第7章 可编程IO接口电路

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1、【本章内容简介】并行接口、串行接口、定时器／计数器接口是微机系统中最常用的接口形式。本章将主要介绍并行接口、串行接口和定时／计数器接口技术以及相应的可编程接器芯片Intel8255A、8251A和8253的结构、功能及应用、通过对常用接口电路的讨论以及典型I／O接口芯片的讨论．从而理解微机接口的实现以及掌握可编程接口芯片的一般运用方法。【本章重点难点】重点掌握可编程接口芯片8253和8255A的应用。第7章可编程IO接口电路7．1可编程计数器/定时器芯片8253要求：一种是要求用以实现定时或延时控制的外部实时时钟；另一种是要求能对外部事件进行计数的计数器。能实现上述要求的方法

2、主要有三种：（1）纯硬件定时（2）软件定时（3）可编程硬件定时/计数器7．1．18253的基本功能和内部结构1．8253的基本功能（1）有3个独立的、以减法计数的16位计数器。（2）每个计数器可由程序设置成多种工作方式，适用于多种场合。（3）每个计数器都可按十进制（BCD码）或二进制计数。（4）计数器最高计数速率可达2.6MHz。（5）由于它可编程，所以在许多场合下使用灵活，通用性强。（6）与TTL电平兼容，可与CPU直接相连。2.8253的内部结构由数据总线缓冲器、控制寄存器、读/写控制逻辑和计数器等部分组成7．1．28253的引脚及功能7．1．38253的工作方式方式名起

3、始OUT端GATE信号电平自动重装初值0计数器结束中断低高电平，允许计数低电平，禁止计数否1可编程单稳态输出高上升沿，从初值n开始计数否2波特率发生器高上升沿，从初值n开始计数高电平，允许计数低电平，禁止计数，使输出变高是方式3方波发生器高上升沿，从初值n开始计数高电平，允许计数低电平，禁止计数，使输出变高是方式4软件触发选通高高电平，允许计数低电平，禁止计数否方式5硬件触发选通高上升沿，从初值n开始计数否7．1．48253的初始化编程1．8253的控制字8253的控制字有4个主要功能：*选择计数器；*确定计数器数据的读写格式；*确定计数器的工作方式；*确定计数器计数的数制。

4、8253的控制字：2．8253的初始化编程（1）写入控制字（2）写入计数初值8253工作过程中，CPU可用输入指令读取任一通道的计数值。锁存当前计数值有下面两种方法：①利用GATE信号使计数过程暂停。②向8253写入一个方式控制字，令8253通道的锁存器锁存。7．2可编程串行接口芯片8251A7．2．1串行通信基础1.数据传输的速率2.发送时钟和接收时钟例如：某一串行接口电路的发送器时钟频率为19200Hz，波特率因子的值为16，则发送器波特率为：19200/16=1200（波特）。3.数据的传送方向在串行通信中，数据在两个站之间的传送方向可分为以下三种。（1）单工通信（2）

5、半双工通信（3）全双工通信5.串行通信规程4.信号的调制与解调6．串行接口标准RS-232C标准RS-232C标准采用EIA电平，即规定“1”的逻辑电平在-3V~-15v之间，规定“0”的逻辑电平在+3V~+15V之间，高于+15V或低于-15V的电压被认为无意义，介于+3V和-3V之间的电压也无意义。7．2．28251A的功能1.8251A的基本特性(1)通过编程，可以工作在同步方式，也可以工作在异步方式。同步方式下，波特率为0~64K，异步方式下，波特率为0~19.2K。(2)在同步方式下，每个字符可以用5、6、7或8位来表示，并且内部能自动检测同步字符，从而实现同步。除

6、此之外，8251A也允许同步方式下增加奇/偶校验位进行校验。(3)在异步方式下，每个字符也可以用5、6、7或8位来表示，时钟频率为传输波特率的1、16或64倍，用1位作为奇/偶校验。此外，8251A在异步方式下能自动为每个数据增加1个启动位，并能根据编程为每个数据增加1个、1．5个或2个停止位。同时，可以检查假启动位，自动检测和处理终止字符。(4)全双工的工作方式，其内部提供具有双缓冲器的发送器和接收器。(5)提供出错检测，具有奇偶、溢出和帧错误等校验电路。7．2．38251A的内部结构7．2．48251A的引脚及功能1、数据线引脚D7～D0：数据线，三态，双向，与CPU的数

7、据总线相连。CPU与8251A之间的命令信息以及数据都是通过这组数据线传输的。2、控制信号引脚表8251A的控制信号与执行的操作之间的对应关系/CSC/D/RD/WR功能0001CPU从8251A读数据0101CPU从8251A读状态0010CPU写数据到8251A0110CPU写命令到8251A1×××不操作7．2．58251A的初始化编程8251A是一个可编程的通用串行接口芯片,具体使用时，用户也必须对它进行编程。8251A的编程内容涉及三个字：即方式选择控制字（也称为模式字）、操作命令控制字（也称