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1、第八章可编程接口芯片及其应用,8.1 可编程接口芯片概述接口电路中的单元(1)输入输出数据锁存器和缓冲器，用以解决CPU与外设之间速度不匹配的矛盾，以及起隔离和缓冲的作用；(2)控制命令和状态寄存器，以存放CPU对外设的控制命令，以及外设的状态信息；(3)地址译码器，用来选择接口电路中的不同端口(寄存器)；(4)读写控制逻辑；(5)中断控制逻辑。,接口中的一些公用引脚作用及其连接方法 1.片选概念 CS 或CE 2.读/写概念 DB线，M/IO线，RD线，WR线，CE/CS线 3.可编程接口的概念 目前所用的接口芯片大部分是多通道、多功能的。所谓多通道就是指一个接口芯片一面与CPU连接，另一面
2、可接几个外设.所谓多功能是指一个接口芯片能实现多种接口功能，实现不同的电路工作状态。,4.“联络”的概念 STB:选通信号；RDY:就绪信号（Ready)1)以输入接口为例：RDY=“H”表示接口芯片中输入 寄存器已 空,可接受外设信息以实现外设与接口的输入操作。STB=“L”表示接口选通，是外设向接口发出的,过程：1）外设把数据送上接口芯片端口后，用STB信号有效打人接口芯片输入寄存器；2）在STB的后沿，把RDY信号拉 为“L”，表明输入寄存器已有数据。RDY=“L”正是接口与外设的通信标志，外设 接收RDY=”L”后，暂不送数据；3）CPU发出读数指令，读人该数据，并使RDY置“H”。然
3、后，又开始新一轮的输入操作在输入接口中，RDY信号有时用IBF(输入缓冲器满)表示。,如是输出接口，则：RDY=“H”，表示接口寄存器已有数据，通知外设来取数;STB=“L”，表示端口数据已为外设接收，且已处理，CPU可送新数据到接口 寄存器，STB的后沿使RDY变为“L”。在输出接口中，RDY信号有时用OBF(输出 缓冲器满)表示，STB信号有时用ACK(响应)表示。,接口芯片的引脚,8.2 可编程并行接口芯片8255A,8.2.1 8255A的结构和引脚功能,1数据总线缓冲器这是一个三态双向8位缓冲器，它是8255A与系统数据总线的接口。2三个8位端口PA、PB和PC PA、PB和PC端口
4、都可由程序设定为各种不同的工作方式。端口A(PA口)有一个8位数据输入锁存器和一个8位数据输出锁存缓冲器；端口B(PB口)有一个8位数据输入缓冲器和一个8位数据输入输出、锁存缓冲器；端口C(PC口)有一个8位数据输入缓冲器和一个8位数据输出锁存缓冲器。通常PA口与PB口用作输入输出的数据端口，PC口用作控制或状态信息的端口。,一、8255A的内部结构,3A组和B组的控制电路 这两组控制电路根据CPU发出的方式选择控制字来控制8255A的工作方式，每个控制组都接收来自读写控制逻辑的“命令”，接收来自内部数据总线的“控制字”，并向与其相连的端口发出适当的控制信号。A组控制部件用来控制PA口和PC口
5、的高4位(PC，PC4)；B组控制部件用来控制PB口和PC口的低4位(PC，PCo)。4读写控制逻辑 用来管理数据信息、控制字和状态字的传送，它接收来自CPU地址总线的 A1、A0和控制总线的有关信号(RD、WR、RESET等)，向8255A的A、B两组控制部件发送命令。,二、8255A的引脚功能,。CS 选片信号，低电平有效，由它启动CPU与8255A之间的通信（Communication）。RD 读信号，低电平有效。它控制8255A送出数据或状态信息至CPU。WR 写信号，低电平有效。它控制把CPU输出的数据或命令信号写到8255A。RESET复位信号，高电平有效，它清除控制寄存器并置所有
6、端口（A、B、C）为输入方式。A1，A0：片内寄存器选择信号(输入)A1A0=00:选中PA口;A1A0=01:选中PB口;A1A0=10:选中PC口;A1A0=11:选中控制端口;D7D0：与CPU侧连接的数据线(双向)PA7PA0：A口外设数据线(双向)PB7PB0：B口外设数据线(双向)PC7PC0：C口外设数据线(双向),表 81 8255A端口功能选择,8.2.2 8255A的工作方式,一、方式0基本输入输出 方式0下，每一个口都作为基本的输入输出口，C口的高4位和低4位以及A口、B口都可以独立地设置为输入口或输出口。8255A在方式0工作时，CPU可以采用无条件读写方式与8255A
7、交换数据；如果把C口的两个部分用作控制和状态口，与外设的控制和状态端相连，CPU也可以通过对C口的读写，实现A口与B口的查询方式工作；方式0中，不允许采用中断方式工作。,二、方式1选通输入输出(应答式输入输出)方式1下将三个端口分成A、B两组，A、B两个口仍作为数据输入输出口，而C口分成两部分，分别作为A口和B口的联络信号。方式1的输入,(1)STB：输入的选通信号 低电平有效。由外设提供，为低电平时，就把输 入的数据信号(PA7-PA0或PB7-PB0)送入A端口(或B端口)的数据锁存器。(2)IBF：输入缓冲器满信号，高电平有效。由8255A输出，有效时，用以通 知外部设备输入的数据已写入
8、缓冲器。(3)INTR：中断请求信号，高电平有效。当外部设备要向CPU传送数据或请求服务时，8255A就用INTR端的高电平向CPU提出中断请求。当STB、IBF和 INTE都为高电平时，表明数据锁存器内已写入了数据使INTR成为高电平输 出。(4)INTE：中断允许信号。A端口用PC4位的置位复位控制，B端口用PC2位的置位复位控制。只有当PC4或Pc2置1时，才允许对应的端口送出中断请求。,方式1的输入过程如下(A口)：1）当外设准备好数据，在送出数据的同时，送出一个选通信号STB。8255A的A口数据锁存器在STB下降沿控制下将数据锁存。2）8255A向外设送出高电平的IBF，表示锁存数
9、据已完成，暂时不要再送数据。如果PC41(1NTE1)，这时就会使INTR变成高电平输出，向CPU发出中断请求。3）CPU响应中断，执行IN指令时，RD信号的下降沿清除中断请求，而RD结束时的上升沿则使IBF复位到零。外设在检测到IBF为零后，可以开始输入下一个字节。2方式1的输出 联络信号信号的作用如下：(1)OBF：输出缓冲器满信号；低电平有效。由8255A输出，当其有效时，表示CPU已经将数据输出到指定的端口，通知外设可以将数据取走。(2)ACK：响应信号，低电平有效。由外设送来，有效时表示8255A数据已经为外设所接收。,(3)INTR：中断请求信号高电平有效。当外设接收了由CPU送给
10、8255A的数据后，8255A就用INTR端向CPU发出中断请求，请求CPU再输出后面的数据。INTR是当ACK，OBF和INTE都为高电平时，才能被置成高电平。(4)INTE：中断允许信号。A口的INTE由PC6置复位，B口的INTE由PC2置复位。PC4、PC5位可以由控制字的D3，设置为输入或输出数据用。方式1的输出过程如下(A口)：1）微处理器发WR信号，将数据送入端口的输出缓冲器，WR上升沿一方面清除INTR信号，另一方面使OBF有效，通知外设可以取数；2）外设取数后，发ACK信号，一方面使OBF无效（表示数已取走），另一方面使INTR有效，开始另一个新的输出过程。三、方式2双向选通
11、输入输出 通过8位数据线与外设进行双向通信的方式，既能发送，又能接收数据。工作时可以用中断方式，也可以用查询方式与CPU联系。,8.2.3 8255A 的初始化,一、方式控制字,二、C口按位置/复位,8.2.4 8255A的应用举例,例1：在一系统中，要求8255工作在方式0，A口为输入，B口、C口为输出。Mov al,90h Out 63h,al;送控制字到控制字寄存器。Call delay1 In al,60h;从A口输入数据 Call delay2 mov al,data1 Out 61h,al;从B口输出数据 Call delay3 mov al,data2 Out 62h,al;从C
12、口输出数据,例2：假定在一个系统中，要求8255工作在方式1，端口A为输出，端口B为输入，PC4PC5 为输入，禁止端口B中断。,Mov al,0afh;控制字Mov dx,xxxxxx11b;控制寄存器地址 Out dx,al;送入控制字寄存器Mov al,09h;A口的INTE（PC4）置1Out dx,al;送入控制字寄存器Mov al,04h;B口的INTE（PC2）置0Out dx,al;送入控制字寄存器,例3：假定在一个系统中，端口A工作在方式2，端口B工作在方式0且为输入，端口C的三位 PC0PC2 位输入。,Mov al,11xxx011b;控制字Mov dx,xxxxxx11
13、b;控制寄存器地址 Out dx,al;送入控制字寄存器,例4：若采用查询式实现8255A与打印机接口，用PB口传送内存DATA单元开始的100个字节数据，PC7用作STB信号、PC3作为BUSY信号，如图所示。试完成控制程序设计。,LEA DI,DATA MOV CX,100 MOV AL，81H;方式控制字 OUT 83H，AL NEXT:MOV AL，0FH;PC7=1 OUT 83H，ALTESBY：IN AL，82H TEST AL，08H JNZ TESBY MOV AL，DI OUT 81H，AL INC DI MOV AL，0EH;PC7发 选通打印机 OUT 83H，AL I
14、NC AL OUT 83H，AL LOOP NEXT RET,说明：当CPU通过接口要求打印机打印数据时，先查看BUSY信号，当BUSY=L时，才向打印机输出数据，在把数据送上DATA线后，先发STB选通打印机，打印机接到STB 后，发BUSY=H,接收数据，当数据接收号并存入内部打印缓冲区后，送出ACK信号，表示打印机已准备好接收新数据，并撤销BUSY(0),例5：利用工作方式1的8255A的PA口作D/A转换器的输出接口，利用下降沿启动D/A转换，转换结束的回答信号为“0”脉冲。8255A的端口地址为3E0H3E3H.1）试设计D/A转换器的接口电路2）采用条件传送方式，将存储器BUFFE
15、R缓冲区中的5000B的波形数送D/A转换器转换，编写程序段。MOV DX,3E3H INC DX MOV AL,10100000B;工作方式 MOV AL,00001100B;OUT DX,AL;已输出5000个波形数，PC60，关中断 MOV AL,00001101B;PC6=1 开中断 OUT DX,AL OUT DX,AL LEA SI,BUFFER MOV CX,5000LOP1:MOV DX,3E0H MOV AL,SI OUT DX,AL;输出数 INC SI MOV DX,3E2HLOP2:IN AL,DX;检查PC3 AND AL,08H JZ LOP2 LOOP LOP1,
16、例6：试用8255A工作方式1，以中断方式作为打印机接口。电路如下图。要求1）8255A的B口工作于方式1；2）设中断向量为2000：3000H在2CH、2DH、2EH、2FH中；3）端口地址设为E0H、E2H、E4H、E6H；4）编程完成控制过程。,START:MOV AL,10000100B OUT 0E6H,AL;工作方式控制字 MOV AL,00001011B OUT 0E6H,AL;PC5=1使选通无效 XOR AX,AX;设置0BH号中断的中断向量表 MOV DS,AX MOV AX,3000H MOV WORD PTR 002CH,AX MOV AX,2000H MOV WORD
17、 PTR 002EH,AX MOV DI,OFFSET BUFF;设置字符缓冲区指针 MOV AL,00000101B OUT 0E6H,AL;PC2=1,置INTE=1 STI,未用,ROUTINTR:MOV AL,DI;DI为打印机字符缓冲区指针，字符送A口 OUT 0E2H,AL MOV AL,00001010B;PC5=0,产生选通信号，即负脉冲 OUT 0E6H,AL INC AL;PC5=0,使选通无效 OUT 0E6H,AL IRET,一、键盘接口有两类键盘：编码键盘和非编码键盘键盘输入信息的过程可归纳为三步：（1）检查是否有按键按下；（2）查出按下的是哪一个按键；（3）将该键所
18、代表的信息翻译成计算机能够识别的代码，如ASC或其它预先约定的编码。如果第二、三步用硬件完成，则称为编码键盘如果第二、三步用软件完成，则称为非编码键盘,图8-13 非编码键盘接口,使用行扫描寻找按下键的编码（键号）的程序如下：,PORTAEQU0FFF8H；定义端口A的口地址PORTBEQU0FFFAH；定义端口B的口地址PORTCEQU0FFFCH；定义端口C的口地址PORTCNEQU0FFFEH；定义控制字端口的口地址MOVDX，PORTCN；置8255A端口A、B工作方式在方式0MOVAL，1000 0010B；控制字，端口A为输出，端口B为输入OUTDX，ALWAIK：MOVDX，PO
19、RTA；等待键闭合MOVAL，0；行码送全“0”OUTDX，ALMOVDX，PORTBINAL，DX；读列码CMPAL，0FFH；列码与0FFH比较,JZWAIK；如果没有键按下，返回MOVBL，0；扫描键盘矩阵，送键号初值MOVBH，1111 1110B；置初始扫描模式-行码送FEHMOVCX，8FNDROW：MOVAL，BH；送行码MOVDX，PORTAOUTDX，ALROLBH，1；修改行码MOVDX，PORTB；读列码INAL，DXCMPAL，0FFH；比较是否有键按下JNZFNDCOL；有则转FNDCOL，查列号ADDBL，8；无键按下，指向下一行LOOPFNDROW；8行扫描未完，
20、转回FNDROWJMPDONE；8行完成后，无键按下，转DONE,FNDCOL：RORAL，1；查哪一列有按键按下JNCRIGHT；查到按下的按键键号，转RIGHTINCBL；键号加1，查下一列JMPFNDCOL；无条件转回RIGHT：；按下键的编号在BL中：DONE：；无按键按下，结束,二、七段LED显示接口,七段（或八段）LED数码管简介,abcdefgDP,abcdefgDP,阴极,阳极,图8-14 七段（或八段）LED数码管,图8-15 8位LED显示器接口电路,设计要求：在8个数码管上动态扫描显示8位十六进制数（0-F）每显示一位后延时20ms周而复始地显示一个双字的十六进制数码,：
21、；数据段定义开始SSEGCODE：DB0C0H（0）；定义16进制数字符的7段码DB0F9H（1）DB0A4H（2）DB0B0H（3）DB99H（4）DB92H（5）DB82H（6）DB0F8H（7）DB80H（8）DB98H（9）DB88H（A）DB83H（B）DB0C6H（C）DB0A1H（D）DB86H（E）DB8EH（F）,FOURBYTE：EQU THIS BYTEDBLWORD：DD 2143H,6587H；定义双字常数量：MOVAL，1000 0000B（80H）；A、B口方式0，输出MOVDX，0FFFFH；8255A控制字端口地址OUTDX，AL；置方式字：CLD；方向标志置
22、0（0DF）控制串操作递增AGAIN：MOVCX，4；置计数初值4MOVSI，OFFSET FOURBYTE；求偏移量MOVAH，11111110B；送常数FEH AHLOOPDISP：LODSB；P110，DS：SIAL，SI自动加1MOVDI，AX；暂存AX的值（AH 位选，AL7段码）ANDAL，0FH；屏蔽高4位，取低4位编码MOVBX，OFFSET SSEGCODE；求段码表首地址,XLAT SSEGCODE；查段码表MOVDX，0FFFAH；送端口B地址OUTDX，AL；输出显示数码值MOVAL，AH；送AHALMOVDX，0FFF8H；送端口A地址OUTDX，AL；输出数码的位选
23、码PUSHCX；CX压栈MOVCX，NDELAY；延时2ms，NDELAY-延时常数IDLE：NOPNOPLOOP IDLE：MOVAL，0FFH；送常数（AH）=FFHALOUTDX，AL；禁止显示MOVAX，DI；恢复（AH 位选，AL7段码）,MOVCL，4SHRAL，CL；逻辑右移4位，取高4位编码MOVBX，OFFSET SSEGCODE；求段码表首地址XLAT SSEGCODE；查段码表MOVDX，0FFFAH；送端口B地址OUTDX，ALROLAH，1；循环左移1位，电亮下一个数码管MOVAL，AH；送AHALMOVDX，0FFF8H；送端口A地址OUTDX，AL；输出数码的位选
24、码MOVCX，NDELAY；延时2msIDLE2：NOPNOPLOOP IDEL2ROLAH，1；循环左移1位，电亮下一个数码管,MOVAL，0FFHOUTDX，AL；禁止显示POP；出栈LOOP LOOPDISP；8位未显示完，转LOOPDISPJMPAGAIN；8位显示完，转回AGAIN：,三、打印接口,1.并行接口标准(Centronics)P311 表8-4所示2.打印机的工作过程及接口电路 电路如P313 图8-17所示3.8255A的应用编程(1)8255A的初始化程序段(2)打印机中断服务程序,四、LED/开关接口,图8-18 8086CPU、8255A同开关7段LED的接口,8
25、255A,1,1,1,+5v,+5v,PA0,PA1,PA7,PB3,PB2,PB1,PB0,a,b,DP,8255A初始化PA口输出、PB口输入工作于方式0,从PB口读入信息,屏蔽高4位，取开关状态,查7段显示码表,从PA口输出7段显示码,延时,程序流程（工作原理）,A1,A2,A0,A1,解题分析,（1）8255A的负载能力较小，所以输出口PA经驱动器同7段LED显示器连接；（2）8255A设置为方式0工作，PA口输出，PB口输入；（3）由于8255A的A0A1与CPU的A1A2相连接，A0可以为“1”或“0”，因此，每个端口有两个地址，如：PA口地址为0FF8H或0FF9H；（4）按题意
26、可写出控制程序如下：,ORG2000HMOVAL，82H（1000 0010B）；8255A方式字MOVDX，0FFFEH；8255A控制字端口地址OUTDX，AL；送方式字RDPORTB：MOVDL，0FAH；送端口B地址INAL，DX；读端口B数据ANDAL，0FH；屏蔽高4位MOVBX，OFFSET SSEGCODE；求段码首地址XLAT；查表BX+ALALMOVDL，0F8H；设A口地址OUTDX，AL；段码输出到A口显示MOVAX，56CH；延时DELAY：DECAXJNZDELAY,JMPRDPORTB；返回再次读B口内容HLT；暂停ORG2500HSSEGCODEDB 0C0H，
27、0F9H，0A4H，0B0H，99H，DB 92H，82H，0F8H，80H，98H，88HDB 83H，0C6H，0A1H，86H，8EH；段码定义（共阴）例如：0C0H=1100 0000B；显示“0”PA0=a段=“0”点亮 PA1=b段=“0”点亮 PA2=c段=“0”点亮 PA3=d段=“0”点亮 PA4=e段=“0”点亮 PA5=f段=“0”点亮 PA6=g段=“1”灭 PA7=DP段=“1”灭,a,b,c,d,e,f,g,DP,（1）如果驱动改为反向器，则段码应修改为：SSEGCODEDB 3FH，06H，5BH，4FH，66H，DB 6DH，7DH，07H，7FH，67H，77
28、HDB 7CH，39H，5EH，79H，71H例如：3FH=0C0H=0011 1111B；显示“1”PA0=a段=“1”点亮 PA1=b段=“1”点亮 PA2=c段=“1”点亮 PA3=d段=“1”点亮 PA4=e段=“1”点亮 PA5=f段=“1”点亮 PA6=g段=“0”灭 PA7=DP段=“0”灭（2）如果要求7段LED循环显示0-F十六个数，每个显示5秒，显示20遍，则程序为：,ORG2000HMOVAL，80H（1000 0000B）；8255A方式字MOVDX，0FFFEH；8255A控制字端口地址OUTDX，AL；送方式字MOVBX，20；循环次数20次DISFLOP：LEAD
29、I，SSEGCODE；求段码首地址MOVCX，16；显示字符个数LOP：MOVAL，DI；取显示字符送A口MOVDL，0F8H；设A口地址OUTDX，AL；段码输出到A口显示INCDI；修改显示指针CALLDELAY5S；延时5秒子程序LOOP LOP；循环16次DECBX；修改循环20次的计数值,JNZDISPLOP；返回再次读B口内容HLT；暂停ORG2100H DELAY5S：ORG2500HSSEGCODEDB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，DB 92H，82H，0F8H，80H，98H，88HDB 83H，0C6H，0A1H，86H，8EH；段码定义（共阴）例如：0
30、C0H=1100 0000B；显示“0”PA0=a段=“0”点亮 PA1=b段=“0”点亮 PA2=c段=“0”点亮 PA3=d段=“0”点亮 PA4=e段=“0”点亮 PA5=f段=“0”点亮 PA6=g段=“1”灭 PA7=DP段=“1”灭,习题解答,习题8.20 若输入设备输入的是ASC码，通过8255A端口B输入，采用中断方式，将数据送入INBUF为首地址的输入缓冲区中，连续输入直到遇到就结束输入。假设此中断类型码为52H，中断服务程序的入口地址为INTRP。8255A的端口地址为80H83H。（1）根据上述要求设计并画出硬件电路图。（2）写出8255A初始化程序（包括把入口地址写入中
31、断向量表）；（3）写出完成输入数据，并存入输入缓冲区BUF1的中断服务程序；,（1）设计并画出硬件电路图,STBIBFINTR,（2）8255A、8259初始化程序,方式字：1XXX X11X；确定为1000 0110=86HC口按位置为位/复位控制字：0XXX 0101（PC2=“1”）确定为：0000 0101=05HA口地址：80H；B口地址：81H；C口地址：82H；控制口地址：83H；8255A、8259初始化程序MOV AL，86HMOV DX，83HOUT DX，ALMOV AL，05HOUT DX，AL,8259A初始化程序段(令端口地址为60H、61H)MOV AL，13H（
32、0001 0011）；置ICW1，采用上升沿触发OUT 60H，ALMOV AL，50H；置ICW2，中断向量类型码高5位是01010BOUT 61H，ALMOV AL，0DH；置ICW4，采用缓冲方式OUT 61H，AL写中断向量表程序段MOV AX，0MOV DS，AXMOV DI，52H2MOV AX，SEG INTRPMOV DS:DI，AXMOV AX，OFFSET NTRPMOV DS:DI+2，AXSTI,（3）完成输入数据，并存入输入缓冲区BUF1的中断服务程序,INTRP:PUSH AXMOV DI，OFFSET BUF1MOV BX，SEG BUF1LOP:IN AL，81
33、HCMP AL，JZ ENDMOV BX:DI，ALINC DIJMP LOPEND：CLIIRET,8.3 可编程定时器/计数器8253,8.3.1可编程定时器/计数器的基本工作原理,GATE是控制输入端，它有多种控制作用，如允许禁止计数、启动停止计数等。控制寄存器是用来控制计数器定时器的工：作方式，就是控制CLK脉冲和CATE门控信号适当配合来产生OUT端的输出信号的形状。所以，计数定时器可以归纳为以下几种工作方式：(1)门脉冲控制时钟输入。此时，当门脉冲GATE到来时，时钟CLK有效，进行计数操作；当门脉冲结束时，时钟无效，计数停止。(2)用门脉冲重新启动计数器。(3)用门脉冲停止计数器
34、工作。(4)单次计数。此时仅要求GATE为高电平即可。(5)循环计数。此时，每当计数执行单元为零时，输出端OUT输出一个信号，同时又重新装入计数初值寄存器内容到计数执行单元，重复原来的计数过程，从而在OUT端上可输出周期性的脉冲信号。,8.3.2 8253的结构和功能,8253-PIT的主要功能有：（1）有3个独立的16位计数器。（2）每个计数器都可以按照二进制或BCD码进行计数。（3）每个计数器的计数速率可高达2MHz（8254-2计数频率可达到10MHz）。（4）每个计数器有6种工作方式，可由程序设置和改变。（5）所有的输入输出引脚电平都与TTL电平兼容。,8253的结构和引脚,三个计数器
35、中每一个都有三条信号线；计数输入CLK用于输入定时基准脉冲或计数脉冲；输出信号OUT以相应的电平指示计数的完成，或输出脉冲波形；选通输入(门控输入)GATE用于启动或禁止计数器的操作，以使计数器 和计测对象同步。每个计数器中有三个寄存器；控制寄存器初始化时，将控制字寄存器 中的内容写入该寄存器；计数初值寄存器初始化时写入该计数器的初始 值；减法计数寄存器计数初值由计数初值寄存器送人减法计数寄存器，当 计数输入端输入一个计数脉冲时，减法计数寄存器内容减1，当减到零时，输出 端输出相应信号表示计数结束。,8253 的控制字,在8253的初始化编程中，由CPU向8253的控制字寄存器写入一个控制字，
36、它规定了8253的工作方式。,8253 的工作方式,一、方式0计数结束中断方式在这种方式下，当控制字CW（Control Word）写入控制字寄存器，则使OUT输出端变低，此时计数器没有赋予初值，也没开始计数。要开始计数，GATE信号必须为高电平，并在写入计数初值后，通道开始计数，在计数过程中 OUT线一直维持为低，直到计数到“0”时。OUT输出变高。,(MODE 0)CLOCK,WRn#,OUTPUT(中断）,4,3,2,1,0,n=4,WRm#,OUTPUT(中断）,GATE,m=4,5,4,3,2,1,0,8253工作方式（6种）方式0：计数结束时发中断,方式1可编程序的单拍脉冲在这种方
37、式下，当CPU写控制字之后（的上升沿），输出将保持为高（若原为低，则由低变高）。当CPU写完计数值后，计数器并不开始计数，直到外部门控脉冲GATE启动之后的下一个输入CLK脉冲的下降沿开始计数，输出OUT变低。因整个计数过程中，OUT都维持为低，直到计数到0，输出变为高，因此，输出为一个单拍脉冲。若外部再次触发启动，则可以再产生一个单拍脉冲。,WRn#,GATE(TRIGGER),4,3,2,1,0,OUTPUT,3,4,2,1,0,(MODE 1)CLOCK,GATE(TRIGGER),OUTPUT,2,3,4,8253工作方式（6种）方式1：可编程单稳电路,方式2速率发生器在这种方式下，当
38、CPU输出控制字后，输出将为高。在写入计数值后，计数器将立即自动对输入时钟CLK计数。在计数过程中输出始终保持为高，直至计数器减到1时，输出将变低，经过一个CLK周期，输出恢复为高，且计数器开始重新计数。,WRn#,4,3,2,1,0(3),OUTPUT,GATE(RESET),OUTPUT,(MODE 2)CLOCK,n=4,n=3,0(4),3,2,1,2,1,0,0(3),3,2,1,0(3),2,1,0(3),2,1,方式2：可变频率脉冲发生器,0,方式3方波速率发生器方式3的输出都是周期性的，方式3在计数过程中输出有一半时间为高，另一半时间为低。,4,2,2,1,0(4),OUTPU
39、T n=4,GATE(RESET),OUTPUT n=4,n=4,n=3,0(4),2,1,0,3,2,1,0(4),2,1,3,3,1,(MODE 3)CLOCK,OUTPUT n=5,3,2,1,0(5),4,3,2,1,0(5),4,3,0(5),4,3,0,方式4软件触发选通在这种方式下，当写入控制字后，输出为高（原为高则保持为高，原为低则变为高）。当写入计数值后立即开始计数（相当于软件启动），当计数到0后，输出变低，经过一个输入时钟周期，输出又变高，计数器停止计数。这种方式计数也是一次性的，只有在输入新的计数值后，才能开始新的计数。,(MODE 4)CLOCK,WRn#,n=4,OU
40、TPUT,n=4,0,1,2,3,4,4,4,3,2,1,0,LOADn,GATE,OUTPUT,8253工作方式（6种）方式4：软件触发选通,方式5硬件触发选通在这种方式下，设置了控制字后，输出为高。在设置了计数值后，计数器并不立即开始计数，而是由门控脉冲的上升沿触发启动。当计数到0时，输出变低，经过一个CLK脉冲，输出恢复为高，停止计数。要等到下次门控脉冲的触发才能再计数。,(MODE 5)CLOCK,OUTPUT(n=4),0,1,2,3,4,4,3,2,1,0,GATE,GATE,OUTPUT,4,3,8253工作方式（6种）方式5：硬件触发选通,8.3.4 8253的初始化例：要求计
41、数器0工作于方式3，输出方波的重复频率为2KHz，计数脉冲输入为2.5MHz，采用BCD码计数，试写出初始化程序段。,计算计数初值：TC=2.5MHz/2KHz=1250方式字为：0011 0111B=37H（计数器0，写16位，方式3，BCD计数）设端口地址为：80H、81H、82H、83H。则初始化程序为：,MOV AL，37H；写入方式控制字OUT 83H，ALMOV AL，50H；写入计数初始值低8位OUT 80，ALMOV AL，12H；写入计数初始值高8位OUT 80H，AL,（3）读计数值,以普通对计数器端口读的方法取得当前计数值锁存计数器的当前值,8.3.5 8253-5的应用
42、举例一、用8253-5监视一个生产流水线1.硬件设计,图8-28 8253的应用计数和定时,设计要求及设计方案确定,使用8253-5监视一个生产流水线，每通过50个工件，扬声器响5秒钟，频率2000Hz。用8253-5的通道0设定为计数方式计数，计数满50后，由OUT0输出一个负脉冲，经反向后作为8259A的中断请求信号，在中断服务程序中，启动8253-5通道1工作，有通道1连续输出频率为2000Hz的方波信号，持续5秒后结束。通道0工作于方式2，通道1工作于方式3，通道1的门控信号GATE1由8255A的PA0控制。,2.控制字设置,通道0计数器工作于方式2，采用BCD计数，因计数初值为50
43、，采用RL1RL0=01（读/写计数器的低8位），则工作方式字为00010101=15H。通道1计数器工作于方式3，CLK1接2.5MHz时钟，要求产生1000Hz的方波，则计数初值应为2.5106/2000=1250，采用RL1RL0=11（先读计数器的低8位，再读计数器的高8位）。则工作方式字为01110111=77H。设通道0的地址为40H，通道1的地址为41H，控制口地址为43H，8255A的口地址为80-83H。,主程序：,MOV AL，15H；通道0初始化，方式2OUT 43H，ALMOV AL，50H；置计数初值OUT 40H，ALSTI；开中断LPO：HLT；等待中断JMP L
44、OP,中断服务程序为：MOV AL，01H；通道1的GATE1置1，启动计数OUT 80H，AL;认为8255已经初始化，向8255 端口送数，使PA0为“1”MOV AL，77H；通道1初始化，方式3OUT 43H，ALMOV AL，50H；置计数初值低8位OUT 41H，ALMOV AL，12H；置计数初值高8位OUT 41H，ALCALL DL5S；延时5秒，DL5S为5秒延时程序MOV AL，00H；通道1的GATE1置0，停止计数OUT 80H，AL；复位8255端口，使PA0为“0”IRET注：本例中，通道0工作于计数状态，通道1工作于计时状态。,二、8253在IBM-PX机中的应
45、用,图8-29 8253在IBM-PX机中的应用逻辑图,1.工作原理分析,系统分配给8253的端口地址为040H043H，三个计数器在IBM-PC机中的功能如下：（1）计数器0用来产生实时时钟信号，工作于方式3，计数初值为0，采用二进制计数，输出OUT0作为中断请求IRQ0，连接到中断优先权控制器8259A的IR0。此时OUT0端输出1193181.665536=18.2(Hz)的方波脉冲序列，方波的脉冲周期约为55ms（1/18.2(Hz)），也就是说，计数器0每隔55ms产生一次中断请求。在中断处理程序中使用一个16位的软件计数器（初值为0）进行加1计数，因此当该计数器由FFFFH变为00
46、00H时，表示已产生65536次中断请求，共经过65536 18.2（65536 55ms）=3600秒时间。,（2）计数器1用来产生动态存储器刷新操作的定时控制，它工作于方式2，计数初值为18，OUT1端输出一个负脉冲序列，其脉冲周期约为18 1.1931816MHz=15.08(s)。该输出将作为动态刷新控制器8237A中通道0的DMA请求信号DREQ0，控制DMA控制器完成每隔15.08(s)对系统中的动态存储芯片进行一次刷新操作,（3）计数器2用于为系统中的扬声器发声时提供一个约900Hz的方波信号。工作于方式3，计数初值为0533H，GATE2接入一个自系统板上8255A的PB0，作
47、为扬声器发声时间控制信号。显然，当GATE2为高电平时，OUT2端将输出频率为1193181.6 1331D（0533H）=896Hz的方波（1193181.6 900=1326D=052EH），该输出方波经功率放大器75477放大与滤波后驱动扬声器；当GATE2为地电平时，计数器2停止工作，在OUT2端无方波输出信号。,2.8253的初始化程序段,（1）对计数器0的初始化MOV AL，0011 0110B；写入计数器0的控制字，CW表示 选择计数器0，双字节写，方式3和二进制计数OUT 43H，ALMOC AL，0；计数初值为65536，先写入低8位字节 到CRL，再写入高8位字节到CRHO
48、UT 40H，ALOUT 40H，AL,（2）对计数器1的初始化程序,MOV AL，0101 0100B；写入计数器1的控制字，CW表示选择 计数器1的控制寄存器，只写入低位字 节，方式2和二进制计数OUT 43，ALMOV AL，18D；计数初值写入CRLOUT 41H，AL,（3）对计数器2的初始化程序,MOV AL，1011 0110B；写入计数器2的控制字，CW表示选择 计数器2的控制寄存器，双字节写、方式2和二进制计数OUT 43，ALMOV AX,0533H(052EH);计数初值0533H依次写入CRL、CRHOUT 42H，ALMOV AL，AHOUT 42H，ALIN AL，
49、61H；完成对8255A PB0=PB1=1的设置，扬 声器发声；PB口端口地址为061HMOV AH，ALOR AL，03HOUT 61H，AL,三、8253在实时控制系统中的应用,图8-30 用8253组成的采样周期发生器,1.采样周期发生器的设计原理,对于8253中的每个计数器来说，如果CLK脉冲信号为1.1931816MHz，计数初值为65536时，OUT输出脉冲的最大周期也只有55ms左右。因此，要产生符合采样周期要求的时间间隔，可采用两种方法，其一是仅用一个计数器来实现，但此时必须降低CLK频率才行，未了降低频率必须增加分频器之类的硬件电路，增加了硬件成本。另一种方法就是将8253
50、的两个计数器串联起来，使其中的一个计数器作为定时器，当分频器使用，将其OUT输出信号作为另一个计数器的CLK脉冲信号；而另一个计数器只起计数作用，其OUT输出端作为中断请求信号。显然后一种方法具有非常灵活的控制手段，只要通过软件修改两个计数器中任何一个的计数初值，就可以改变采样周期的时间间隔，因此能产生大范围的时间变化的采样周期信号，所以在实际的计算机控制系统中应用广泛。,设8253的端口地址为:230H233H8259的IR2作为采样周期的中断源的输入端中断类型码为:0AH中断服务程序的首地址存放在0028H002BH中断服务程序的名为:RTIME计数器0工作于方式2,计数初值为0,仅写低8
