微机原理与接口技术 教学课件 作者 于天河 高爽 第8章 常用数字接口芯片.ppt

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1、第8章常用数字接口芯片8.1可编程定时器/计数器82538.2并行接口82558.3串行通信及串行通信接口8251本章重点通过本章学习，读者不仅要掌握所介绍的各种常用可编程接口芯片的工作原理与使用方法，更重要的是要能够触类旁通，以便日后遇到其他芯片时能够很快掌握其使用方法。掌握8255和8253数字芯片的功能和初始化编程了解串行通信的概念，了解8251的功能和使用8.1可编程定时器/计数器82538253芯片内具有3个独立的16位减法计数器，称为计数通道最高计数频率2.6MHZ，可编程设定为按二进制计数或BCD码计数。有6种工作方式，可编程确定工作在任意方式。8253的内部结构

2、8253的内部结构(1)数据总线缓冲器：三态、双向的8位缓冲器，用于将8253与系统数据总线连接。CPU执行I/O指令时，缓冲器发送或接收数据，用以写入8253控制字、装入计数初值或读出当前计数值。(2)读/写逻辑：读/写逻辑电路接受来自系统总线的信号，然后产生控制整个芯片工作的控制信号。8253的内部结构(3)控制字寄存器：当A1、A0全为1时，接收并存储来自数据总线缓冲器的控制字。每个计数器对应1个控制寄存器，只能写入，不能读出。(4)计数器0~2：三个计数器内部结构相同，每个计数器有一个16位减法计数器，可对二进制数或BCD码进行计数。某些方式下，一次计数结束可以自动取初

3、值进行下一次计数。每个计数器都有时钟输入CLK、门控输入GATE和输出OUT引脚。8253的引脚8253为24脚双列直插式封装结构，其引脚按功能分为与CPU接口引脚和与外设接口引脚二类（1）与CPU的接口引脚：D7～D0：三态双向数据线，与CPU数据总线直接相连。WR：写控制信号，输入，低电平有效。RD：读控制信号，输入，低电平有效。A1，A0：地址线，输入，用于端口选择。A1A0＝11，选中控制寄存器端口，可以向8253送控制字；A1A0＝00、01、10，分别选择计数器0、1、2，可以对它们读写计数值。CS：片选信号，输入，低电平有效。2）与外设的接口引脚：CLK0～2：计

4、数器0、1、2的外部计数时钟输入端。GATE0～2：计数器0、1、2的门控信号输入端。门控信号用来禁止、允许或重新开始一个新计数过程。OUT0～2：计数器0、1、2的计数输出端。当定时/计数时间到时，该端输出标志信号。8253的工作方式8253有六种不同的工作方式。在不同的工作方式下，计数过程的启动方式不同OUT端的输出波形不同，自动重复功能GATE的控制作用以及更新计数初值对计数过程的影响也不完全相同。同一芯片中的三个计数器，可以分别编程选择不同的工作方式。方式0——计数结束产生中断软件启动、不能自动重复的计数方式写入方式0的控制字(CW)后，其输出端变低。再写入计数初值N(

5、图中N=5)，在写信号WR以后经过CLK的一个上升沿和一个下降沿初值进入减1计数器CE。计数器减到0后，OUT成为高电平。此信号通常接至8259A的IR端作为中断请求信号。方式0的波形方式1——可编程单次脉冲这是一种硬件启动不能自动重复但通过GATE的正跳变可使计数过程重新开始的计数方式。在写入方式1的控制字后OUT成为高电平，在写入计数初值后，要等GATE信号出现正跳变时才能开始计数。在下一个CLK脉冲到来后，OUT变低，将计数初值送入CE并开始减1计数，直到计数器减到0后OUT变为高电平。方式1的波形方式2——分频工作方式方式2既可以用软件启动(GATE=1时写入计数初值后

6、启动)，也可以用硬件启动(GATE=0时写入计数初值后并不立即开始计数，等GATE由低变高时启动计数)。方式2一旦启动，计数器就可以自动重复地工作。写入控制字后，OUT信号变为高电平，若计数初值N=3，启动计数后，以CLK信号的频率进行减1计数。当减到1时，OUT输出一个宽度为一个CLK时钟周期的负脉冲，OUT恢复成高电平后，计数器又重新开始计数。OUT输出信号的频率为CLK信号频率的1/N，即N次分频，故称这种工作方式为分频工作方式。方式2的波形4．方式3——方波发生器工作于方式3时，在计数过程中其输出前一半时间为高电平，后一半时间为低电平。其输出是可以自动重复的周期性方波，

7、输出的方波周期为N*TCLK方式3的波形方式4——软件触发选通方式4是一种软件启动、不自动重复的计数方式。在写入方式4的控制字后，OUT变为高电平。当写入计数初值后立即开始计数(这就是软件启动)。当计数到0后，OUT输出变为低电平，持续一个CLK脉冲周期后恢复为高电平，计数器停止计数。故这种方式是一次性的。只有CPU再次将计数初值写入CR后才会启动另一次计数过程。方式4的波形6．方式5——硬件触发选通方式5是一种硬件启动、不自动重复的计数方式。在写入方式5控制字后，OUT变高，写入计数初值时