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1、第7章 串并行接口技术,7.4 并行通信接口8255A,一、课前思考1、8255A由哪几部分组成?2、如何设置8255A的控制字?3、8255A有哪些工作方式?方式0有何特点?4、如何进行初始化编程?二、学习目标1、了解8255A的内部结构和引脚功能；2、熟练掌握8255A控制字的设置；3、熟练掌握8255A的工作方式及编程和应用。,三、难重点1、8255A的内部结构及功能；2、8255A的控制字的设置及其工作方式；3、8255A的编程及应用。四、主要知识点1、8255A的控制字设置；2、8255A的工作方式；3、8255A的初始化及应用。,通用接口可分为并行接口和串行接口两大类。并行传送是把
2、一个字节或多个字节用多条信号线同时进行传输，即并行接口是按字节传送的；串行接口和CPU之间按并行传送，而和外设之间是按位传送的。如下图所示。,并行接口电路及其与CPU和外设的连接,一、并行接口的组成及其与CPU和外设的连接,1、并行接口的基本组成 两个或两个以上的具有缓冲能力的数据寄存器 可供CPU访问的控制及状态寄存器 片选和内部控制逻辑电路 与外设进行数据交换的控制和联络信号线 与CPU用中断方式传送数据的相关中断控制,一、并行接口的组成及其与CPU和外设的连接,2、与CPU的连接 与CPU的连接主要是双向数据总线，读、写控制线，复位信号，中断请求以及状态信号和地址译码产生的片选信号。3、
3、与外设的连接 与输入设备的连接：并行输入数据线，数据传输应答信号（输入准备好和输入回答信号）；与输出设备的连接：并行输出数据线，数据传输应答信号（输出准备好和输出回答信号）；,二、并行接口的数据输入输出过程,并行接口的数据输入过程,变为低电平,1、数据输入 外设将数据传送到并行接口，同时给出“输入数据 准备好”信号；接口把数据接收到输入缓冲寄存器，给出“输入回 答”信号（高电平）到外设；若采用中断方式，则接口向CPU发中断请求信号，并使状态寄存器中的“输入缓冲器满”位置1（也可 以用查询方式）；CPU响应接口的中断请求（或查询相应的状态位），在中断服务程序中执行IN指令读取接口中的数据；接口给
4、外设的“输入回答”信号变成低，通知外设 可输入新的数据，此后转到开始下一个数据的 输入过程。,并行接口的数据输出过程,先假设输出设备“不忙”，中断或查询都可以,通知外设可以把数据取走,2、数据输出 CPU执行OUT指令把数据写到接口（中断或查询都可以）；接口向外设发出“输出准备好”信号，通知外设可以把数据取走；外设取走数据后，向接口发“输出回答”信号；接口向CPU发出新的中断请求，并使状态寄存器中的“输出缓冲器空“位置1，要求CPU输出新的数据，转到，开始下一输出过程。,7.4.1 8255A的内部结构和外部引脚,8255是Intel公司为其80系列微处理器生产的8位通用可编程并行输入输出接口
5、芯片。它具有很强的功能，在使用中可利用软件编程来指定它将要完成的功能。因此，8255获得了广泛的应用。1、8255A的内部结构 三部分：外设接口部分 内部逻辑部分 CPU接口部分,1、8255的内部结构框图,8255A与CPU之间互相交换信息的必经之路，包括数据信息及控制信息,它们可以接收来自读写控制部件的命令和CPU通过数据总线送来的控制字，并根据控制字来定义各端口的工作方式，以及可以根据CPU的命令字对通道C的每一位置位或复位。,（1）数据总线缓冲器 这是一个8位双向三态数据缓冲器，是8255A与CPU之间的数据接口，是它们之间互相交换信息的必经之路。（2）并行输入输出端口A、端口B、端口
6、C 端口A具有一个8位数据输入锁存器和一个数据输出锁存器/缓冲器；端口B具有一个8位数据输入缓冲器和一个数据输出锁存器/缓冲器；端口C具有一个8位数据输入缓冲器和一个数据输出锁存器/缓冲器，一般作为控制或状态信息端口。,（3）A组控制电路和B组控制电路控制端口A与端口C的高4位（PC7-PC4）控制端口B与端口C的低4位（PC3-PC0）它们各有一个控制单元接收来自读写控制部件的命令和CPU通过数据总线送来的控制字，并根据控制字来定义各端口的工作方式，以及可以根据CPU的命令字对通道C的每一位置位或复位。,（4）读写控制部件 该部件用于接收CPU的控制命令，根据这些命令向片内各功能部件发出操作
7、命令。共有6个信号：CS是片选信号，通常由高位地址译码产生；RD和WR是CPU来的读写信号；RESET是复位信号，复位后，清除所有寄存器内容，并将各端口置成输入方式；A1、A0为地址信号，用于选择8255内部的端口。这6个信号的组合所完成的操作如下表所示。,8255A的操作,怎么没有状态口？,2、引线及功能,共有40条引线；电源与地线2条；与外设相连的有24条；与CPU相连的有14条。,D0D7：双向数据信号线。RD：读信号线。WR：写信号线。CS：片选信号线。A0、A1：口地址选择信号线。00-A端口；01-B端口；10-C端口；11-控制口。RESET：复位输入信号，复位时三个端口自动置为
8、输入口PA0PA7：A口的8条输入输出信号线。PB0PB7：B口的8条输入输出信号线。PC0PC7：C口的8条输入输出信号线。,8255A的编程结构,C口,B口,（62H）,（61H）,（63H）,RESET：复位信号，低电平有效D7-D0：和数据线相连。CS：芯片选择信号，低电平有效RD：芯片读出信号，低电平有效WR：芯片写入信号，低电平有效,A1A0：端口选择信号。A1A0=00,选中端口A;A1A0=01,选中端口B;A1A0=10,选中端口C;A1A0=11,选中控制端口。,8255有三种工作方式：方式0：基本输入输出方式方式1：选通输入输出方式方式2：双向传送方式 三种工作方式均可由
9、用户编程来选定，即由编程送入控制口内的不同控制字来选定。,7.4.2 8255A的工作方式,工作方式0(基本输入输出方式)：无固定的联络信号，A口、B口、C口的高4位和C口的低4位可以分别设置成输入或输出。适用于无条件地传送数据。如读一组开关状态，控制一组指示灯。,CPU可随时把一组数据（即开关状态）送到指示灯显示，而无需“选通”和“状态”信号，也不必等待中断请求信号。在这种方式下，每一个端口都可由程序设计为输入或输出。,方式0的基本功能：具有两个8位口（A、B口），两个4位口（C口的上半部分和下半部分），这样所有端口的输入、输出可以有16种不同的组合；任一端口都可以作为输入输出；输出是锁存的
10、，输入是不锁存的；此方式无中断功能，在作查询方式工作时，可将C口的某些位作为传送控制和状态信息，A口和B口及C口剩余的位作为数据口。,工作方式1(字节选通I/O方式)：在这种方式下，A口或B口仍作为数据的输入/输出口，同时规定C口的某些位作控制或状态信息，起应答联络和中断请求的作用，C口剩下的线作为I/O线使用,方式1的主要功能：一个或两个选通的8位数据端口每个端口含有三条控制线（是固定制定的，不能用程序改变），提供中断逻辑。任一个端口都可以作为输入或输出。若只有一个端口工作于方式1，余下的13位可以工作在方式0若两个端口都工作于方式1，端口C还剩下两位。这两位可以由程序指定作为输入或输出，也
11、具有置位/复位功能。,方式1输入:A口工作于方式1输入，固定用PC5-PC3作联络信号线；B口工作于方式1输入，固定用PC2-PC0作联络信号线。,思考：若采用查询方式控制传输数据，应该查询哪个状态？,所用到的控制信号的定义如下：STB为低电平有效的输入选通信号，由外设提供的输入信号，当它有效时，把输入装置来的数据送入输入锁存器。IBF为高电平有效的输入缓冲器满信号，通知外设送来的数据已被接收，由STB信号的前沿产生。当CPU用输入指令读走数据后，此信号被清除。INTR为中断请求信号，高电平有效。CPU响应中断请求后在服务程序中读走数据时，由RD信号将其清除。INTE为中断允许状态，可事先用位
12、控方式把PC4置位写入。,方式1输出：A口工作于方式1输出，所用联络信号线为PC7、PC6、PC3 B口工作于方式1输出，所用的联络信号线为PC2PC0,各信号作用如下：OBF为输出缓冲器满信号，低电平有效。ACK为外设响应信号，低电平有效。INTR为中断请求信号，高电平有效。INTE为中断允许状态。,使用场合：在采用中断方式进行输入/输出的场合，如果外部设备能为8255A提供选通信号或着数据接收应答信号，那么，通常使用8255A的端口工作方式1的情况,工作方式2(双向输入输出方式)：为双向I/O方式，即同一端口的I/O线可以作为输入也可以作为输出，只有A口工作于方式2，此时C口PC3PC7这
13、5条线被固定为A口和外设之间的联络信号线。C口余下的3条线可以作为B口方式1下的联络线，也可以和B口一起成为方式0的I/O线,方式2的主要功能：一个8位的双向总线端口（用于数据传送），一个5位的控制端口C（用于A口的控制和状态）输入和输出是锁存的 当A口工作在方式2时，C口PC3PC7五位用作双向工作口以及中断控制，其控制信号含义与方式1中相应控制信号意义相同。注意：由于A口的输入锁存器和输出锁存器是互相独立的，故当CPU向A口输出数据时，外部设备也可同时向A口输入数据。反之亦然。,方式2下的信号定义：,INTRA：中断请求信号，高电平有效；INTE1：A口内部输出中断允许触发器，可由软件通过
14、对 PC6置位或复位来允许或禁止；INTE2：A口内部输入中断允许触发器，可由软件通过对 PC4置位或复位来允许或禁止。其他信号意义与方式1时相同。A口方式2实际上是A口在方式1下输入输出的组合。所需的5根联络线和方式1是一样的，只是中断请求只需要一根线。,7.4.3 8255A的编程 可编程芯片就可以通过软件来设置芯片的工作方式的芯片。一.8255A有两种控制字 1.方式控制字：D7=1；指定A、B、C 3个并口是作输入还是作输出及选择8255的工作方式。2.C口按位置位/复位控制字：D7=0 使C口的任一位置0或1。,方式控制字,思考：设A口工作于方式0，输出，B口方式0，输入,C口为输出
15、。(设8255A的控制字端口地址0为63H),MOV AL，82HMOVDX，63HMOVDX，AL,端口C置1/0控制字：,D6、D5、D4位,如何设置?,练习：设8255A的控制口地址为0EEH，先对端口C的PC7置1，再对端口C的PC3置0，请编程序段。,控制字00001111B=0FH，控制字为00000110B=06H。程序段如下：MOV AL,0FH;对PC7置1的控制字 MOV DX,0EEH;控制口地址送DX OUT DX,AL;对PC7置1操作 MOV AL,06H;对PC3置0的控制字 OUT DX,AL;对PC3进行置0的操作,7.4.3 8255A的编程（1）8255A
16、的控制字控制位的作用如右图，当D71，是方式控制字的特征位，用输出指令将方式控制字写入8255A后，被控制寄存器中。,当D7=0，允许CPU用输出指令单独对C口某一位写1或0注意：位控字是通过向8255A的控制寄存器写入的，不是直接对C口写入。,C口的按位操作控制字格式：,教材P279 例6.7 假设某8255A的芯片端口地址为FF80HFF83H，A端口工作在方式0，输出；B端口工作于方式1，输入，请写出初始化程序段。解：根据方式控制字的格式，控制字应该是：1 00 0 11（在本例中C端口高位没有用，C端口PC2PC0用来配合B端口工作，而PC3 没有用）。程序段如下：MOVDX，0FF8
17、3HMOVAL，86H；没有用到的几位都写0OUTDX，AL,教材P280 例6.8 8255A的端口地址同例6.7，要求对端口C的PC2置1。解：根据端口C置0/置1控制字格式，控制字应该是0 000 010 1MOVDX，0FF83HMOVAL，05H；没有用到的几位都写0OUTDX，AL,二、8255A的状态字 8255A的状态字为查询方式提供了状态标志位。8255A工作于方式1或方式2时的状态字可通过 读端口C 得到。状态字为查询方式提供了状态标志位，如输入缓冲器满信号IBF，输出缓冲器满信号OBF等。,方式1输入状态字格式:A组 B组方式1输出状态字格式:A组 B组,C口 A组状态
18、B组状态 A组方式2 输入输出 B组方式0 B组方式1 输入时 输出时,7.4.4 8255A的应用实例,1、8255与8088连接示意图,8255与8088系统总线连接方法,端口地址编码方法这里采用了门电路和译码器进行地址译码。很多地方也采用比较器进行地址译码。,2、8255A应用实例例1：8255作为打印机接口，工作于方式0,程序设计：设PA、PB、PC口地址分别为0D0H、0D2H、0D4H控制口地址：0D6H MOV AL，81H；OUT 0D6H，AL MOV AL，0DH；PC6置1，0DH=0000,1101 OUT 0D6H,ALLPST：IN AL，0D4H；读PC口 AND
19、 AL，04D；打印机忙否（PC2=BUSY=？）JNZ LPST；PC2=1，打印机忙，等待 MOV AL,CL OUT 0D0H,AL；CL中的字符送PA口 MOV AL,0CH OUT 0D6H,AL；置PC6=0，即=0；00001100=0CH,2、8255A应用实例,例1:编程用8255A控制八个发光二极管循环显示，设8255A地址为060H-063H。（1）使LED在无条件程序控制方式下亮；（2）测试K开关闭合时才使LED亮。,(1)CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE START:MOV DX,63H;设置控制字 MOV AL,82H OUT DX,AL MO
20、V DX,60H;控制LED循环点亮 MOV AL,0FEH DON:OUT DX,AL ROL AL,1 JMP DON MOV AH,4CH INT 21H CODE ENDS END START,该程序进入死循环，大家想想办法吧！,(2)CODE SEGMENT ASSUME CS:CODESTART：MOV DX,63H;设置控制字 MOV AL,82H;A、B口方式0 OUT DX,AL;A口为输出,B口为输入 MOV AL,0FEH PUSH AX DON:MOV DX,61H;B口地址 IN AL,DX;读 B口输入值 AND AL,01H;测PB0=0?启动？JNZ EXIT;
21、非0,退出；否则,使灯亮 MOV DX,60H;A口地址,例2：8255A作为并行打印机的接口（工作方式1）教材P324,打印机驱动程序如下(采用查询方式)：MOV AL，0A8H；A口方式1输出，PC4方式0，输入OUT 43H，ALMOV CX，100；传送字节数MOV SI，OFFSET BUFFER；SI为缓冲器首地址L1:IN AL,42H；读取C端口状态AND AL,10HJNZL1；BUSY1？是，继续查询MOV AL,SIOUT 40H,AL；通过A口输出INCSILOOPL1；未完？继续,主程序：MAIN：MOV AL，0A0H；方式选择控制字OUT 0C6H，ALMOV A
22、L，01H；OUT 0C6H，ALCLI；替换中断向量前关中断MOV AH，25H；替换中断向量的典型方式MOV AL，0BH；IR3的类型码为0BHMOV DX，OFFSET ROUTINTRPUSH DSMOV AX，SEG ROUTINTRMOV DS，AXINT 21HPOP DSMOV AL，0DH；PA方式1输出，“置PC6=1的操作”OUT 0C6H，AL；使8255允许中断（INTEA=1）STI；CPU开中断,假设：A口地址 0C0HB口地址 0C2HC口地址 0C4H控制口 0C6H,中断处理程序ROUTINTR：MOV AL，DI；DI为打印字符缓冲区地址OUT 0C0H
23、，ALMOV AL，00H；置PC0=0OUT 0C6H，ALINC AL；置PC0=1IRET,例3：8255A在PC/XT上的应用 教材P322,例4：8255A作为开关和LED的接口 教材323,7.1 定时、计数技术,一、课前思考 1、定时或延时常用的方法有哪?2、8253有哪些基本功能?3、8253的内部结构及引脚功能如何？4、如何进行控制字设置及初始化编程?5、8253有哪些工作方式?各种方式有何特点?二、学习目标 1、了解定时基本概念；2、熟悉可编程计数器/定时器8253的外部特性；3、熟悉可编程计数器/定时器8253工作模式；4、熟悉可编程计数器/定时器8253初始化。,三、难
24、重点 1、8253的外部特性；2、8253工作模式；3、8253初始化。四、主要知识点 1、定时或延时常用的方法；2、8253的基本功能；3、内部结构及引脚功能；4、8253的控制字设置及初始化编程；5、8253的工作方式及其特点。,概 述,1、定时与计数 控制系统与计算机中，常常需要有定时信号，以实现定时或延时控制。此外，还需要有计数功能，以实现对外部事件的计数，当外部事件发生的次数达到规定值后，向计算机发出中断请求，进而实现相应的控制或处理。定时的本质就是计数，当计数信号是周期信号时，计数就可以用于定时。,如定时中断，动态存储器的定时刷新等。,如以秒为单位计数，则计数60次就是1分，计满6
25、0分就是1小时，计满24小时就是1天,计数器和定时器的异同点相同点：计数器是设置好计数初值（定时常数）后，便开始减1计数，减为“0”时，输出一个信号。定时器是设置好定时初值（计数常数）后，便开始减1计数，并按定时常数不断地输出为时钟周期整数倍的定时间隔。对内部来说，工作过程没有本质的差别，都是基于计数器减“1”。不同点：计数时，在减到“0”后，输出一个信号便结束；定时时，则不断产生信号，是一个反复过程。,2、实现定时或延时的方法：软件定时 例：MOV CX，1000 XXX：LOOP XXX不可编程的硬件定时 例：用NE555集成块作定时控制的电路可编程的硬件定时 例：用8253芯片作定时控制
26、的电路,优点：节省硬件开销，成本低。缺点：CPU的效率低，定时、延时时间不准。,优点：CPU的效率高，定时、延时时间准确。缺点：硬件开销大，成本变高。,7.1 可编程计数器/定时器8253/8254,7.1.1 8253/8254的内部结构和引脚1、8253-PIT的主要功能 Intel 8253-PIT是可编程计数器/定时器芯片(1)具有3个独立的16位计数通道；(2)每个计数通道都可按2进制或BCD进制计数；(3)8253-PIT每个计数通道的计数速率最高可达2MHz，8253-5（5MHz），8254-2（10MHz）；(4)每个通道有6种工作方式，可由程序设置改变；(5)全部输入输出都
27、与TTL电平兼容。,PC机中，计数器0通道用作时钟的基准时间，计数器1通道用于动态存储器刷新的定时中断，计数器2通道用于控制系统中扬声器发声。可编程：可通过程序指定或选择接口的工作方式及工作参数。通过对控制寄存器的设置，可以指定8253的工作方式；通过对计数器寄存器的设置，可以控制定时或延时的长短。,2、8253的结构框图,往计数器设置计数初值；从计数器读取计数值；往控制寄存器设置控制字。,A1 A0：端口选择0 0：通道00 1：通道11 0：通道21 1：控制字寄存器,定时系数（计数初值）n=定时时间t时钟频率fc=定时时间t/时钟脉冲周期Tc,1)数据总线缓冲器：CPU用输入输出指令对8
28、253进行读写操作时的所有信息都通过该缓冲器传送。2)读/写逻辑：这是8253内部操作的控制电路，它 从系统控制总线上接收输入信号，然后转换成8253内部操作的各种控制信号。3)控制字寄存器：通过该寄存器CPU可以设置三个 计数器通道的工作方式。4)计数器0，1，2：这是3个独立的计数/定时通道，是16位的可设置计数初值的减法计数器。如图7.2所示，是每个计数通道的结构。内有计数初值寄存器CR，计数执行部件CE和输出锁存器OL及控制字寄存器。其中CE作减法计数。,编程结构,三种读写格式：只读写低8位，高8位清零。只读写高8位，低8位清零。先读写低8位，后读写高8位。,读当前计数值：直接读：GA
29、TE信号使计数器暂停计数，或由外部逻辑暂时封锁CLK的输入锁存读：发锁存命令,计数初值寄存器CR，计数执行部件CE和输出锁存器OL都是16位的寄存器，而8253/8254与CPU连接的数据线却是8位的，因此8253/8254有三种读写格式：只读写低8位，高8位清零。适合计数初值小于255，如12H只读写高8位，低8位清零。适合计数初值大于255，但是低8位为0的情况，如1200H先读写低8位，后读写高8位。适合计数初值大于255，如1234H,3、8253的引脚,8253与CPU接口的引脚，除了没有复位信号RESET引脚外，其他与8255相同。如图7.3所示，,8253/8254的引脚,1)C
30、LK CLK为时钟输入引脚，用以输入计数执行部件CE（减法计数器）的计数脉冲信号。2)OUT 它是通道输出信号引脚，从功能上来说也可称为“计数到零/定时时间到”输出引脚。8253的基本功能就是对外部输入到CLK引脚的脉冲进行减法计数。3)GATE 它是门控输入信号引脚，当GATE为低电平时禁止计数器工作，通常GATE为高电平或有上升沿跳变时计数器才能工作。,4、8253的工作方式,8253有6种工作方式，每个通道均可以通过编程选择工作方式。计数启动方式：软件启动：GATE端为高电平，置入计数初值后的第2个CLK脉冲的 下降沿就开始计数 硬件启动：GATE端要求有一个上升沿跳变，对应CLK脉冲的
31、下降 沿开始计数工作方式：方式0：计数到零产生中断请求。软件启动。方式1：硬件可重复触发的单稳态触发器。硬件启动。(3)方式2：分频器。软、硬件启动。(4)方式3：方波发生器（用得最多的方式）。软、硬件启动。(5)方式4：软件触发选通。软件启动。(6)方式5：硬件触发选通。硬件启动。,（1)方式0 计数到零产生中断请求,方式0时序图，CPU写入控制字CW，在WR的上升沿，OUT输出变低或保持低。,可以作为中断请求,CPU将计数初值N写入计数初值寄存器CR（图中初值为4），在WR上升沿之后的第一个CLK脉冲的下降沿将CR的内容送入计数执行部件CE。当GATE=1时，在CR内容送入CE后的每一个C
32、LK脉冲下降沿使CE减1计数，在计数过程中OUT一直保持低直到计数为零。计数器减到0时，OUT由低跳到高电平，此输出信号可作为中断请求。在方式0中，当GATA=0时，计数暂停，当GATA变高后就接着计数。如图7.5所示。在计数过程中也可改变计数初值。在写入新的计数初值后，计数器将立即按新的计数值重新开始计数，即改变计数初值是立即有效的，参见图7.6,当GATA=0时，计数暂停，当GATA变高后就接着计数,方式0计数过程中改变计数初值,软件启动！,（2)方式1 硬件可重复触发的单稳态触发器,方式1时序图：若设置初值为N，则输出为N个CLK周期宽度的负脉冲。计数到零时，可再次由GATE上升沿触发，
33、输出同样宽度的负脉冲，而不必重新写入初值，即可重复触发。,在计数过程中，CPU可改变初值，这时计数过程不受影响，计数到0后输出变高。当再次触发时，计数器才开始按新的计数初值计数。即改变计数初值是下次有效的。,硬件启动！,在计数过程中，CPU可改变初值，这时计数过程不受影响，计数到0后输出变高。当再次触发时，计数器才开始按新的计数初值计数。即改变计数初值是下次有效的。,图7.8 计数过程中GATE 的作用,（3）方式2 分频器,计数初值一次置入多次有效。如果初值为N，则每输入N个CLK脉冲，输出一个负脉冲，负脉冲的宽度为1个CLK周期，重复周期为N倍的CLK周期。计数过程中可由GATE信号控制，
34、当GATE信号变低时，立即暂停现行计数；当GATE信号变高后，从计数初值开始重新计数。写入计数初值，从下一个计数操作周期开始有效。,方式2中门控信号GATA的作用,方式2计数过程中改变初值,（4）方式3 方波发生器,注意初值N为偶数或奇数时，输出信号的差别。N为偶数时，输出对称方波，周期为N个CLK宽度；N为奇数时，输出有N+1/2个CLK周期的高电平和N-1/2个CLK周期的低电平。,方式3时序图,在计数过程中，GATE信号变低则暂停现行计数过程，直到GATE变高，将从计数初值开始重新计数。如果要求改变输出方波的频率，则CPU可在任何时候重新写入初值，并从下一个计数操作周期开始改变输出方波频
35、率,（5）方式4 软件触发选通,若初值为N，则写入初值后的N+1个CLK脉冲才输出一个负脉冲，负脉冲的宽度为一个CLK周期。当GATE=1时，允许计数；GATE=0时，禁止计数。在计数过程中改变初值，则按新的初值重新计数，即改变初值是立即有效的。,方式4时序图,(6)方式5 硬件触发选通方式,初值为N，则在门控GATE上升沿触发后。经过N+1个CLK脉冲，才输出一个CLK周期的负脉冲，如图7.13。,图7.13 方式5时序图,若在计数过程中再次出现门控GATE触发信号。则将从初值开始重新计数，但OUT输出的高电平不受影响，如图7.14。若在计数过程中改变初值，只要在计数到0之前不出现新的门控触
36、发信号，则原计数过程不受影响；等计数到0并出现新的门控触发信号后，再按新的计数初值计数。若在写入了新的计数初值后，在未计数到0之前有门控触发信号出现，则立即按新的计数初值重新开始计数。,图7.14 方式5中门控信号GATA的作用,(7)六种工作方式总结,计数值N与输出波形的关系,门控信号GATE的作用,方式2（分频器）、方式4（软件触发选通）和方式5（硬件触发选通），它们的输出波形相同，都是宽度为 1个CLK周期的负脉冲。区别是：方式2是自动重复工作的，而方式4需要由软件（设置计数初值）触发启动，方式5需要由硬件（门控GATE信号）触发启动。方式5（硬件触发选通）与方式1（硬件触发单稳），触发
37、信号相同，但输出波形不同：方式1输出为宽度是N个CLK周期的负脉冲（计数过程中输出为低），而方式5输出为宽度是1个CLK周期的负脉冲（计数过程中输出为高）。,6种工作方式中，只有方式0，写入控制字后输出为低；其余5种方式，都是写入控制字后输出为高。6种工作方式中的任何一种方式，只有在写入计数值后才能开始计数。方式0、2、3、4都是写入计数初值后，计数过程就开始了。而方式1和方式5在写入计数初值后，需由外部GATE信号的触发启动，才能开始计数过程。6种工作方式中，只有方式2（分频器）和方式3（方波发生器）为自动重复工作方式，其他4种方式都是一次 性计数，要继续工作需要重新启动。图7.15是825
38、3六种工作方式下的输出波形图。,8253六种工作方式下的输出波形图,各种工作方式的输出波形,软启动，单次触发单次有效,硬启动，单次触发单次有效,软、硬启动，可自动重复工作,软、硬启动，可自动重复工作,软启动，单次触发单次有效,硬启动，单次触发单次有效,7.1.3 8253/8254的编程,(1)内部寄存器寻址 一片8253占用四个连续的端口地址，分别对应于三个计数初值寄存器端口和一个控制寄存器端口。3个通道共用一个控制端口，用控制字的D7和D6两位来表示作用于哪个通道。8253内部寄存器的寻址如下表所示：,表7-1：8253内部寄存器的寻址,（2）8253的控制字格式,SC1 SC0 RW1
39、RW0 M2 M1 M0 BCD,1-计数值为BCD码格式0-计数值为二进制格式,M2 M1 M0 模式选择 0 0 0 模式0 0 0 1 模式1/1 0 模式2/1 1 模式3 1 0 0 模式4 1 0 1 模式5,00-对计数器进行锁存01-只读/写低8位字节 10-只读/写高8位字节11-只读/写低8位字节,再读/写高8位字节.,00-选计数器001-选计数器110-选计数器211-无意义,(3)初始化编程顺序 先写入方式控制字 然后写入计数初值,8253只有1个控制寄存器，装入方式控制字规定了当前应用哪个计数器、该计数器的工作方式、读写格式及计数数制。,按照方式控制字的规定写入初值
40、到初值寄存器。,初值的计算：已知:CLK 的频率fc与定时的时间t.计数初值:n=fc t 例：fc=1MHZ，最大计数初值：65536 一个定时器最大定时时间：N/fc=65536/106=0.065536s,思考,送入初值寄存器器的值为多少？,例1：若用8253的计数通道1，工作在方式0，按8位二进制计数，初值为128，试编写初始化程序，设口地址为48H-4BH。解：控制字为01010000=50H，8位计数初值为80H moval，50H；设置通道1控制字 out，al moval，80H；写通道1计数初值，只写低8位 out，al,4BH,49H,例2：若用8253通道1，工作在方式1
41、，按二-十进制计数，计数初值为2010，口地址同上，试编写初始化程序。解：通道控制字为01110011=73H 计数初值为2010Hmov al，73H；写控制字out 4BH，almov al，10H；写通道1计数初值低8位out 49H，almov al，20H；写通道1计数初值高8位out 49H，al,(4)计数值和状态的读回 直接读：利用GATE信号使计数器暂停计数，或由外部逻辑暂时封锁CLK的输入，然后进行读出。这要求硬件和软件配合。锁存读：发锁存命令，由控制字的D5D4位决定，D5D4=00是锁存命令，锁存哪一个寄存器由控制字的D7D6位决定。此时控制字的低4位可设定为全0。,1
42、)读之前先暂停计数设8253口地址为48H-4BH，要读通道0的计数值，可编程如下：moval，30H；写控制字00110000 out4BH，al inal，48H；读计数通道0的低8位 movbl，al；存于寄存器BL inal，48H；读计数通道0的高8位 movbh，al；存于寄存器BH注意：在读之前，应先写控制字，其中控制字的D5D4=11，所以读两次OL。,2)读之前先送锁存命令设8253的口地址为E8H-EBH，现要求读计数通道1的16位计数值，并假设在读之前已设置控制字为先读/写低8位，再读/写高8位，则可编程如下：mov al，40H；锁存命令为40Hout 0EBH，al；
43、写入通道1控制字寄存器in al，0E9H；读低8位mov bl，al；存于BLin al，0E9H；读高8位mov bh，al；存于BH 这种方法，必须先执行一次锁存操作，但省去了需要硬件的配合。,(2)8254的计数值和状态读回多了专门的读回命令字，可以将3个计数器的计数值和状态都进行锁存，并且向CPU返回一个状态字 读回命令写入控制端口，而状态字和计数值都通过相应的计数器端口读出,图7.17 8254的读回命令,图7.18 8254的状态字,例6.1 用8253的计数器0，工作在方式1下，按十进制计数，初值为3040；若该8253的端口地址为38838BH，请写出初始化程序段(教材P25
44、3)。,例6.2 在8253中，读取计数器1的16位计数值，存入CX中，设地址同例6.1，请写出程序段(教材P254)。,例6.3在8254中，利用读回命令，读回计数器1的16位计数值和状态字，计数值存入CX，状态字存入BL，设地址同例6.1，请写出程序段(教材P254)。,例、验证IBM PC/XT机中，通道0、1、2控制字是否为36H、54H、0BH，假定I/O端口地址为40H-43H，写出它们的初始编程？（其中CLK=1.19MHZ，通道0工作在定时方式，每秒18.2次输出连续方波信号，通道1工作在定时方式，每15.12微秒一次连续输出单脉冲，通道2也工作在定时方式，每秒产生1KHZ的连
45、续方波）解：T=1/f=1/(1.19*106)，而 N=t*f 通道0：控制字为36H；计数值为 N=(1/18.2)*106/0.84=65357=0FF4DH 通道1：控制字为54H；计数值为 N=15.12/0.84=18=12H通道2：控制字为B6H；计数值为 N=10000/0.84=1190=04A6H,初始化编程：MOV AL,00110110B；设控制字 OUT 43H,AL MOV AL,01001101B OUT 40H,AL；通道0 MOV AL,11111111B OUT 40H,AL MOV AL,01010100H；设控制字 OUT 43H,AL MOV AL,0
46、0010010B；通道1 OUT 41H,AL MOV AL,10110110B；设控制字 OUT 43H,AL MOV AL,10100110B；通道2低8位 OUT 42H,AL MOV AL,00000100B；通道2高8位 OUT 42H,AL,例、使用输出控制字，读取8253通道2当前一刻的计数值，并将其存入COUT开始的内存单元中，写出其程序，假定端口地址为40H-43H。解：MOV AL,10000000B;计数器2的锁存命令 OUT 43H,AL;送到控制字寄存器 IN AL,42H;读低8位 MOV COUT,AL;存入COUT单元中 IN AL,42H;读高8位 MOV C
47、OUT+1,AL;存入COUT+1单元中,例5：计数器2输出600HZ方波，送扬声器。,发声子程序：,SSP PROC NEAR;8253初始化:MOV AL，10110110B；计数器2,模式3,初值16位,二进制OUT 43H,ALMOV AX,1983;计数初值=1.19MHZ600HZ=1983OUT 42H,AL;送计数初值低位字节MOV AL,AHOUT 42H,AL次;送计数初值高位字节,8255控制程序:IN AL,61H;读8255的PB口原输出值 MOV AH,AL;保留到AH OR AL,03H;使PB0PB1均为1 OUT 61H,AL;打开GATE2门,输出方波到扬声
48、器 SUB CX,CX;CX为循环次数,最大为216L:LOOP L;延时 DEC BL;BL为子程序入口条件 JNZ L;BL=6,发长声(3S),BL=1发短声(0.5S)MOV AL,AH;取回8255的PB口原输出值 OUT 61H,AL;恢复8255PB口,停止发声 RETSSP ENDP,例6:定时/计数器 8253与 8086/8088CPU 相连构成完整的定时、计数或脉冲发生器系统。要求能完成的功能是：1）利用通道0完成对外部事件计数功能，计满100次向CPU发中断请求。2）利用通道1产生频率为1KHz的方波。3）利用通道2作标准时钟,定时1秒,输出接IR2。,(1)8253的
49、数据线（D7D0）与CPU的高8位数据线（D15-D8）相连，所以8253的端口地址必须是奇地址（A0=1）。(2)通道0定义为工作方式0，完成计数.通道0的计数初值应为:n0=100 控制字:00 01 0000=10H(3)将通道1定义为工作方式3，控制字=0111 0110=76H,从CLK1输入2.5MHz的时钟脉冲，OUT1输出频率为1KHz的方波，而输出方波的周期1ms。通道1的计数初值:n1=f1*t1=2.5106 1 10-3=2500=09C4H。,(4)通道2应定义为方式0，控制字=1011 0001=0B1H,每秒钟利用OUT2向CPU发出一次中断请求，由于输入时钟频率
50、为1KHz，计数初值应为:n2=f2*t2=1000*1=1000。8253的控制端口地址：66H通道0的端口地址：60H通道1的端口地址：62H通道2的端口地址：64H 8253-0 EQU 60H 8253-1 EQU 62H 8253-2 EQU 64H 8253-C EQU 66H,STT：MOV DX，8253-C;8253控制口地址MOVAL，10HOUTDX，AL;通道0工作在方式0MOVDX，8253-0;8253通道0地址MOVAL，64HOUTDX，AL;给通道0送计数值MOVDX，8253-CMOVAL，76HOUTDX，AL;通道1工作在方式3MOVDX，8253-1;
