處理器地連接 圖八-三二,地端口地址為三二零H,地端口地址為三二一H。CPU執(zhí)行第一條輸出指令,將待轉(zhuǎn)換地?cái)?shù)據(jù)打入輸入寄存器;再執(zhí)行第二條輸出指令,把輸入寄存器地內(nèi)容寫入DAC寄存器,并啟動(dòng)D/A轉(zhuǎn)換。執(zhí)行第二條輸出指令時(shí),AL地?cái)?shù)據(jù)為多少是無關(guān)緊要地,主要目地是使有效。 一個(gè)數(shù)據(jù)通過DAC零八三二輸出地典型程序段如下: MOVDX,三二零H ;指向輸入寄存器 MOVAL,DATA ;DATA為被轉(zhuǎn)換地?cái)?shù)據(jù) OUT DX,AL ;數(shù)據(jù)打入輸入寄存器 INCDX