第五章 輸入輸出及接口芯片的應(yīng)用

1、5.1 5.1 總線技術(shù)總線技術(shù)5.2 I/O5.2 I/O接口概述接口概述5.3 5.3 中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)5.4 5.4 定時(shí)與計(jì)數(shù)定時(shí)與計(jì)數(shù)5.5 5.5 并行接口并行接口5.6 5.6 串行接口串行接口PC機(jī)從其誕生以來就采用了總線結(jié)構(gòu)方式。自1970年美國DEC公司在PDP11/22小型計(jì)算機(jī)上采用Unibus總線以來,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，各大公司相繼推出了各種標(biāo)準(zhǔn)的、非標(biāo)準(zhǔn)的總線，總線速度是總線速度是制約計(jì)算機(jī)整體性能的最大因素。當(dāng)前總線結(jié)構(gòu)方制約計(jì)算機(jī)整體性能的最大因素。當(dāng)前總線結(jié)構(gòu)方式已經(jīng)成為微機(jī)性能的重要指標(biāo)之一。式已經(jīng)成為微機(jī)性能的重要指標(biāo)之一。 1 1、總線的概念、總

2、線的概念計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各模塊之間互連的鏈路叫做總線，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各模塊之間互連的鏈路叫做總線，它支持模塊之間的信息傳送?？偩€就是各種信號線的集合，是計(jì)算機(jī)各部件之間傳送數(shù)據(jù)、地址和控制信息的公共通路。從物理結(jié)構(gòu)來看，它是由一組導(dǎo)線和相關(guān)的控制、驅(qū)動電路組成。在微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有各式各樣的總線，總線常被作為一個(gè)獨(dú)立部件看待。1)1)地址總線地址總線 A0A19A0A19：用來對系統(tǒng)存儲器或 I/O接口進(jìn)行尋址。2)2)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線 D0D7D0D7：雙向，數(shù)據(jù)總線，用來在微處理器、存儲器和 I/O接口之間傳送數(shù)據(jù)、控制命令或信息。 3)3)控制線（控制線（2121根）根） ALE ALE ：輸

3、出，地址鎖存允許信號。該信號由8288總線控制器提供，用來鎖存 CPU送出的地址信息，供其它的芯片或外設(shè)讀取。在I/O通道中它與 AEN配合作為 CPU地址有效的指示。ANE：地址允許信號地址允許信號。該信號用來切斷 CPU對總線的控制。允許在I/O通道中(即在 I/O擴(kuò)展總線中)進(jìn)行 DMA傳送。當(dāng)AEN為高電平(有效電平)時(shí)，由 DMA控制器控制地址總線和數(shù)據(jù)總線，并提供讀寫命令。MEMRMEMR* *，MEMWMEMW* *：輸出，：輸出， 內(nèi)存讀取、寫入信號內(nèi)存讀取、寫入信號。此信號在 CPU啟動存儲器訪問總線周期時(shí)，由總線控制器所驅(qū)動。 IORIOR* *，IOWIOW* *：輸出，

4、：輸出，I/OI/O讀、寫信號讀、寫信號。當(dāng) CPU需要向 I/O接口讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)時(shí)，相應(yīng)信號會變成低電平。 IRQ7IRQ2 IRQ7IRQ2 ：輸入，：輸入， 第第2 2級至第級至第7 7級硬件中斷請求級硬件中斷請求輸入信號。輸入信號。這些信號是 I/O接口向CPU發(fā)出的請求服務(wù)信號，其中 IRQ2優(yōu)先級最高， IRQ7優(yōu)先級最低。中斷請求信號由IRQ信號的上升沿(由低至高的跳變)產(chǎn)生，它應(yīng)一直保持高電平，直到 CPU響應(yīng)為止。 DRQ3DRQlDRQ3DRQl： DMADMA請求輸入信號請求輸入信號。此信號用來表示外部設(shè)備要求進(jìn)入DMA周期。若某一外設(shè)或 I/O接口具有高速傳輸能力且有

5、大量數(shù)據(jù)要傳輸，希望與內(nèi)存直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸(即 DMA)，而不希望通過CPU時(shí)，可啟動此號信。此信號直接進(jìn)入主板上的 DMA控制器，由 DMA控制器按優(yōu)先順序，決定讓哪個(gè)I/O接口傳輸數(shù)據(jù)。 DACK0DACK3 DACK0DACK3 ：DMA通道03的 DMA響應(yīng)信號。此信號由 DMA控制器發(fā)出，表示對應(yīng)的 DRQ信號(DMA請求 DRQ1DRQ3)已被接受。4)4)狀態(tài)線（狀態(tài)線（2 2根）根）5)5)輔助線（輔助線（1111根）根）1)1)時(shí)鐘周期：時(shí)鐘周期：時(shí)鐘信號CLK的周期，是微處理器處理操作的最基本的時(shí)間單位 (CPU的主頻) 。2)2)指令周期：指令周期：取出并執(zhí)行一條指令的時(shí)

6、間。一般由若干個(gè)機(jī)器周期組成。機(jī)器周期：通常用內(nèi)存中讀取一個(gè)指令字的最短時(shí)間周期。指令不同，所需的機(jī)器周期數(shù)也不同。對于一些簡單的單字節(jié)指令，在取指令周期中，指令取出到指令寄存器后，立即譯碼執(zhí)行，不再需要其它的機(jī)器周期。對于一些比較復(fù)雜的指令，例如轉(zhuǎn)移指令、乘法指令，則需要兩個(gè)或者兩個(gè)以上的機(jī)器周期。3)3)總線周期總線周期由于存儲器和I/O端口是掛接在總線上的，CPU對存儲器和I/O接口的訪問，是通過總線實(shí)現(xiàn)的。通常把CPU通過總線對微處理器外部（存儲器或I/O接口）進(jìn)行一次訪問所需時(shí)間稱為一個(gè)總線周期。一個(gè)總線周期一般包含4個(gè)時(shí)鐘周期，T1狀態(tài)、T2狀態(tài)、T3狀態(tài)和T4狀態(tài)，必要時(shí)，可在T

7、3、T4間插入一個(gè)至數(shù)個(gè)Tw。 T1狀態(tài) 輸出存儲器地址或I/O地址。 T2狀態(tài) 輸出控制信號。 T3和Tw狀態(tài) 總線操作持續(xù)，并檢測READY以決定是否延長時(shí)序。 T4狀態(tài) 完成數(shù)據(jù)傳送 1 1、總線標(biāo)準(zhǔn)與性能指標(biāo)、總線標(biāo)準(zhǔn)與性能指標(biāo) 所謂總線標(biāo)準(zhǔn)，可視為系統(tǒng)與各模塊、模塊與模塊之間一個(gè)互連的標(biāo)準(zhǔn)界面。這個(gè)界面對兩端的模塊都是透明的，即界面的任一方只需根據(jù)總線標(biāo)準(zhǔn)的要求完成自身一面接口的功能要求，而無需了解對方接口與總線的連接要求。因此，按總線標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的接口可視為通用接口。（1 1）ISAISA（Industrial Standard ArchitectureIndustrial Stand

8、ard Architecture）總線，又稱AT總線，它采用獨(dú)立于CPU的總線時(shí)鐘，因此CPU可采用比總線頻率更高的時(shí)鐘，有利于CPU性能的提高。但I(xiàn)SA總線沒有支持總線仲裁的硬件邏輯，因此不支持多臺主設(shè)備系統(tǒng)，且ISA上的所有數(shù)據(jù)的傳送必須通過CPU或DMA接口來管理，因此使CPU花費(fèi)了大量時(shí)間來控制與外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)。ISA總線時(shí)鐘頻率為8MHz，最大傳輸率為16MB/s。 2 2）EISA(Extended EISA(Extended Industrial Standard Industrial Standard Architecture)Architecture)總線總線，是一種在IS

9、A基礎(chǔ)上擴(kuò)充開放的總線標(biāo)準(zhǔn)，它與ISA完全兼容，它從CPU中分離出了總線控制權(quán)，是一種智能化的總線，能支持多總線主控和突發(fā)方式的傳輸。 EISA總線的時(shí)鐘頻率為8MHz， 最大傳輸率可達(dá)33MB/s，數(shù)據(jù)總線為32位，地址總線為32位，擴(kuò)充DMA訪問。 3)PCI(Peripheral Component Interconnect3)PCI(Peripheral Component Interconnect外外部設(shè)備互連總線部設(shè)備互連總線) )是由Intel公司提供的總線標(biāo)準(zhǔn)。具體特點(diǎn)：具體特點(diǎn)： 32位總線，擴(kuò)展支持64位總線，包括數(shù)據(jù)總線和地址總線； 33M總線時(shí)鐘，增強(qiáng)方式66M總線時(shí)鐘

10、； 支持多總線結(jié)構(gòu)，在一條總線上，可多個(gè)CPU同時(shí)工作，共享總線資源； 5V、3.3V兩種信號電壓標(biāo)準(zhǔn)。 1)1)總線寬度總線寬度 總線寬度又稱為總線位寬指的是總線中數(shù)據(jù)總線的數(shù)量，用bit（位）表示，總線的位寬指的總線的位寬指的是總線能同時(shí)傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)，即我們常說的是總線能同時(shí)傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)，即我們常說的1616位、位、3232位、位、6464位等總線寬度的概念位等總線寬度的概念。在工作頻率固定的條件下，總線的位寬越寬則總線每秒數(shù)據(jù)傳輸率越大，也即總線帶寬越寬。 2)2)總線時(shí)鐘頻率總線時(shí)鐘頻率 總線時(shí)鐘是總線中各種信號的定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)，也稱為總線的工作頻率，以MHz為單位。它是指用于它是指用于

11、協(xié)調(diào)總線上的各種操作規(guī)程的時(shí)鐘信號的頻率。協(xié)調(diào)總線上的各種操作規(guī)程的時(shí)鐘信號的頻率。工作頻率越高則總線工作速度越快，也即總線帶寬越寬。 一般來說，總線時(shí)鐘頻率越高，其單位時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸量越大，但不完全成正比例關(guān)系。 3)3)最大數(shù)據(jù)傳輸速率（帶寬最大數(shù)據(jù)傳輸速率（帶寬bandwidthbandwidth）。最大數(shù)據(jù)傳輸速率指的是在總線中每秒鐘傳輸?shù)脑诳偩€中每秒鐘傳輸?shù)淖畲笞止?jié)量，最大字節(jié)量，有時(shí)也被稱為帶寬帶寬（bandwidth），用MB/s表示，即每秒多少兆字節(jié)?？偩€數(shù)據(jù)傳輸速率總線寬度總線數(shù)據(jù)傳輸速率總線寬度* *總線頻率總線頻率/8/8在現(xiàn)代微機(jī)中，一般可做到一個(gè)總線時(shí)鐘周期完成一次數(shù)

12、據(jù)傳輸，因此，總線的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為總線寬度除以8（每次傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)）再乘以總線時(shí)鐘頻率。例如，PCI總線的寬度為64位，總線時(shí)鐘頻率為33.3MHz，則最大數(shù)據(jù)傳輸速率為64833.3266MB/s。但有些總線采用了一些新技術(shù)（如在時(shí)鐘脈沖的上升沿和下降沿都選通等），使最大數(shù)據(jù)傳輸速率比上面的計(jì)算結(jié)果高。總線是用來傳輸數(shù)據(jù)的，所采取的各項(xiàng)提高性能的措施，最終都要反映在傳輸速率上，所以在諸多指標(biāo)中最大數(shù)據(jù)傳輸速率是最重要的?？偩€帶寬、總線位寬、總線工作時(shí)鐘頻率的關(guān)系舉個(gè)例子就很容易明白了。高速公路上的車流量取決于公路車道的數(shù)目和車輛行駛速度，車道越多、車速越快則車流量越大；總線帶寬總線帶寬就

13、象是高速公路的車流量車流量，總線位寬總線位寬仿佛高速公路上的車車道數(shù)道數(shù)，總線時(shí)鐘工作頻率總線時(shí)鐘工作頻率相當(dāng)于車速車速，總線位寬越寬、總線工作時(shí)鐘頻率越高則總線帶寬越大。 當(dāng)然，單方面提高總線的位寬或工作時(shí)鐘頻率都只能部分提高總線的帶寬，并容易達(dá)到各自的極限。只有兩者配合才能使總線的帶寬得到更大的提升。1 1）按照總線傳遞的內(nèi)容分類：地址總線）按照總線傳遞的內(nèi)容分類：地址總線ABAB、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)總線總線DBDB、控制總線、控制總線CBCB。2 2）按總線所處的位置可分為：）按總線所處的位置可分為： 片內(nèi)總線：片內(nèi)總線：在CPU內(nèi)部，寄存器之間和算術(shù)邏輯部件ALU與控制部件之間傳輸數(shù)據(jù)所用的總

14、線稱為片內(nèi)總線。 （即芯片內(nèi)部的總線）又稱為內(nèi)部總線或內(nèi)總線。(Internal Bus)片外總線：片外總線：CPU與內(nèi)存RAM、ROM和輸入/輸出設(shè)備接口之間進(jìn)行通訊的通路。 把片外總線又稱為外部總線或外總線 (External Bus)。 CPU通過總線實(shí)現(xiàn)程序取指令、內(nèi)存與外設(shè)的數(shù)據(jù)交換。3 3）按照總線的結(jié)構(gòu)分類）按照總線的結(jié)構(gòu)分類單總線結(jié)構(gòu)：單總線結(jié)構(gòu)：在這種結(jié)構(gòu)中，將CPU、主存和I/O設(shè)備都掛到一組總線上， 形成單總線結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)。這種結(jié)構(gòu)最明顯的特點(diǎn)就是最明顯的特點(diǎn)就是，當(dāng)I/O與主存交換信息時(shí)，原則上不影響CPU的工作，CPU仍可繼續(xù)處理不訪問主存或I/O的操作，這就使CPU

15、工作效率有所提高。但是，因?yàn)橹挥幸唤M總線，當(dāng)某一時(shí)刻各部件都要占用時(shí)，就會出現(xiàn)爭用現(xiàn)象。雙總線結(jié)構(gòu)：雙總線結(jié)構(gòu)：在單總線基礎(chǔ)上，又單獨(dú)開辟一條CPU與主存之間的通路，叫存儲總線。這組總線速度高，只供主存與CPU之間傳輸信息。這樣既提高了傳輸效率，又減輕了系統(tǒng)總線的負(fù)擔(dān)，還保留了I/O與存儲器交換信息時(shí)不經(jīng)過CPU的特點(diǎn)。5.2.15.2.1 接口的概念與接口的概念與I/OI/O接口接口 計(jì)算機(jī)兩部件之間的界面稱之為接口接口。 接口的主要功能接口的主要功能是：（1）數(shù)據(jù)緩沖及輸入、輸出（2）尋址功能（3）命令譯碼（4）同步、聯(lián)絡(luò)和控制功能1）I/OI/O接口與接口與I/OI/O設(shè)備之間交換的信號

16、通常有四種設(shè)備之間交換的信號通常有四種：數(shù)字量、模擬量、開關(guān)量、脈沖量。數(shù)字量、模擬量、開關(guān)量、脈沖量。2 2）I/OI/O接口與接口與CPUCPU之間交換的信息通常有三種：之間交換的信息通常有三種：數(shù)數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息、控制信息。據(jù)信息、狀態(tài)信息、控制信息。內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器：存放外設(shè)與主機(jī)之間傳送的信息存放外設(shè)與主機(jī)之間傳送的信息，在緩沖區(qū)可存放一批數(shù)據(jù)。狀態(tài)寄存器：狀態(tài)寄存器：存放外設(shè)或接口的狀態(tài)。存放外設(shè)或接口的狀態(tài)?？刂疲睿┘拇嫫鳎嚎刂疲睿┘拇嫫鳎捍娣趴刂仆庠O(shè)的信號或命令。存放控制外設(shè)的信號或命令。注：同樣的二進(jìn)制代碼，在不同的寄存器中將有注：同樣的二進(jìn)制代

17、碼，在不同的寄存器中將有不同的作用。不同的作用。外部特性外部特性接口電路的外部特性由其引出信號來體現(xiàn)：（1）面向處理器一側(cè)的信號（與CPU的連接）：類似處理器總線或系統(tǒng)總線，主要處理地址譯碼。（2）面向外設(shè)一側(cè)的信號（與外設(shè)連接）：與外設(shè)有關(guān)，但可以籠統(tǒng)地分成外設(shè)的數(shù)據(jù)信號、狀態(tài)信號和控制信號主要功能主要功能（1 1）數(shù)據(jù)緩沖：）數(shù)據(jù)緩沖：匹配快速的處理器與相對慢速的外設(shè)的數(shù)據(jù)交換（2 2）信號變換）信號變換：把信號相互轉(zhuǎn)換為適合對方的形式CPU通過接口對外設(shè)進(jìn)行控制的方式有以下幾種： 1 1）程序控制方式）程序控制方式 這種方式下，CPU通過I/O指令詢問指定外設(shè)當(dāng)前的狀態(tài)，如果外設(shè)準(zhǔn)備就緒

18、，則進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入或輸出，否則CPU等待，循環(huán)查詢。 這種方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，只需要少量的硬件電路即可，缺點(diǎn)是由于CPU的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外設(shè)，因此通常處于等待狀態(tài)，工作效率很低。 2 2）中斷處理方式）中斷處理方式 在這種方式下，CPU不再被動等待，而是可以執(zhí)行其他程序，一旦外設(shè)為數(shù)據(jù)交換準(zhǔn)備就緒，可以向CPU提出服務(wù)請求，CPU如果響應(yīng)該請求，便暫時(shí)停止當(dāng)前程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去執(zhí)行與該請求對應(yīng)的服務(wù)程序，完成后，再繼續(xù)執(zhí)行原來被中斷的程序。 中斷處理方式的優(yōu)點(diǎn)：中斷處理方式的優(yōu)點(diǎn)：為CPU省去了查詢外設(shè)狀態(tài)和等待外設(shè)就緒所花費(fèi)的時(shí)間；提高了CPU的工作效率，還滿足了外設(shè)的實(shí)時(shí)要求。 中斷處理方式

19、的缺點(diǎn)：中斷處理方式的缺點(diǎn)：需要為每個(gè)IO設(shè)備分配一個(gè)中斷請求號和相應(yīng)的中斷服務(wù)程序；每傳送一個(gè)字符都要進(jìn)行中斷，啟動中斷控制器，還要保留和恢復(fù)現(xiàn)場以便能繼續(xù)原程序的執(zhí)行。3 3）DMADMA（直接存儲器存?。﹤魉头绞剑ㄖ苯哟鎯ζ鞔嫒。﹤魉头绞?DMADMA最明顯的一個(gè)特點(diǎn)最明顯的一個(gè)特點(diǎn)是它不是用軟件而是采采用一個(gè)專門的控制器來控制內(nèi)存與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)用一個(gè)專門的控制器來控制內(nèi)存與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)交流，無須交流，無須CPUCPU介入介入，大大提高CPU的工作效率。 在進(jìn)行DMA數(shù)據(jù)傳送之前，DMA控制器會向CPU申請總線控制權(quán)。5.3.1 5.3.1 中斷概述中斷概述5.3.2 8086/80

20、885.3.2 8086/8088的中斷系統(tǒng)的中斷系統(tǒng)5.3.3 8259A5.3.3 8259A可編程控制器可編程控制器5.3.4 82595.3.4 8259的應(yīng)用的應(yīng)用中斷響應(yīng)的條件中斷響應(yīng)的條件： CPU應(yīng)工作在中斷方式（CPU開中斷，IF=1） 申請中斷的事件優(yōu)先級別到位 CPU執(zhí)行完當(dāng)前一條完整的指令以后作用作用： 提高CPU的工作效率 提高實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理時(shí)效 可以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)多用戶管理5.3.1 中斷概述中斷概述中斷中斷源：源：引起中斷的原因或來源。中斷源可分為兩大類：一類是來自CPU內(nèi)部，稱之為內(nèi)部中斷源；另一類來自于CPU外部。稱之為外部中斷源。中斷處理流程：保護(hù)斷點(diǎn)；轉(zhuǎn)入中斷

21、服務(wù)程序；返回?cái)帱c(diǎn)。1. 1. 中斷中斷分類分類中斷中斷特點(diǎn)特點(diǎn)： 矢量型中斷，有矢量型中斷，有256256個(gè)中斷矢量號個(gè)中斷矢量號( (設(shè)備號設(shè)備號) (0) (0255)255)軟件中斷軟件中斷硬件中斷硬件中斷中斷矢量：中斷矢量：是中斷處理子程序的入口地址，每個(gè)中斷類型對應(yīng)一個(gè)中斷矢量中斷矢量表：中斷矢量表：在內(nèi)存中，開辟一個(gè)區(qū)域存放中斷服務(wù)程序的入口地址的表。對于8086，這個(gè)區(qū)域的首地址00000H00000H（固定）（固定）問題：問題：已知中斷矢量號代碼，怎樣找到中斷服務(wù)程序的入口地址？（例入口地址？（例5-45-4）例： 鍵盤中斷的矢量號為09H，它的中斷服務(wù)程序入口地址為0BA9

22、H:0125H，求它在中斷矢量表中的地址及相應(yīng)單元內(nèi)容解：鍵盤中斷對應(yīng)的中斷矢量表位于0000:0024H (09H4=24H)開始的4單元 這4個(gè)單元的內(nèi)容見表:1 1、8259A8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳分配的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳分配特點(diǎn)：可編程、八級向量優(yōu)先中斷、級連、優(yōu)先權(quán)動態(tài)地改變。1)1)中斷請求寄存器中斷請求寄存器(IRR)(IRR)中斷請求IR7IR0,當(dāng)某個(gè)為高電平時(shí)，IRR相應(yīng)位置“1”。2)2)中斷服務(wù)寄存器中斷服務(wù)寄存器(ISR)(ISR)任何一級中斷被響應(yīng)，執(zhí)行其中斷服務(wù)程序，ISR相應(yīng)位置“1” 。多重中斷情況下，ISR中多位被同時(shí)置“1”。3)3)優(yōu)先權(quán)判別器優(yōu)先權(quán)判別

23、器(PR)(PR)當(dāng)IR7 IR0中有多個(gè)中斷請求信號同時(shí)產(chǎn)生時(shí)，PR判定哪個(gè)中斷請求具有最高優(yōu)先權(quán)，并把它置入ISR的相應(yīng)位。4)4)中斷屏蔽寄存器中斷屏蔽寄存器(IMR)(IMR)通過IMR可實(shí)現(xiàn)對各級中斷的有選擇的屏蔽。2 2、8259A8259A的中斷處理順序的中斷處理順序當(dāng)有一條或若干條中斷請求輸入線(IR0IR7)上的中斷請求信號有效則IRR的相應(yīng)位置1。若中斷請求線中至少有一條是中斷未被屏蔽的，則8259A由INT引腳向CPU發(fā)出中斷請求信號INTR。若CPU是處于開中斷狀態(tài)，則在當(dāng)前指令執(zhí)行完以后。CPU用INTA信號作為對INTR的響應(yīng)。8259A在接收到CPU發(fā)出的第一個(gè)I

24、NTA脈沖后，使最高優(yōu)先權(quán)的ISR位置并使相應(yīng)的IRR位復(fù)位。在第二個(gè)中斷響應(yīng)總線周期中，CPU再輸出一個(gè)INTA脈沖，這時(shí)8259 A就把剛才選定的中斷源所對應(yīng)的8位中斷類型碼放到數(shù)據(jù)總線上。CPU讀取該中斷類型碼并乘以4，就可以從中斷向量表中取出中斷服務(wù)程序的人口地址并轉(zhuǎn)去執(zhí)行。若8259A工作在自動中斷結(jié)束AEOI方式。在第二個(gè)INTA脈沖結(jié)束時(shí)，就會使中斷源所對應(yīng)的ISR中的相應(yīng)位復(fù)位。對于非自動中斷結(jié)束方式則由CPU在中斷服務(wù)程序結(jié)束時(shí)向8259A寫入EOI命令，才能使ISR中的相應(yīng)位復(fù)位。3 3、8259A8259A與總線的連接與總線的連接4 4、8 8259A259A編程編程82

25、59A8259A接收來自接收來自CPUCPU的兩類命令字：初始化命令字的兩類命令字：初始化命令字ICWICW、操作命令字、操作命令字OCWOCW。 8259A8259A屬于屬于I/OI/O接口芯片，接口芯片，向向8259A8259A寫入用寫入用OUTOUT，讀取其狀態(tài)用，讀取其狀態(tài)用ININ。（1 1）8259A8259A的初始化的初始化初始化初始化: :第一部分稱預(yù)置命令字第一部分稱預(yù)置命令字ICW1ICW1ICW4ICW4。預(yù)置命。預(yù)置命令字是要令字是要按規(guī)定順序按規(guī)定順序?qū)懭雽懭?259A8259A中的。中的。預(yù)置命令字功能：預(yù)置命令字功能： ICW1ICW1:8259A:8259A是單

26、一式還是主從式；是單一式還是主從式； ICW2ICW2: :設(shè)置中斷類型碼的初始化命令字，必須寫到設(shè)置中斷類型碼的初始化命令字，必須寫到8259A8259A的奇地址端口中；的奇地址端口中； ICW3ICW3: :只有在系統(tǒng)中包含只有在系統(tǒng)中包含有多片有多片8259A8259A時(shí)，時(shí)，ICW3ICW3才才有效。而系統(tǒng)中是否有多有效。而系統(tǒng)中是否有多片片8259A8259A由由ICW1ICW1指示。指示。 ICW3ICW3是標(biāo)志主片是標(biāo)志主片/ /從片的從片的初始化命令字，必須寫到初始化命令字，必須寫到8259A8259A的奇地址端口中；的奇地址端口中； ICW4ICW4: :完成中斷管理方式完成

27、中斷管理方式的設(shè)定。的設(shè)定。不是任何情況下都需要不是任何情況下都需要設(shè)置設(shè)置4 4個(gè)預(yù)命令，可根個(gè)預(yù)命令，可根據(jù)據(jù)8259A8259A的使用情況而的使用情況而定。定。芯片初始化命令字芯片初始化命令字 標(biāo)記：標(biāo)記：A A0 0=0=0，D D4 4=1=1D7D6D5D4D3D2D1D01LTIM0SNGLIC4習(xí)慣上填習(xí)慣上填01-中斷請求電平觸發(fā)中斷請求電平觸發(fā)0-中斷請求邊沿觸發(fā)中斷請求邊沿觸發(fā)對對8086系統(tǒng)總為系統(tǒng)總為01-單片，單片，0-級聯(lián)級聯(lián)1-設(shè)置設(shè)置ICW40-不設(shè)置不設(shè)置A00設(shè)置中斷類型碼初始化命令字，緊跟在設(shè)置中斷類型碼初始化命令字，緊跟在ICWICW1 1之后，定義之

28、后，定義中斷類型碼的高中斷類型碼的高5 5位，低位，低3 3位由位由IRIRi i確定確定 。 標(biāo)記：標(biāo)記：A A0 0=1=1D7D6D5D4D3T7T6T5D2D1D0T4T3A10A9A8A01與用戶選擇類型碼有關(guān)，與用戶選擇類型碼有關(guān)，選擇系統(tǒng)沒有占用的選擇系統(tǒng)沒有占用的0 0 0 IR00 0 1 IR10 1 0 IR20 1 1 IR31 0 0 IR41 0 1 IR51 1 0 IR61 1 1 IR7注注：中斷類型碼一定是連續(xù)的?。褐袛囝愋痛a一定是連續(xù)的！ 級聯(lián)方式初始化字，緊跟在級聯(lián)方式初始化字，緊跟在ICWICW2 2之后，之后， 標(biāo)記：標(biāo)記：A A0 0=1=1 自學(xué)

29、自學(xué)（4 4）ICW4 對于8086/8088系統(tǒng)是必須設(shè)置的預(yù)置命令字 方式控制初始化命令字，寫ICW4的標(biāo)記為A0=1P218例5-5：例：若例：若8259A8259A以兩片級聯(lián)方式管理以兩片級聯(lián)方式管理1515級中斷級中斷, ,從片從片INTINT接到主片的接到主片的IR2IR2上上, ,主、從片的中斷請求采用邊緣觸發(fā)方式，選用完全嵌套、主、從片的中斷請求采用邊緣觸發(fā)方式，選用完全嵌套、非緩沖方式。主片的中斷類型碼為非緩沖方式。主片的中斷類型碼為8 80FH0FH，從片的中斷類型碼為，從片的中斷類型碼為70H70H77H77H，設(shè)主片的地址為，設(shè)主片的地址為20H20H，21H21H；從

30、片的地址為；從片的地址為22H22H，23H23H。請初始化請初始化8259A8259A。；初始化主片；初始化主片MOV AL，11HOUT 20H，ALMOV AL，08HOUT 21H，ALMOV AL，04HOUT 21H，ALMOV AL，01HOUT 21H，AL；初始化從片；初始化從片MOV AL，11HOUT 22H，ALMOV AL，70HOUT 23H，ALMOV AL，02HOUT 23H，ALMOV AL，01HOUT 23H，AL5.4.1 定時(shí)與計(jì)數(shù)概述5.4.2 8253/8254可編程間隔定時(shí)器58軟件方法：用一段程序?qū)崿F(xiàn)延時(shí)軟件方法：用一段程序?qū)崿F(xiàn)延時(shí)利用程序循

31、環(huán)延遲指定的時(shí)間利用程序循環(huán)延遲指定的時(shí)間缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：CPUCPU占用率？延時(shí)精度？兼容？占用率？延時(shí)精度？兼容？硬件方法：定時(shí)硬件方法：定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器電路計(jì)數(shù)器電路利用脈沖計(jì)數(shù)在設(shè)定的時(shí)間輸出定時(shí)信號，靈利用脈沖計(jì)數(shù)在設(shè)定的時(shí)間輸出定時(shí)信號，靈活性較差？活性較差？采用可編程定時(shí)器計(jì)數(shù)器采用可編程定時(shí)器計(jì)數(shù)器定時(shí)時(shí)間與計(jì)數(shù)值可由軟件來確定和改變，設(shè)定時(shí)時(shí)間與計(jì)數(shù)值可由軟件來確定和改變，設(shè)定后與定后與CPUCPU并行工作，不占用并行工作，不占用CPUCPU的時(shí)間的時(shí)間。5.4.1 定時(shí)與計(jì)數(shù)概述定時(shí)與計(jì)數(shù)概述5982538253是一種可編程的計(jì)數(shù)器是一種可編程的計(jì)數(shù)器/ /定時(shí)器接口芯片。內(nèi)部

32、定時(shí)器接口芯片。內(nèi)部有有三個(gè)獨(dú)立的計(jì)數(shù)器三個(gè)獨(dú)立的計(jì)數(shù)器，通過設(shè)置控制字，各計(jì)數(shù)器，通過設(shè)置控制字，各計(jì)數(shù)器可以工作于不同方式。該芯片的可以工作于不同方式。該芯片的最高計(jì)數(shù)頻率為最高計(jì)數(shù)頻率為2MHz2MHz，可用于產(chǎn)生各種定時(shí)波形，也可用于對外部，可用于產(chǎn)生各種定時(shí)波形，也可用于對外部事件計(jì)數(shù)。事件計(jì)數(shù)?？梢詫?shí)現(xiàn)定時(shí)與計(jì)數(shù)兩個(gè)功能，可用于： 系統(tǒng)時(shí)鐘 DRAM刷新定時(shí) 定時(shí)采樣 實(shí)時(shí)控制 脈沖的計(jì)數(shù)5.4.2 8253/8254可編程間隔定時(shí)器可編程間隔定時(shí)器60數(shù)據(jù)線：寫控制數(shù)據(jù)線：寫控制字，讀寫計(jì)數(shù)器字，讀寫計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值的計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0的時(shí)鐘輸?shù)臅r(shí)鐘輸入端入端計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0的輸出

33、端的輸出端為低電平的時(shí)候，為低電平的時(shí)候，CPU將計(jì)數(shù)值寫入計(jì)數(shù)器或?qū)⒂?jì)數(shù)值寫入計(jì)數(shù)器或?qū)⒖刂谱謱懭肟刂谱旨拇嫫骺刂谱謱懭肟刂谱旨拇嫫鳛榈碗娖降臅r(shí)候，為低電平的時(shí)候，CPU讀取所選計(jì)數(shù)器的內(nèi)容讀取所選計(jì)數(shù)器的內(nèi)容 A1 A0選中端口選中端口0 0計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器00 1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器11 0計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器21 1控制字寄存器控制字寄存器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0的門控信的門控信號脈沖輸入端，控號脈沖輸入端，控制計(jì)數(shù)制計(jì)數(shù)（1）8253的外部引腳的外部引腳61編址部件編址部件0編址部件編址部件1編址部件編址部件2編址部件編址部件362計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器(3(3個(gè)個(gè))每個(gè)包括每個(gè)包括控制寄存器控制寄存器 存放控制命令字（

34、只寫）存放控制命令字（只寫）占用占用4 4個(gè)地址個(gè)地址 3 3個(gè)計(jì)數(shù)器，個(gè)計(jì)數(shù)器，1 1個(gè)控制寄存器個(gè)控制寄存器計(jì)數(shù)（初值）寄存器計(jì)數(shù)（初值）寄存器16位計(jì)數(shù)工作單元位計(jì)數(shù)工作單元輸出鎖存器輸出鎖存器（減法）（減法）（兩個(gè)（兩個(gè)8位）位）（兩個(gè)（兩個(gè)8位）位）63設(shè)置設(shè)置82538253的工作方式：的工作方式：此時(shí)，全部控制邏輯電路復(fù)位，輸出此時(shí)，全部控制邏輯電路復(fù)位，輸出OUTOUT為初始為初始狀態(tài)（高電平或低電平）；狀態(tài)（高電平或低電平）；設(shè)置計(jì)數(shù)初值到計(jì)數(shù)（初值）寄存器設(shè)置計(jì)數(shù)初值到計(jì)數(shù)（初值）寄存器第一個(gè)第一個(gè)CLKCLK信號使初值寄存器的內(nèi)容置入計(jì)數(shù)工作單信號使初值寄存器的內(nèi)容置入計(jì)

35、數(shù)工作單元元以后每來一個(gè)以后每來一個(gè)CLKCLK信號信號在在CLKCLK的上升沿時(shí)，計(jì)數(shù)器對門控信號的上升沿時(shí)，計(jì)數(shù)器對門控信號GATEGATE進(jìn)行進(jìn)行采樣，來決定工作狀態(tài)（計(jì)數(shù)、觸發(fā)、停止、重采樣，來決定工作狀態(tài)（計(jì)數(shù)、觸發(fā)、停止、重新置初值）；新置初值）；在在CLKCLK的下降沿時(shí)，計(jì)數(shù)器執(zhí)行部件從初值開始的下降沿時(shí)，計(jì)數(shù)器執(zhí)行部件從初值開始作減作減1 1計(jì)數(shù)；其中計(jì)數(shù)；其中0 0是最大初值，是最大初值，1 1是最小初值；是最小初值；若以二進(jìn)制數(shù)制計(jì)數(shù)，則若以二進(jìn)制數(shù)制計(jì)數(shù)，則0 0相當(dāng)于相當(dāng)于2 21616=65536=65536；若；若以以BCDBCD碼數(shù)制計(jì)數(shù)時(shí)，則碼數(shù)制計(jì)數(shù)時(shí)，則0

36、 0相當(dāng)于相當(dāng)于10104 4=10000.=10000.減到減到0 0時(shí)，時(shí)，OUTOUT端輸出一特殊波形的信號端輸出一特殊波形的信號（3）8253的工作原理的工作原理64CLKGATEOUTD0D7WRRDA1A0CSDBIOWIORA1A0譯碼器高位地址A15-A28253共三組2、8253與總線的連接與總線的連接65 SC1 SC0 RW1 RW0 M2 M1 M0 BCD1-計(jì)數(shù)值為計(jì)數(shù)值為BCD碼格式碼格式0-計(jì)數(shù)值為二進(jìn)制格式計(jì)數(shù)值為二進(jìn)制格式M2 M1 M0 模式選擇模式選擇 0 0 0 模式模式0 0 0 1 模式模式1 / 1 0 模式模式2 / 1 1 模式模式3 1 0

37、 0 模式模式4 1 0 1 模式模式50 0-對計(jì)數(shù)器進(jìn)行鎖存對計(jì)數(shù)器進(jìn)行鎖存0 1-只讀只讀/寫低寫低8位字節(jié)位字節(jié) 1 0-只讀只讀/寫高寫高8位字節(jié)位字節(jié)1 1-只讀只讀/寫低寫低8位字節(jié)位字節(jié), 再讀再讀/寫高寫高8位字節(jié)位字節(jié).0 0-選計(jì)數(shù)器選計(jì)數(shù)器00 1-選計(jì)數(shù)器選計(jì)數(shù)器11 0-選計(jì)數(shù)器選計(jì)數(shù)器21 1-無意義無意義3、8253的編程的編程設(shè)置設(shè)置8253的某一計(jì)數(shù)工作方式的編程只需兩個(gè)的某一計(jì)數(shù)工作方式的編程只需兩個(gè)步驟：步驟：1）寫入控制字；）寫入控制字；2）寫入計(jì)數(shù)初值。）寫入計(jì)數(shù)初值。例1：設(shè)地址總線上A7A2=100101B時(shí)，某8253的CS*有效，8253的A

38、1和A0分別與地址總線的A1和A0相連。1）試確定該8253各端口的地址；2）如果控制字為00110110B，試確定該8253的設(shè)置。（1）設(shè)置計(jì)數(shù)器的工作方式例2：某8253的端口地址范圍為94H97H，三個(gè)CLK端均輸入1MHz的時(shí)鐘脈沖，試分析下面的程序，確定計(jì)數(shù)器0和計(jì)數(shù)器1的工作方式及OUT端輸出的波形。MOV AL，00010100BOUT 97H，ALMOV AL，0OUT 94H，ALMOV AL，01010001BOUT 97H，ALMOV AL，0OUT 95H，AL有三種途徑可以讀取計(jì)數(shù)器當(dāng)前值：1）使用端口讀指令 IN AL,XXXXXX01B2）使用鎖存命令D7D6選

39、擇計(jì)數(shù)器，D5D4=00B。3）使用讀回命令（8254增加）（1）方式）方式0：計(jì)數(shù)結(jié)束中斷：計(jì)數(shù)結(jié)束中斷（2）方式）方式1：可由硬件重復(fù)觸發(fā)的單脈沖：可由硬件重復(fù)觸發(fā)的單脈沖（3）方式）方式2：序列脈沖發(fā)生器：序列脈沖發(fā)生器（4）方式）方式3：方波發(fā)生器：方波發(fā)生器（5）方式）方式4：軟件觸發(fā)選通脈沖：軟件觸發(fā)選通脈沖（6）方式）方式5：硬件觸發(fā)選通脈沖：硬件觸發(fā)選通脈沖70在在GATE=1時(shí)時(shí)寫入控制字，寫入控制字，OUT端輸出低電平為起始電平，裝入計(jì)數(shù)初值端輸出低電平為起始電平，裝入計(jì)數(shù)初值n，開始，開始計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)。寫信號后沿（寫信號后沿（ ）經(jīng)一個(gè)）經(jīng)一個(gè)CLK（ ）將）將n值裝入計(jì)數(shù)

40、器。值裝入計(jì)數(shù)器。每經(jīng)過一個(gè)每經(jīng)過一個(gè)CLK，在，在CLK下降沿，計(jì)數(shù)器減下降沿，計(jì)數(shù)器減1。n=0時(shí)，計(jì)數(shù)結(jié)束，時(shí)，計(jì)數(shù)結(jié)束，OUT由低電平變?yōu)楦唠娖剑衫迷撾娖阶兓蛴傻碗娖阶優(yōu)楦唠娖剑衫迷撾娖阶兓駽PU發(fā)出中斷請求），并保持，發(fā)出中斷請求），并保持，不開始重新計(jì)數(shù)不開始重新計(jì)數(shù)。只有寫入另一個(gè)計(jì)。只有寫入另一個(gè)計(jì)數(shù)值時(shí)，開始新的計(jì)數(shù)。數(shù)值時(shí)，開始新的計(jì)數(shù)。在在GATE=0時(shí)時(shí) 停止計(jì)數(shù)，直至停止計(jì)數(shù)，直至GATE恢復(fù)高電平，再繼續(xù)計(jì)數(shù)恢復(fù)高電平，再繼續(xù)計(jì)數(shù)71軟件啟動，不自動重復(fù)計(jì)數(shù)。軟件啟動，不自動重復(fù)計(jì)數(shù)。裝入初值后裝入初值后OUTOUT端變低電平，計(jì)數(shù)結(jié)束端變低電平，計(jì)數(shù)結(jié)

41、束OUTOUT輸出高電輸出高電平。平。計(jì)數(shù)過程中，計(jì)數(shù)過程中，GATEGATE端應(yīng)保持高電平。端應(yīng)保持高電平。每寫入一次初值計(jì)數(shù)一個(gè)周期，然后停止計(jì)數(shù)。每寫入一次初值計(jì)數(shù)一個(gè)周期，然后停止計(jì)數(shù)。OUTOUT端輸出是一個(gè)約端輸出是一個(gè)約(n+1) (n+1) * *CLKCLK寬度的負(fù)脈沖。寬度的負(fù)脈沖。計(jì)數(shù)過程中可隨時(shí)修改初值重新開始計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)過程中可隨時(shí)修改初值重新開始計(jì)數(shù)。7273在計(jì)數(shù)過程中，若再次產(chǎn)生在計(jì)數(shù)過程中，若再次產(chǎn)生GATE的上升沿觸發(fā)的上升沿觸發(fā)，則要，則要重新重新裝入裝入n值，值，在再觸發(fā)脈沖上升沿之后的一個(gè)在再觸發(fā)脈沖上升沿之后的一個(gè)CLK脈沖的下降脈沖的下降沿，計(jì)數(shù)器重

42、新開始計(jì)數(shù)?？梢酝ㄟ^該方法沿，計(jì)數(shù)器重新開始計(jì)數(shù)?？梢酝ㄟ^該方法改變脈沖的寬度改變脈沖的寬度。74硬件啟動，不自動重復(fù)計(jì)數(shù)。硬件啟動，不自動重復(fù)計(jì)數(shù)。裝入初值后裝入初值后OUTOUT端變高電平，計(jì)數(shù)開始端變高電平，計(jì)數(shù)開始OUTOUT端變?yōu)槎俗優(yōu)榈碗娖?，?jì)數(shù)結(jié)束后又變高。低電平，計(jì)數(shù)結(jié)束后又變高。門控信號門控信號GATEGATE端的跳變觸發(fā)計(jì)數(shù)，可重復(fù)觸發(fā)。端的跳變觸發(fā)計(jì)數(shù)，可重復(fù)觸發(fā)。若下一次若下一次GATEGATE上升沿提前到達(dá)，則上升沿提前到達(dá)，則OUTOUT端負(fù)脈端負(fù)脈沖拉寬為兩次計(jì)數(shù)過程之和。沖拉寬為兩次計(jì)數(shù)過程之和。計(jì)數(shù)過程中寫入新初值不影響本次計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)過程中寫入新初值不影響本次

43、計(jì)數(shù)。75寫入控制字，寫入控制字，OUT端輸出高電平為起始電平，裝入計(jì)數(shù)初值端輸出高電平為起始電平，裝入計(jì)數(shù)初值n，開始計(jì)數(shù)。開始計(jì)數(shù)。每一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖下降沿每一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖下降沿n減減1，當(dāng)，當(dāng)n減至減至1時(shí)，時(shí)，OUT變低，變低，n減減為為0時(shí)，時(shí)，OUT變高，產(chǎn)生一個(gè)周期一樣寬的負(fù)脈沖。變高，產(chǎn)生一個(gè)周期一樣寬的負(fù)脈沖。接著接著自動裝入自動裝入n連續(xù)計(jì)數(shù)連續(xù)計(jì)數(shù)，輸出頻率為與時(shí)鐘脈沖：，輸出頻率為與時(shí)鐘脈沖：fclk/n。計(jì)數(shù)過程中，允許重新裝入新的計(jì)數(shù)過程中，允許重新裝入新的n值，下一個(gè)計(jì)數(shù)周期按新的值，下一個(gè)計(jì)數(shù)周期按新的n值計(jì)數(shù)。值計(jì)數(shù)。在在GATE=1時(shí)時(shí)：76計(jì)數(shù)過程中，若計(jì)數(shù)過程

44、中，若GATE0，停止計(jì)數(shù)，并強(qiáng)迫，停止計(jì)數(shù)，并強(qiáng)迫OUT輸出高電平，在輸出高電平，在GATE變?yōu)楦唠娖胶螅優(yōu)楦唠娖胶螅匦轮匦卵b入裝入n值值，開始計(jì)數(shù)。，開始計(jì)數(shù)。77軟、硬件啟動，軟、硬件啟動，自動重復(fù)計(jì)數(shù)自動重復(fù)計(jì)數(shù)。裝入初值后裝入初值后OUTOUT端變高電平，端變高電平，計(jì)數(shù)到最后一個(gè)計(jì)數(shù)到最后一個(gè)CLKCLK時(shí)時(shí)OUTOUT輸出負(fù)脈沖，輸出負(fù)脈沖，并連續(xù)重復(fù)此過程。并連續(xù)重復(fù)此過程。GATEGATE為計(jì)數(shù)的控制信號為計(jì)數(shù)的控制信號：GATEGATE變低計(jì)數(shù)停止，再變變低計(jì)數(shù)停止，再變高時(shí)的下一個(gè)高時(shí)的下一個(gè)CLKCLK下降沿，從初值開始重新計(jì)數(shù)。下降沿，從初值開始重新計(jì)數(shù)。每個(gè)計(jì)數(shù)

45、周期結(jié)束時(shí)（減到每個(gè)計(jì)數(shù)周期結(jié)束時(shí)（減到1 1時(shí)），時(shí)），OUTOUT端輸出一端輸出一個(gè)個(gè)CLKCLK寬度的負(fù)脈沖。寬度的負(fù)脈沖。計(jì)數(shù)過程自動重復(fù)進(jìn)行。計(jì)數(shù)過程自動重復(fù)進(jìn)行。計(jì)數(shù)過程中修改初值不影響本輪計(jì)數(shù)過程計(jì)數(shù)過程中修改初值不影響本輪計(jì)數(shù)過程。78(5)(4)(4)(5)輸出頻率為：輸出頻率為：fclk/n的方波。的方波。寫入控制字后，寫入控制字后，OUT端輸出低電平作為起始電平，裝入計(jì)數(shù)值端輸出低電平作為起始電平，裝入計(jì)數(shù)值n后，變?yōu)楹螅優(yōu)楦唠娖健８唠娖?。n為偶數(shù)，每個(gè)時(shí)鐘脈沖下降沿為偶數(shù)，每個(gè)時(shí)鐘脈沖下降沿n值減值減1，至，至n/2后，電平變?yōu)榈碗娖?，并后，電平變?yōu)榈碗娖?，并繼續(xù)減繼

46、續(xù)減1計(jì)數(shù)至計(jì)數(shù)至0，然后改變，然后改變OUT電平，電平，重新裝入重新裝入n，開始計(jì)數(shù)。，開始計(jì)數(shù)。n為奇數(shù)，輸出高電平寬度為為奇數(shù)，輸出高電平寬度為(n+1)/2,低電平寬度為低電平寬度為(n-1)/2的方波。的方波。GATE=0 停止計(jì)數(shù)，并強(qiáng)迫停止計(jì)數(shù)，并強(qiáng)迫OUT輸出高電平，在輸出高電平，在GATE變高后，變高后，重新將重新將n裝入裝入，開始計(jì)數(shù)。開始計(jì)數(shù)。注：注：GATE功能同方式功能同方式2GATE=179軟、硬件啟動，軟、硬件啟動，自動重復(fù)計(jì)數(shù)。自動重復(fù)計(jì)數(shù)。裝入初值后裝入初值后OUTOUT端變高電平，然后端變高電平，然后OUTOUT連續(xù)輸出連續(xù)輸出對稱方波：對稱方波：前前 N/

47、2N/2或（或（N+1N+1）/2 /2 個(gè)個(gè)CLKCLK，OUTOUT為高為高后后N/2N/2或（或（N-1N-1）/2 /2 個(gè)個(gè)CLKCLK， OUTOUT為低。為低。計(jì)數(shù)過程中修改初值不影響本半輪計(jì)數(shù)過程計(jì)數(shù)過程中修改初值不影響本半輪計(jì)數(shù)過程其余的與方式其余的與方式2 2 類似。類似。80寫入控制字后，寫入控制字后，OUT端變?yōu)楦唠娖?，寫入初始值后，?jì)數(shù)器端變?yōu)楦唠娖?，寫入初始值后，?jì)數(shù)器作減作減1計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)，OUT電平保持不變。電平保持不變。計(jì)數(shù)器減至計(jì)數(shù)器減至0時(shí)，時(shí)，OUT端輸出一個(gè)脈沖周期的負(fù)脈沖，然后端輸出一個(gè)脈沖周期的負(fù)脈沖，然后停止計(jì)數(shù)，停止計(jì)數(shù)，只有輸入新的計(jì)數(shù)值后只有

48、輸入新的計(jì)數(shù)值后，才能開始新的計(jì)數(shù)。，才能開始新的計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)過程中，若計(jì)數(shù)過程中，若GATE變低電平，停止計(jì)數(shù)，在其變高后，變低電平，停止計(jì)數(shù)，在其變高后，重新將重新將n裝入裝入，開始計(jì)數(shù)。，開始計(jì)數(shù)。81軟件啟動，不自動重復(fù)計(jì)數(shù)。軟件啟動，不自動重復(fù)計(jì)數(shù)。裝入初值后輸出端變高電平，計(jì)數(shù)結(jié)束輸出一個(gè)裝入初值后輸出端變高電平，計(jì)數(shù)結(jié)束輸出一個(gè)CLKCLK寬度的負(fù)脈沖寬度的負(fù)脈沖計(jì)數(shù)過程中，計(jì)數(shù)過程中，GATEGATE端應(yīng)保持高電平。端應(yīng)保持高電平。每寫入一次初值，計(jì)數(shù)一個(gè)周期，然后停止計(jì)每寫入一次初值，計(jì)數(shù)一個(gè)周期，然后停止計(jì)數(shù)。數(shù)。每個(gè)計(jì)數(shù)周期結(jié)束時(shí)（減到每個(gè)計(jì)數(shù)周期結(jié)束時(shí)（減到0 0時(shí)），時(shí)

49、），OUTOUT端輸出端輸出一個(gè)一個(gè)TCLKTCLK寬度的負(fù)脈沖。寬度的負(fù)脈沖。計(jì)數(shù)過程中修改初值不影響本輪計(jì)數(shù)過程。計(jì)數(shù)過程中修改初值不影響本輪計(jì)數(shù)過程。82寫入控制字后，寫入控制字后，OUT端變?yōu)楦唠娖?，寫入初始值端變?yōu)楦唠娖?，寫入初始值n后，必后，必須等待須等待GATE的上升沿的上升沿觸發(fā)才轉(zhuǎn)入計(jì)數(shù)。觸發(fā)才轉(zhuǎn)入計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器減至計(jì)數(shù)器減至0時(shí)，時(shí)，OUT端輸出一個(gè)脈沖周期的負(fù)脈沖。然端輸出一個(gè)脈沖周期的負(fù)脈沖。然后后n值自動裝入計(jì)數(shù)器，但要等值自動裝入計(jì)數(shù)器，但要等GATE的上升沿來后才再次的上升沿來后才再次開始計(jì)數(shù)。開始計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)過程中，若計(jì)數(shù)過程中，若GATE變低電平，變低電平，不影響

50、計(jì)數(shù)不影響計(jì)數(shù)，但其上升，但其上升沿將使得沿將使得n重新裝入計(jì)數(shù)器重新裝入計(jì)數(shù)器，開始計(jì)數(shù)。，開始計(jì)數(shù)。83硬件啟動，不自動重復(fù)計(jì)數(shù)。硬件啟動，不自動重復(fù)計(jì)數(shù)。OUTOUT端波形與方式端波形與方式4 4相同相同寫入初值時(shí)，寫入初值時(shí)，GATEGATE端應(yīng)保持低電平。端應(yīng)保持低電平。GATEGATE每出現(xiàn)一次正脈沖，計(jì)數(shù)一個(gè)周期，然后每出現(xiàn)一次正脈沖，計(jì)數(shù)一個(gè)周期，然后停止計(jì)數(shù)。停止計(jì)數(shù)。每個(gè)計(jì)數(shù)周期每個(gè)計(jì)數(shù)周期結(jié)束時(shí)（減到結(jié)束時(shí)（減到0 0時(shí)），時(shí)），OUTOUT端輸出端輸出一個(gè)一個(gè)CLKCLK寬度的負(fù)脈沖。寬度的負(fù)脈沖。計(jì)數(shù)過程中修改初值不影響本輪計(jì)數(shù)過程。計(jì)數(shù)過程中修改初值不影響本輪計(jì)數(shù)過

51、程。84在使用在使用82538253芯片時(shí)，首先要對其進(jìn)行初始化編芯片時(shí)，首先要對其進(jìn)行初始化編程。程。初始化編程包括寫入控制字和寫入計(jì)數(shù)值初始化編程包括寫入控制字和寫入計(jì)數(shù)值兩個(gè)步驟。兩個(gè)步驟。第一步，寫入控制字。第一步，寫入控制字。任一計(jì)數(shù)任一計(jì)數(shù)器的控制字都要從器的控制字都要從8253的控制口的控制口地址寫入，控制哪個(gè)計(jì)數(shù)器由控地址寫入，控制哪個(gè)計(jì)數(shù)器由控制字的制字的D7D6位來決定。位來決定。第二步，寫入計(jì)數(shù)初始值。第二步，寫入計(jì)數(shù)初始值。計(jì)數(shù)初始值經(jīng)由各計(jì)數(shù)器的端口地計(jì)數(shù)初始值經(jīng)由各計(jì)數(shù)器的端口地址寫入。址寫入。若是若是16位計(jì)數(shù)值，則分兩次寫入，先寫入低位計(jì)數(shù)值，則分兩次寫入，先寫

52、入低8位，再寫入高八位，再寫入高八位。位。寫入順序： 可按計(jì)數(shù)器分別寫入控制字和初值。 也可先寫所有計(jì)數(shù)器控制字，再寫入它們的初值5、8253/8254的應(yīng)用的應(yīng)用書本P242例5-8：MOV DX, 26BHMOV AL, 00110000BOUT DX, ALMOV DX, 268HMOV AL, 00HOUT DX, ALMOV AL, 40HOUT DX, AL2008.1-39;2007-38；2010-3886包含包含3 3個(gè)個(gè)1616位計(jì)數(shù)器通道位計(jì)數(shù)器通道4 4個(gè)編址部件：計(jì)數(shù)器個(gè)編址部件：計(jì)數(shù)器0/1/20/1/2和控制寄存器和控制寄存器每個(gè)計(jì)數(shù)器通道工作前必須初始化：每個(gè)計(jì)

53、數(shù)器通道工作前必須初始化：控制字和計(jì)數(shù)初值6 6種工作方式種工作方式每種工作方式：啟動方式、輸出波形、是否可重每種工作方式：啟動方式、輸出波形、是否可重復(fù)計(jì)數(shù)等各不相同復(fù)計(jì)數(shù)等各不相同1、8255A的 外部引腳和 內(nèi)部結(jié)構(gòu)1）引腳 數(shù)據(jù)線：與CPU交換數(shù)據(jù)PC口PB口PA口地址選擇A1A000端口A01端口B10端口C11控制字寄存器2 2、8255A8255A與總線的連接與總線的連接3 3、8255A8255A的編程的編程（1 1）設(shè)置工作方式和端口讀）設(shè)置工作方式和端口讀/ /寫寫（2 2）置位復(fù)位端口）置位復(fù)位端口C C應(yīng)用注意應(yīng)用注意 ：PCPC口控制字雖然是對端口口控制字雖然是對端口C C操作，但操作，但應(yīng)寫入到控制口地址，而不是寫入到應(yīng)寫入到控制口地址，而不是寫入到PCPC數(shù)據(jù)口。數(shù)據(jù)口。4 4、8255A8255A的工作方式的工作方式（1 1）方式）方式0 0：基本輸入：基本輸入/ /輸出。輸出。在方式在方式0 0下，下，A A、B B、C C三個(gè)端口均用作輸入三個(gè)端口均用作輸入/ /輸出，輸出，這種輸入這種輸入/ /輸出只是簡單的輸入輸出只是簡單的輸入/ /輸出，無聯(lián)絡(luò)信輸出，無聯(lián)絡(luò)信號。號。（2）方式）方式1：帶選通的輸入：帶選通的輸入/輸出輸出1）方式）方式1的輸入的輸入2）方式）方式1的輸出