微機(jī)原理與接口技術(shù)(第版)

1、1 第7章 常用數(shù)字接口電路常用數(shù)字接口電路2主要內(nèi)容：n掌握兩種可編程并行接口芯片的應(yīng)用掌握兩種可編程并行接口芯片的應(yīng)用3可編程定時(shí)器82534掌握:n引線功能及計(jì)數(shù)啟動(dòng)方法引線功能及計(jì)數(shù)啟動(dòng)方法n6種工作方式及其輸出波形種工作方式及其輸出波形n應(yīng)用應(yīng)用:n芯片與系統(tǒng)的連接芯片與系統(tǒng)的連接n芯片的初始化編程芯片的初始化編程58253芯片特點(diǎn)n可編程的邏輯器件；可編程的邏輯器件；n非通道型的接口，具有特定功能；非通道型的接口，具有特定功能；n可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)和定時(shí)；可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)和定時(shí)；n工作方式：工作方式：n減法計(jì)數(shù)減法計(jì)數(shù)n計(jì)數(shù)值減為計(jì)數(shù)值減為0時(shí)輸出相應(yīng)控制信號(hào)時(shí)輸出相應(yīng)控制信號(hào)n輸出控制信號(hào)的形

2、式可通過軟件設(shè)置輸出控制信號(hào)的形式可通過軟件設(shè)置61. 外部引線及內(nèi)部結(jié)構(gòu)n連接系統(tǒng)端的主要引線：連接系統(tǒng)端的主要引線：nD0-D7nCSnRDnWRnA0，A1 n連接外設(shè)端的主要引線：連接外設(shè)端的主要引線：nCLK - 時(shí)鐘脈沖輸入時(shí)鐘脈沖輸入nGATE - 門控信號(hào)輸入門控信號(hào)輸入nOUT - 定時(shí)輸出定時(shí)輸出 7結(jié)構(gòu)特點(diǎn)n每個(gè)計(jì)數(shù)器含每個(gè)計(jì)數(shù)器含n控制寄存器控制寄存器1616位初值寄存器位初值寄存器1616位計(jì)數(shù)寄存器位計(jì)數(shù)寄存器存放控制命令字存放控制命令字n內(nèi)部內(nèi)部3個(gè)計(jì)數(shù)器均為減法計(jì)數(shù)器個(gè)計(jì)數(shù)器均為減法計(jì)數(shù)器n根據(jù)計(jì)數(shù)脈沖的頻率及需要定時(shí)的時(shí)間長度確定計(jì)數(shù)初值根據(jù)計(jì)數(shù)脈沖的頻率及需

3、要定時(shí)的時(shí)間長度確定計(jì)數(shù)初值相同端口地址相同端口地址存放計(jì)數(shù)初值存放計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)初值8外部引線及內(nèi)部結(jié)構(gòu)n三個(gè)可獨(dú)立工作的三個(gè)可獨(dú)立工作的16位定時(shí)位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)控計(jì)數(shù)器，一個(gè)控制寄存器。共占用制寄存器。共占用4個(gè)端口地址，個(gè)端口地址，4個(gè)端口的個(gè)端口的地址編碼：地址編碼： A1 A0 0 0 CNT0 0 1 CNT1 1 0 CNT2 1 1 控制寄存器控制寄存器引線引線92. 計(jì)數(shù)啟動(dòng)方式n軟件啟動(dòng)軟件啟動(dòng)n硬件啟動(dòng)硬件啟動(dòng)GATE端為高電平端為高電平GATE端有一個(gè)上升沿端有一個(gè)上升沿由由GATE端信號(hào)的形式?jīng)Q定端信號(hào)的形式?jīng)Q定103. 工作方式n方式方式0n軟件啟動(dòng)，不

4、自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)；軟件啟動(dòng)，不自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)；n計(jì)數(shù)結(jié)束輸出高電平。計(jì)數(shù)結(jié)束輸出高電平。n方式方式1 n硬件啟動(dòng)，不自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)；硬件啟動(dòng)，不自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)；n計(jì)數(shù)開始輸出低電平，結(jié)束后又變高。計(jì)數(shù)開始輸出低電平，結(jié)束后又變高。11工作方式n方式方式2n軟、硬件啟動(dòng)，自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)。軟、硬件啟動(dòng)，自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)。n計(jì)數(shù)到最后一個(gè)脈沖時(shí)輸出低電平計(jì)數(shù)到最后一個(gè)脈沖時(shí)輸出低電平n方式方式3n軟、硬件啟動(dòng)，自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)。軟、硬件啟動(dòng)，自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)。n輸出對(duì)稱方波輸出對(duì)稱方波12工作方式n方式方式4n軟件啟動(dòng)，不自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)。軟件啟動(dòng)，不自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)。n計(jì)數(shù)結(jié)束輸出一個(gè)計(jì)數(shù)結(jié)束輸出一個(gè)CLK寬度的低電平寬度的低電

5、平n方式方式5n硬件啟動(dòng)，不自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)硬件啟動(dòng)，不自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)n波形與方式波形與方式4相同相同13工作方式小結(jié)n需要兩個(gè)寫脈沖需要兩個(gè)寫脈沖n第第1個(gè)寫脈沖寫入控制字個(gè)寫脈沖寫入控制字n第第2個(gè)寫脈沖寫入計(jì)數(shù)初值個(gè)寫脈沖寫入計(jì)數(shù)初值n不同的工作方式，有不同的計(jì)數(shù)啟動(dòng)方法。不同的工作方式，有不同的計(jì)數(shù)啟動(dòng)方法。n可根據(jù)對(duì)輸出波形的要求，選擇不同的工作可根據(jù)對(duì)輸出波形的要求，選擇不同的工作方式。方式。n能輸出連續(xù)波形的只有方式能輸出連續(xù)波形的只有方式2和方式和方式3。兩條兩條OUT指令指令144. 控制字n用于確定各計(jì)數(shù)器的工作方式用于確定各計(jì)數(shù)器的工作方式格格 式式155. 8253的應(yīng)用n與

6、系統(tǒng)的連接與系統(tǒng)的連接n初始化程序設(shè)計(jì)初始化程序設(shè)計(jì)n寫入控制字寫入控制字n置計(jì)數(shù)初值置計(jì)數(shù)初值16與系統(tǒng)的連接示意CLKGATEOUTD0D7WRRDA1A0CSDBIOWIORA1A0譯碼器譯碼器高高位位地地址址外設(shè)外設(shè)8253外部時(shí)鐘外部時(shí)鐘門控信號(hào)門控信號(hào)17應(yīng)用中的注意點(diǎn)n每一次啟動(dòng)計(jì)數(shù)，需有兩次寫操作：每一次啟動(dòng)計(jì)數(shù)，需有兩次寫操作：n寫控制字寫控制字n寫計(jì)數(shù)器初值寫計(jì)數(shù)器初值n如果初值為如果初值為8位字長，則一次寫入；若初值為位字長，則一次寫入；若初值為16位字長，則位字長，則 需兩次寫入需兩次寫入n每個(gè)計(jì)數(shù)器的控制命令字均送入控制寄存器每個(gè)計(jì)數(shù)器的控制命令字均送入控制寄存器n各

7、計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值送到該計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)寄存器及各計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值送到該計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)寄存器及 初值寄存器；初值寄存器；18初始化程序流程寫控制字寫控制字寫計(jì)數(shù)值低寫計(jì)數(shù)值低8位位寫計(jì)數(shù)值高寫計(jì)數(shù)值高8位位*非必須非必須19初始化程序流程n當(dāng)有兩個(gè)以上計(jì)數(shù)器被應(yīng)用時(shí)的初始化程序設(shè)計(jì)流程：當(dāng)有兩個(gè)以上計(jì)數(shù)器被應(yīng)用時(shí)的初始化程序設(shè)計(jì)流程：初始化初始化CNT0初始化初始化CNT1初始化初始化CNT2寫寫CNT0控制字控制字寫寫CNT0計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)初值20初始化程序流程寫入全部計(jì)數(shù)器控制字寫入全部計(jì)數(shù)器控制字寫寫CNT0計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)初值寫寫CNT1計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)初值寫寫CNT2計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)初值原則：原則：u先寫

8、入控制字先寫入控制字u后寫入計(jì)數(shù)初值后寫入計(jì)數(shù)初值218253應(yīng)用例一n采用采用8253作定時(shí)作定時(shí)/計(jì)數(shù)器，其接口地址為計(jì)數(shù)器，其接口地址為0120H0123H。n輸入輸入8253的時(shí)鐘頻率為的時(shí)鐘頻率為2MH。要求：要求：nCNT0每每10ms輸出一個(gè)輸出一個(gè)CLK周期寬的負(fù)脈沖周期寬的負(fù)脈沖nCNT1輸出輸出10KHz的連續(xù)方波信號(hào)的連續(xù)方波信號(hào)nCNT2在定時(shí)在定時(shí)5ms后產(chǎn)生輸出高電平后產(chǎn)生輸出高電平n畫線路連接圖，并編寫初始化程序畫線路連接圖，并編寫初始化程序. 工作的計(jì)數(shù)器工作的計(jì)數(shù)器工作方式工作方式計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)初值啟動(dòng)方式啟動(dòng)方式計(jì)數(shù)脈沖頻率計(jì)數(shù)脈沖頻率228253應(yīng)用例n計(jì)算

9、計(jì)數(shù)初值：計(jì)算計(jì)數(shù)初值： CNT0：10ms/0.5us=20000 CNT1：2 MHz/10KHz=200 CNT2： 5ms/0.5us=10000n確定控制字：確定控制字： CNT0：方式方式2，16位計(jì)數(shù)值位計(jì)數(shù)值 CNT1：方式方式3，低，低8位計(jì)數(shù)值位計(jì)數(shù)值 CNT2：方式方式0，16位計(jì)數(shù)值位計(jì)數(shù)值001101000101011010110000238253應(yīng)用例CLK0GATE0OUT1D0D7WRRDA1A0CSDBIOWIORA1A0譯碼器譯碼器8253CLK2GATE1GATE2+5VCLK12MHzOUT0OUT2248253應(yīng)用例初始化程序初始化程序CNT0：MOV

10、 DX，0123HMOV AL，34HOUT DX，ALMOV DX，0120HMOV AX，20000OUT DX，ALMOV AL，AHOUT DX，ALCNT1： CNT2： 258253應(yīng)用例二n安全檢安全檢測(cè)和報(bào)測(cè)和報(bào)警控制警控制系統(tǒng)。系統(tǒng)。268253應(yīng)用例二n初始狀態(tài)下，初始狀態(tài)下，D觸發(fā)器的觸發(fā)器的Q端輸出低電平；端輸出低電平；n系統(tǒng)通過三態(tài)門循環(huán)讀取檢測(cè)器狀態(tài)，有異常出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)通過三態(tài)門循環(huán)讀取檢測(cè)器狀態(tài)，有異常出現(xiàn)時(shí)，檢測(cè)器輸出高電平。此時(shí)在檢測(cè)器輸出高電平。此時(shí)在D觸發(fā)器的觸發(fā)器的Q端輸出高電平，端輸出高電平，啟動(dòng)啟動(dòng)8253計(jì)數(shù)器的通道計(jì)數(shù)器的通道0輸出輸出100Hz

11、的連續(xù)方波信號(hào)的連續(xù)方波信號(hào)，使報(bào)警燈閃爍，直到有任意鍵按下時(shí)停止；使報(bào)警燈閃爍，直到有任意鍵按下時(shí)停止；n使計(jì)數(shù)器停止輸出方波的方法是在使計(jì)數(shù)器停止輸出方波的方法是在Q端輸出低電平。端輸出低電平。CLK0的輸入脈沖為的輸入脈沖為2MHz。要求：。要求：n設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)8253的譯碼電路；的譯碼電路；n編寫編寫8253計(jì)數(shù)器的初始化程序及實(shí)現(xiàn)上述功能的控制程序。計(jì)數(shù)器的初始化程序及實(shí)現(xiàn)上述功能的控制程序。 27例二解n8253地址范圍：地址范圍：n0011 1110 00000011 1110 0011n譯碼電路：譯碼電路：G1G2AG2BCBA&11IOWIORA9A5:A11A10A4A

12、3A2Y028例二解n8253計(jì)數(shù)初值：計(jì)數(shù)初值：n2MHz/100Hz=20000n8253工作方式：工作方式：n方式方式3n8253初始化程序：初始化程序：nMOV DX，3E3HnMOV AL，00110110nOUT DX，ALnMOV DX，3E0HnMOV AX，20000nOUT DX，ALnMOV AL，AHnOUT DX，AL 29例二解控制程序控制程序 XOR AL，AL MOV DX，3E5H OUT DX，AL MOV DX，3E4HNEXT：IN AL，DX AND AL，01H JZ NEXT MOV DX，3E5H MOV AL，2 OUT DX，ALGOON：M

13、OV AH，1 INT 16H JZ GOON XOR AL，AL OUT DX，AL MOV AH，4C INT 21H 30三、可編程并行接口825531掌握:n主要引線功能及結(jié)構(gòu)主要引線功能及結(jié)構(gòu)n3種工作方式及其特點(diǎn)種工作方式及其特點(diǎn)n應(yīng)用應(yīng)用:n芯片與系統(tǒng)的連接芯片與系統(tǒng)的連接n芯片的初始化編程芯片的初始化編程n數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入/輸出控制程序設(shè)計(jì)輸出控制程序設(shè)計(jì)32并行接口8255的特點(diǎn)：n通道型接口通道型接口n含含3個(gè)獨(dú)立的個(gè)獨(dú)立的8位并行輸入位并行輸入/輸出端口，各輸出端口，各 端口均具有數(shù)據(jù)的控制和鎖存能力端口均具有數(shù)據(jù)的控制和鎖存能力n可通過編程，設(shè)置各端口工作在某一確定可通

14、過編程，設(shè)置各端口工作在某一確定 狀態(tài)下。狀態(tài)下。WRD0D1D2D3D4D5D6D7VCCPB7RDCSGNDA1A0PA4PA5PA6PA7PB5PB6PB4PB3RESETPB1PB2PB0PC3PC2PC1PC0PC4PC5PC6PC7PA2PA1PA05101535302521PA3331. 引線連接系統(tǒng)端的主要引線：連接系統(tǒng)端的主要引線：nD0-D7nCSnRDnWRnA0，A1 nREAST A1 A00 0 A端口端口0 1 B端口端口1 0 C端口端口1 1 控制寄存器控制寄存器34引線連接外設(shè)端的引腳：連接外設(shè)端的引腳：nPA0 PA7nPB0 PB7nPC0 PC7分別對(duì)

15、應(yīng)分別對(duì)應(yīng)A、B、C三個(gè)端口三個(gè)端口358255與系統(tǒng)的連接示意圖D0D7WRRDA1A0CSDBIOWIORA1A0譯碼器譯碼器8255A口口B口口C口口D0D7外外 設(shè)設(shè)362. 結(jié)構(gòu)A組組B組組 端口端口A端口端口C的高的高4位位端口端口B端口端口C的低的低4位位373. 工作方式基本輸入基本輸入/輸出方式（方式輸出方式（方式0）選通工作方式（方式選通工作方式（方式1）雙向傳送方式（方式雙向傳送方式（方式2）38方式0：n相當(dāng)于三個(gè)獨(dú)立的相當(dāng)于三個(gè)獨(dú)立的8位簡單接口位簡單接口n各端口既可設(shè)置為輸入口，也可設(shè)置為輸出各端口既可設(shè)置為輸入口，也可設(shè)置為輸出 口，但不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)輸入及輸出口，但

16、不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)輸入及輸出nC端口可以是一個(gè)端口可以是一個(gè)8位的簡單接口，也可以分為位的簡單接口，也可以分為 兩個(gè)獨(dú)立的兩個(gè)獨(dú)立的4位端口位端口n常用于連接簡單外設(shè)，適于無條件或查詢方式常用于連接簡單外設(shè)，適于無條件或查詢方式39方式0的應(yīng)用：n習(xí)慣上：習(xí)慣上：nA端口和端口和B端口作為端口作為8位數(shù)據(jù)的輸入或輸出口位數(shù)據(jù)的輸入或輸出口nC口的某些位作為狀態(tài)輸入口的某些位作為狀態(tài)輸入n注：注：n若使若使C端口低端口低4位中某一位作為輸入口，則低位中某一位作為輸入口，則低4位中其位中其他位都應(yīng)作為輸入口。同時(shí)可設(shè)高他位都應(yīng)作為輸入口。同時(shí)可設(shè)高4位作為輸出。位作為輸出。408255工作于方式0的連接

17、示意圖D0D7WRRDA1A0CSDBIOWIORA1A0譯碼器譯碼器8255PA0 |PA7B口口PC0D0D7數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)狀態(tài)狀態(tài)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)外設(shè)外設(shè)1外設(shè)外設(shè)241方式1：n利用一組選通控制信號(hào)控制利用一組選通控制信號(hào)控制A端口和端口和B端口的數(shù)端口的數(shù) 據(jù)輸入輸出據(jù)輸入輸出nA口、口、B口作輸入或輸出口，口作輸入或輸出口，C口的部分位用作口的部分位用作 選通控制信號(hào)選通控制信號(hào)nA口、口、B口在作為口在作為輸入輸入和和輸出輸出時(shí)的選通信號(hào)不同時(shí)的選通信號(hào)不同輸入輸入輸出輸出42方式1的應(yīng)用：n方式方式1主要用于中斷控制方式下的輸入輸出主要用于中斷控制方式下的輸入輸出nC口的口的8位除用作選通信

18、號(hào)外，其余位可工作位除用作選通信號(hào)外，其余位可工作 于方式于方式0下，作為輸入或輸出口。下，作為輸入或輸出口。43方式2：n雙向輸入輸出方式雙向輸入輸出方式n可以既作為輸入口，又作為輸出口?？梢约茸鳛檩斎肟?，又作為輸出口。n只有只有A端口可工作在方式端口可工作在方式2下下44方式2的應(yīng)用：n可使可使A端口作為雙向端口所有端口作為雙向端口所有n用于中斷控制方式用于中斷控制方式n當(dāng)當(dāng)A口工作于方式口工作于方式2時(shí)：時(shí)：nB口可工作于方式口可工作于方式1n此時(shí)此時(shí)C口的所有位都用作選通控制信號(hào)的輸入輸出口的所有位都用作選通控制信號(hào)的輸入輸出nB口也可工作于方式口也可工作于方式0n此時(shí)此時(shí)C口的剩余位也可工作于方式口的剩余位也可工作于方式0454. 方式控制字及位控制字n方式控制字：方式控制字：n用于確定用于確定3個(gè)端口的工作方式及數(shù)據(jù)傳送方向；個(gè)端口的工作方式及數(shù)據(jù)傳送方向；n位控制字位控制字n僅用于僅用于C端口端口n可設(shè)置可設(shè)置C口某位的初始狀態(tài)（為高電平或低電平）口某位的初始狀態(tài)（為高電平或低電平）n當(dāng)其工作于方式當(dāng)其工作于方式0下且作為輸出口時(shí)，一般需要對(duì)下且作為輸出口時(shí)，一般需要對(duì)作為輸出的位設(shè)置初始狀態(tài)（即初始化）作為輸出的位設(shè)置初始狀態(tài)（即初始化）465. 8255芯片的應(yīng)用n芯片與系統(tǒng)的連接芯片與系統(tǒng)的連接n芯片的初始化芯片