微机原理第十三章.ppt

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1、第13章　其它常用接口本章介绍微型计算机中常用的一些接口芯片及接口电路的设计方法。内容含：定时/计数器8253，数/模和模/数转换接口，人机交互设备及其接口三部分内容。13.1　定时/计数器825313.1.1　8253定时/计数器概述8253芯片内具有3个独立的16位减法计数器（或称为计数通道），每个计数器性能如下：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，可编程确定工作在哪一种方式。1．8253的引脚8253的引脚如图13－1所示。8253为24脚双

2、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，分别如下：（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；图13-18253引脚图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

3、～2：计数器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。2．8253的内部结构8253的内部结构如图13－2所示（见下页）。主要由以下几部分组成：①数据总线缓冲器②读/写逻辑电路③控制字寄存器④计数器0～2图13-28253的内部结构图13.1.28253的工作方式1．方式0计数结束产生中断采用方式0时，计数器在减到

4、0时使输出端OUT变为高电平，以向CPU发出中断申请，其工作波形如下图13－3所示。当写入控制字后，计数器的输出OUT变成低电平，若门控信号GATE为高电平，计数器开始减1计数并且维持OUT为低电平，当计数器减到0时，输出端OUT变成高电平，并且一直保持到重新装入初值或复位时为止。门控信号GATE可以暂停计数，当GATE＝0时，计数停止，GATE恢复为高电平后，继续计数。所以，如果在计数过程中，有一段时间GATE变为低电平，那么，输出端OUT的低电平持续时间会因此而延长相应的长

5、度。在计数过程中可以改变计数值，若是8位数，在写入新的计数值后立即按新值重新开始计数，若是16位数，写入第一个字节后计数停止，写入第二个字节后立即按新值重新计数。2．方式1可编程单稳态方式1可以输出一个宽度可控的负脉冲。当CPU写入控制字后，OUT即变为高电平，计数器并不开始计数，而是等到门控信号GATE上升沿到来后，并且在下一个时钟的下降沿才开始计数，并使输出OUT变为低，直到计数到0，输出OUT再变为高。图13－4为方式1的工作波形图（见下页）。如果在输出保持低电平期间，写入一个新的计数值，不

6、会影响原计数过程，只有当门控GATE上出现一个新的上升沿后，才使用新的计数值重新计数。如果一次计数尚未结束GATE上又出现新的触发脉冲，则从新的触发脉冲之后的CLK下降沿开始重新计数。图13-4方式1的工作波形3.方式2分频器方式2的工作波形如图13－5所示(见下页)。使用方式2能对输入信号CLK进行n分频（n为计数值）。当CPU送出控制字后输出OUT将变高，在写入计数值后，若门控信号GATE为高电平，计数器对输入时钟CLK进行计数，直至计数器减至1时，输出OUT变为低，经过一个时钟周期后输出OU

7、T又变为高，计数器自动从初值开始重新计数。计数过程受门控信号GATE的控制，GATE为低电平时暂停计数，由低电平恢复为高电平后的第一个时钟下降沿从初值开始重新计数。在计数过程中改变初值，对正在进行的计数过程没有影响，但计数到1，OUT变低一个CLK周期后，计数器将按新的计数值重新开始计数。图13-5方式2的工作波形4．方式3方波发生器采用方式3时，OUT端输出连续方波，若计数值N为偶数，则输出对称方波，前N/2个脉冲期间为高电平，后N/2个脉冲期间为低电平；若N为奇数，则前（N＋1）/2个脉冲期间

8、为高电平，后（N－1）/2个脉冲期间为低电平。除输出波形不同外，方式3的其它情况均同方式2。下图（13－6）为方式3的工作波形图。5．方式4软件触发选通脉冲当方式4写入控制字后，OUT输出即变为高电平，若门控信号GATE为高电平，写入计数值后即开始计数（相当于由软件触发计数过程），当计数到0时输出一个时钟周期的负脉冲，计数器停止计数。这种计数方式是一次性的，只有输入新的计数值才重新开始新的计数。计数期间，如果写入新的计数值，立即按新值重新计数（具体情况同方式0）。当门控GATE为低