第8章 可编程接口芯片及应用
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第8章 通用可编程接口芯片-PPT文档资料
其中：
INTRA（PC3）——中断请求信号，高电平有效。 （PC7）——输出缓冲器满信号，低电平有效。 （PC6）——外部响应信号，低电平有效。 INTE1：输出缓冲器的中断允许触发器，由PC6置位/复位控 制。
（PC4）——选通输入信号，低电平有效。 IBFA（PC5）——输入缓冲器满信号，高电平有效。 INTE2：输入缓冲器的中断允许触发器，由PC4置位/复位控 制。
【例8.2】要求8255A工作在方式0，A口、B口输入，C口输出。
其硬件电路如图8-6，片选端接译码电路输出（译码端由地址线A7、 A6、A5译码输出），按要求8255A的控制字为92H（D7~D0对应的 数据为10010010）。
图8-6 8255基本应用
其工作程序如下：
PORTK
EQU
PORTA
A 口
D 3 D 2 D 1 D 0 IN T R IN T E BOBFB IN T R
B 口
Hale Waihona Puke 8255A在方式2下的状态字格式如下所示。在这个状态字 中，INTEl、INTE2和INTR为8255A的允许中断触发器状 态。其中INTEl和INTE2受C口的置复位控制字决定，其 余各位为同名引脚上的电平信号。D2~D0由B组工作方 式决定。
当A口工作于方式2时，B口可工作在方式0或者方式1 ；C口的高5位为A口的握手联络信号，低3位可用于B口 在方式1时的握手联络信号。由8255A的控制字选择。
方式2状态如图8-5所示。
控制字
D7 ~ D0
11
I/O I/O I/O
D7： 控 制 字 标 志 位 1有 效 D6D5： 1*A口 双 向 方 式 D2： B组 方 式 ， 0： 方 式 0
第十八讲 可编程接口芯片及应用(8250A)(1)
第八章 可编程接口芯片及应用技术
（1）奇偶校验错。接收器在接收过程中按照程序的约 ）奇偶校验错。 定进行奇偶校验，若发现奇偶校验错， 定进行奇偶校验，若发现奇偶校验错，便把奇偶校 验错状态位置位。 验错状态位置位。 （2）帧错。异步传送时若接收到的字符格式不符合一 ）帧错。 帧的规定（如缺停止位），则称为帧错， ），则称为帧错 帧的规定（如缺停止位），则称为帧错，便把帧错 状态置位。 状态置位。 （3）溢出（丢失）错。接收器在接收数据过程中，接 ）溢出（丢失） 接收器在接收数据过程中， 收移位寄存器接收到一个正确字符数据时， 收移位寄存器接收到一个正确字符数据时，并行装 入接收数据寄存器中， 入接收数据寄存器中，CPU通过输入指令取走这个 通过输入指令取走这个 数据。若该数据还没有取走， 数据。若该数据还没有取走，下一个数据又送入接 收数据寄存器，则发生了溢出错误，把溢出错误状 收数据寄存器，则发生了溢出错误， 态位置位。 态位置位。
第八章 可编程接口芯片及应用技术
2、接收时钟 、 检测串行数据的接收； 检测串行数据的接收； 接收过程： 接收过程：由传输线上送来的串行数据序列由接收 时钟作为输入移位寄存器的触发脉冲， 时钟作为输入移位寄存器的触发脉冲，逐位送入移 位寄存器，变成并行数据。 位寄存器，变成并行数据。 二、串行数据传送线路方式 串行通信通常是在两个站之间进行的， 串行通信通常是在两个站之间进行的，据传送线路 方式有三种类型：单工、半双工、全双工。 方式有三种类型：单工、半双工、全双工。 单工：只能单向传送。 单工：只能单向传送。如：A B。 。 半双工：每一个瞬间只能有一个站发送， 半双工：每一个瞬间只能有一个站发送，另一个站 接收。 接收。
第八章 可编程接口芯片及应用技术
异步通信信息格式
第8章_可编程接口芯片及其应用
8.2.2 8255A的工作方式 8255A的工作方式
方式0----基本输入输出方式 方式0----基本输入输出方式 3种基本工作方式: 方式1----选通输入输出方式 种基本工作方式: 方式1----选通输入输出方式 方式2----双向传送方式 方式2----双向传送方式
端口A可处于3种工作方式:方式0,方式1,方式2 0,方式1,方式 端口A可处于3种工作方式:方式0,方式1,方式2 端口B可处于2种工作方式:方式0,方式1 0,方式 端口B可处于2种工作方式:方式0,方式1 端口C被分为高4位和低4 端口C被分为高4位和低4位,分别传送数据或控制信息
1. 方式1的输入 方式1
1)STB：输入选通信号；低电平有效,将输入的数据信号输入A 1)STB：输入选通信号；低电平有效,将输入的数据信号输入A 端口或B端口的数据锁存器。 端口或B端口的数据锁存器。 2)IBF：输入缓冲器满信号， 8255A输出 高电平有效， 输出， 2)IBF：输入缓冲器满信号，由8255A输出，高电平有效，用 来通知外部设备输入的数据已写入缓冲器。 来通知外部设备输入的数据已写入缓冲器。 3)INTR： 3)INTR：中断请求信号 STB、IBF和INTE都为高电平时 都为高电平时， 当STB、IBF和INTE都为高电平时，表示数据已经写 入数据缓冲器，使INTR为高电平产生中断请求；当 入数据缓冲器， INTR为高电平产生中断请求； 为高电平产生中断请求 CPU响应中断 响应中断， RD控制下从8255A中读取数据时 控制下从8255A中读取数据时， CPU响应中断，在RD控制下从8255A中读取数据时， RD的下降沿使INTR复位 上升沿使IBF复位， 的下降沿使INTR复位， IBF复位 RD的下降沿使INTR复位，上升沿使IBF复位，外设可 以进行下一个字节的输入。 以进行下一个字节的输入。 4)INTE：中断允许信号。 4)INTE：中断允许信号。 • A口的INTE由PC4置／复位，B口的INTE由PC2置／复位。 口的INTE由 复位， 口的INTE由 复位。 INTE INTE
第8章 可编程接口芯片及其应用
MOV AH，11111110B LOOPDISP： LODSB
MOV DI，AX AND AL，0FH MOV BX，OFFSET SSEGCODE
XLAT SSEGCODE MOV DX，0FFFAH OUT DX，AL MOV AL，AH MOV DX，OFFF8H OUT DX，AL
PUSH CX MOV CX，NDELAY
36
2. 打印机的工作过程及接口电路 打印机接口电路也称打印机适配器，可以用
锁存器、三态缓冲器等器件实现，也可用通用的 可编程并行接口芯片实现。
37
38
（ 1 ） 8 2 5 5 A 的 初 始 化 程 序 段 （ 设 8 2 5 5 A 的 I/O 端 口 地 址 为 2C0H－2C3H）： … MOV DX，02C3H MOV AL，1010l00lB OUT DX，AL MOV AL，0000l101B OUT DX，AL MOV DX，02ClH MOV AL，00001100B OUT DX，AL …
XLAT MOV DL，0F8H OUT DX，AL MOV AX，56CH
43
DELAY： DEC AX JNZ DELAY JMP RDPORTB HLT ORG 2500H
SSEGCODE DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，92H， DB 82H, 0F8H, 80H, 98H, 88H, 83H, 0C6H, DB 0A1H，86H，8EH
47
8.3 可编程定时器/计数器8253-5
❖可编程定时器/计数器的基本工作 原理
❖8253-5的结构和功能 ❖8253-5的工作方式
48
8.3 可编程定时器/计数器8253-5（PIT）
微机原理及接口技术课件第8章 常用可编程接口芯片
;执行锁存命令
MOV DX,CS+0
;计数器0端口地址
IN AL,DX 内容
;读计数输出锁存器中的低8位
MOV AH,AL
;保护
IN AL,DX 内容
;读计数疏忽锁存器中的高8位
XCHG AH,AL
;AX中是输出锁存命令瞬间，计数执行 单元中的计数值
13
8.2.3 8253的工作方式
8253 的工作方式：
在计数期间CPU又送来新的计数初值，不影响当前计数过程。计数器计数到0， OUT端输出高电平。一直等到下一次GATE信号的触发，才会将新的计数初值装入， 并以新的计数初值开始计数过程，如图8-4(c)所示。8253方式1下三种情况的时序 波形图，如图8-4所示。
18
8.2.3 8253的工作方式
8253方式1时序波形图
接口芯片的地址码经译码后接通芯片的片选端，对读操作而言，怎样使 输入端口的信息由数据总线进入CPU，数据何时读入CPU，这些都由读信号 控制。对于输出接口，当CPU对接口进行输出数据的操作时，发出写信号。 在PC系统中，对I/O接口的操作由IN、OUT指令完成。
3
8.1可编程接口芯片概述
3. 可编程 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
0:二进制计数 1:十进制计数
其中：D7 D6用于选择定时器；D5 D4用于确定时间常数的读/写格式；D3 D2用来 设定计数器的工作方式；D0用来设定计数方式。
11
8.2 可编程定时/计数器接口芯片8253
例题8.1 8253控制字写入示例
MOV DX,CS+3
;8253控制寄存器端口地址，设置8253内部寄存
输入
微机原理可编程接口芯片及应用
智能家居
微机原理在可编程接口芯片中也可以应用于智能家居领域， 如智能照明、智能安防等，通过智能化控制提高家居生活 的便利性和舒适性。
医疗设备
微机原理在可编程接口芯片中还可以应用于医疗设备领域， 如监护仪、治疗仪等，通过精确的控制和数据处理提高医 疗设备的准确性和可靠性。
04
可编程接口芯片的发展 趋势
自动驾驶
应用于汽车自动驾驶系统，提高车辆的安全性和行驶效率。
智能家居
支持智能家居设备的互联互通，提升家庭生活的便利性和舒适度。
可编程接口芯片的市场发展前景
市场规模持续增长
随着技术的不断创新和市场需求的不断扩大，可编程接口芯片市 场规模将持续增长。
市场竞争格局变化
随着新技术的涌现和应用领域的拓展，市场竞争格局将发生变化， 新兴企业将有机会脱颖而出。
03
微机原理在可编程接口 芯片中的应用
微机原理在可编程接口芯片中的重要性
1 2
控制与协调
微机原理为可编程接口芯片提供了强大的控制和 协调能力，使得芯片能够按照预设的程序执行各 种操作。
数据处理与传输
微机原理使得可编程接口芯片能够高效地处理和 传输数据，提高了系统的整体性能。
3
故障检测与诊断
微机原理在可编程接口芯片中可以实现故障检测 和诊断功能，有助于及时发现和解决系统故障。
用于连接各个部件，实现数据传输和控制 信号传递。
微机的软件系统
系统软件
包括操作系统、编译程序、调试程序等，用于管理和 控制计算机的硬件资源。
应用软件
根据具体应用需求编写的程序，用于实现特定的功能 和任务。
软件系统的作用
使计算机能够按照人们的意愿进行工作，实现人机交 互。
02
微机原理在可编程接口芯片中也可以应用于智能家居领域， 如智能照明、智能安防等，通过智能化控制提高家居生活 的便利性和舒适性。
医疗设备
微机原理在可编程接口芯片中还可以应用于医疗设备领域， 如监护仪、治疗仪等，通过精确的控制和数据处理提高医 疗设备的准确性和可靠性。
04
可编程接口芯片的发展 趋势
自动驾驶
应用于汽车自动驾驶系统，提高车辆的安全性和行驶效率。
智能家居
支持智能家居设备的互联互通，提升家庭生活的便利性和舒适度。
可编程接口芯片的市场发展前景
市场规模持续增长
随着技术的不断创新和市场需求的不断扩大，可编程接口芯片市 场规模将持续增长。
市场竞争格局变化
随着新技术的涌现和应用领域的拓展，市场竞争格局将发生变化， 新兴企业将有机会脱颖而出。
03
微机原理在可编程接口 芯片中的应用
微机原理在可编程接口芯片中的重要性
1 2
控制与协调
微机原理为可编程接口芯片提供了强大的控制和 协调能力，使得芯片能够按照预设的程序执行各 种操作。
数据处理与传输
微机原理使得可编程接口芯片能够高效地处理和 传输数据，提高了系统的整体性能。
3
故障检测与诊断
微机原理在可编程接口芯片中可以实现故障检测 和诊断功能，有助于及时发现和解决系统故障。
用于连接各个部件，实现数据传输和控制 信号传递。
微机的软件系统
系统软件
包括操作系统、编译程序、调试程序等，用于管理和 控制计算机的硬件资源。
应用软件
根据具体应用需求编写的程序，用于实现特定的功能 和任务。
软件系统的作用
使计算机能够按照人们的意愿进行工作，实现人机交 互。
02
第8章(1)微机原理与接口技术
第八章 可编程接口芯片及应用—8253的结构与功能 8253的内部结构
计数通道 数据总线缓冲器 读写控制逻辑 控制字寄存器
第八章 可编程接口芯片及应用—8253的结构与功能 8253的内部结构
计数通道 数据总线缓冲器 读写控制逻辑 控制字寄存器
第八章 可编程接口芯片及应用—8253的结构与功能
• 计数器在CLK的下降沿 使计数值减1
第八章 可编程接口芯片及应用--8253的工作方式 方式0 —计数结束产生中断方式
CW N＝5 WR
CLK GATE
OUT
54321 0
第八章 可编程接口芯片及应用--8253的工作方式
方式1 —可编程单次脉冲
CW N＝2 WR
GATE上升沿触发计数
CLK GATE
OUT
210
21
单脉冲宽度T=n TCLK 图8.7 方式1的波形
第八章 可编程接口芯片及应用--8253的工作方式
方式2 —分频工作方式
CW N＝3 WR
CLK GATE
OUT
3213213 TOUT＝N*TCLK
图8.8 方式2的波形
第八章 可编程接口芯片及应用--8253的工作方式
方式3 —方波发生器
第八章 可编程接口芯片及应用--8253的工作方式
8255的工作方式
• 计数结束产生中断方式 • 可编程单次脉冲 • 分频工作方式 • 方波发生器 • 软件触发选通 • 硬件触发选通
• 计数初值写入初值寄存 器后，在门控有效的前提 下，要经过一个CLK输入 后才开始计数。（或，经 过一个CLK后，计数初值 才到达计数执行部件）
第八章 可编程接口芯片及应用—8253的结构与功能
8253内部计数器的结构
第8章可编程接口芯片及应用
通信：计算机与外设之间或计算机与计算 机之间的信息交换或数据传输。
通信的两种基本方式
并行通信 串行通信
8.2.1 并行通信的基本概念
1、并行通信 将数据的各位同时在多根并行传输线上进行传输。
D0 D1 D2
0 1 0
源
D3 D4 D5 D6 D7
1 0 1 1 0
D0 D1 D2 D3 目 D4 的 D5 D6 D7
8.2.2 可编程并行通信接口芯片8255A
1、8255A的编程结构及引脚功能 2、CPU与8255A的接口 3、8255A的初始化编程 4、8255A三种工作方式及应用 5、键盘和显示接口
1、8255A的编程结构及引脚功能
Vcc
GND
A组 控制
A组 端口A
D0～D7
数据 总线 缓冲器
内部数据线
G2A Y6
≥1
G2B
C B A
8255A
D0~D7
RD
WR
PA
A1 A0 RESET PB
PC CS
A口
B口 C口 控制口
端口地址：1110110000B、3B2H、3B4H、3B6H
3、8255A初始化编程
方式选择控制字
8255A的控制字 置位复位控制字（对C口任一位）
8255A方式控制字
D 7
SC1 SC0 RL1 RL0 M2 M1 M0 BCD
00 计0 01 计1 10 计2 11 无操作
00 锁存
00001 读/写低8位来自00110 读/写高8位
×10
11 11 读/写先低后高× 1 1
100
101
方式0 方式1 方式2 方式3 方式4 方式5
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3、8255A初始化编程
方式选择控制字
8255A的控制字 8255A方式控制字
D7 D6 D5
臵位复位控制字（对C口任一位）
D4
D3
D2
D1
D0
方式选择控制 字识别位，为1 选中
00：方式 0 01：方式 1 1x：方式 2
A端口 1：输入 0：输出 A组控制
PC～PC 7 4 1：输入 0：输出
2、初始化编程 步骤： 写入控制字 可使计数通道复位 写入计数初值
选择二进制时 计数值范围：0000H～FFFFH 0000H是最大值，代表65536 选择十进制时（BCD码） 计数值范围：0000～9999 0000是最大值，代表10000
3、读取8253计数值
对8位数据线，读取16位计数值需分两次
MOV CH，AL
例2：某8086系统中，有一片8253芯片，利用通道1 完成对外部事件的计数，计满500次，向CPU发出中 断请求，利用通道2输出频率为1KHz的方波。编写 初始化程序。
通道1：方式0 通道2：方式3 控制字 01110001B 计数初值 499 CLK2=1.19MHz 控制字 10110111B 1.19103 KHz 计数初值= =1190 1KHz
N1 11KHz 4000 Hz
4
通道0 方式3 控制字 00100111B
通道1 方式3 控制字 01100111B
MOV AL，27H OUT 97H，AL MOV AL，10H OUT 94H，AL MOV AL，67H OUT 97H，AL MOV AL，40H OUT 95H，AL
硬件启动
特征
初始高电平
开始计数OUT由高变低，到0输出变高
方式1 WR CLK GATE 4 OUT 3 2 1 0
4
方式2 速率信号发生器（分频器）
软件和硬件启动 特征 初始高电平
减到“1”时OUT由高变低，减到“0”时重新计 数 方式2 4
WR
CLK
GATE 4 3 2 1 0 4 3 2 1 0 4 3 2 1 0 4 3 2 1 0
源
目 的
数据的各位同时由源到达目的地 → 快 多根数据线 → 距离短、远程费用高
并行通信适于短距离、高速通信
2、并行接口
并行接口连接CPU与并行外设，实现 两者间的并行通信，
在信息传送过程中，起到输出锁存或输入缓冲的作用。 并行接口的典型硬件结构包括： 1、一个或一个以上具有锁存或缓冲的数据端口
时钟周期 输入时钟CLK的周期 两个周期
输出周期 输出端OUT的输出波形的周期
启动计数方式（硬件、软件）
主要区别
计数结束信号 GATE的作用
方式0 计数结束中断
软件启动 特征 初始低电平
减到“0”时OUT由低变高
方式0 WR CLK GATE 4 3 2 1 OUT 0
4
方式1 单稳负脉冲信号发生器
从第二个CLK信号的下降沿，计数器才真正 开始减1计数。
8.1.3 8253的编程
1、控制字
SC1 SC0 RL1 RL0 M2 M1 M0 BCD
00 01 10 11 计0 计1 计2 无操作
00 01 10 11 锁存 读/写低8位 读/写高8位 读/写先低后高 000 001 ×10 ×11 100 101 方式0 方式1 0 二进制计数 方式2 1 十进制计数 方式3 方式4 方式5
1、8255A的编程结构及引脚功能
Vcc
GND
A组 控制
A组 端口A
PA0～PA7
D0～D7
数据 总线 缓冲器
内部数据线
A组 端口C 上部
PC4～PC7
RD WR A0 A1 CS RESET
B组 控制
读写 控制 逻辑
B组 端口C 下部
B组 端口B
PC0～PC3
内部控制线
PB0～PB7
CS、A1、A0、RD、WR逻辑关系表
读/写逻辑
D0 ~ D7数据线 RD读信号 CS片选信号
CS 0 0 0 0 A1 0 0 1 1 A0 0 1 0 1
A0 ~ A1地址线 WR写信号
读操作RD 读计数器0 读计数器1 读计数器2 无操作
写操作WR 写计数器0 写计数器1 写计数器2 写控制字
2、8253引脚及与CPU的连接
8086最小模式
2、与CPU进行数据交换所必须的控制和状态信号
3、与外设进行数据交换所必须的控制和状态信号 4、端口译码电路 5、控制电路
8.2.2 可编程并行通信接口芯片8255A
1、8255A的编程结构及引脚功能 2、CPU与8255A的接口 3、8255A的初始化编程 4、8255A三种工作方式及应用 5、键盘和显示接口
数；计数器1工作在方式2，计数初值为18H，二进
制计数。试根据上述要求编写初始化程序及读取计
数器0当前计数值的程序。 计数器0：方式3 控制字 00110111B 计数初值 2354 计数器1：方式2 控制字 01010100B 计数初值=18H
初始化程序 MOV DX, 38BH MOV AL，37H OUT DX，AL MOV DX，388H MOV AL，54H OUT DX，AL MOV AL，23H OUT DX，AL MOV DX, 38BH MOV AL，54H OUT DX，AL MOV DX，389H MOV AL，18H OUT 9CH，AL ；给计数器0送控制字
8253的结构、引脚功能 6种工作方式
8253的初始化编程
8253的应用
8.1.1 8253的结构及引脚功能
• • •
3个独立的16位计数器通道
每个计数器有6种工作方式
按二进制或十进制（BCD码）计数
•
可用于准确计数或精确定时
1、内部结构
数据总线 缓冲器 内 RD
WR
D7～D0
计数器0
设端口地址为98H、9AH、9CH、9EH
十进制计数 MOV AL，71H OUT 9EH，AL MOV AL，99H OUT 9AH，AL MOV AL，04H OUT 9AH，AL MOV AL，0B7H OUT 9EH，AL MOV AL，90H OUT 9CH，AL MOV AL，11H OUT 9CH，AL
二进制计数 MOV AL，10110110B OUT 9EH，AL MOV AX，1190 OUT 9CH，AL MOV AL，AH OUT 9CH，AL
例3：信号源频率为1MHz，现要分频使之产生周期 为4s的方波，点亮发光二极管工作，编程实现。
8088最小模式
D0~D7 RD WR A1 A0 A7 A6 A5 M/IO A4 A3 A2
读取方法 1.直接读取 2.锁存读取 计数在不断进行，应该将当前计数值先行 锁存，然后读取： 写控制字：给8253写入锁存命令 从计数器I/O地址读出：读取锁存的计数 值
8.1.4 8254与8253的区别
8254是8253的改进型，它们的引脚定义与排列、硬件组成 等基本上是相同的。因此8254的编程方式与8253是兼容的，凡 是使用8253的地方均可用8254代替。 ① 允许最高计数脉冲(CLK)的频率不同。8253的最高频率 为2MHz，而8254允许的最高计数脉冲频率可达10MHz(8254为 8MHz，8254-2为10 MHz)。
方式4
WR CLK GATE
4
3
4 3 2 1 0
OUT
3 2
3 2 1 0
方式5
硬件触发选通信号
硬件启动
特征
初始高电平
计数到“0” OUT由高变低，维持一个CLK周期
方式5
WR CLK
4
3
GATE
4 3 2 1 0
OUT
3 2 1 3 2 1 0
需要注意： 处理器写入8253的计数初值只是写入了预 置寄存器，之后到来的第一个CLK输入脉冲 （需先由低变高，再由高变低）才将预置寄 存器的初值送到减1计数器。
× ×
2、CPU与8255A的接口
8086最小模式
D0~D7 RD WR A2 A1 RESET A9 A8 A7 A6 A0 M/IO A5 A4 A3
8255A
D0~D7 RD WR A1 A0 RESET ＆ G PC G2A ≥1 G2B C B A Y6 CS PA
PB
A口 B口 C口 控制口 端口地址：1110110000B、3B2H、3B4H、3B6H
CLK 0 GATE OUT 0
0
A0 A1
读写控制 逻辑
部 数 据
计数器1
CS
控制字 寄存器
CLK1 GATE 1 OUT 1 CLK 2 GATE 2 OUT 2
总 线 计数器2
Vcc
GND
计数器
CLK时钟输入信号——在计数过程中， 此引脚上每输入一个时钟信号（下降 沿），计数器的计数值减1 GATE门控输入信号——控制计数器工 作，可分成电平控制和上升沿控制两种 类型 OUT计数器输出信号——当一次计数过 程结束（计数值减为0），OUT引脚上 将产生一个输出信号 定时时间=时钟周期×计数初值
8.2 并行通信和并行接口芯片8255A
通信：计算机与外设之间或计算机与计算 机之间的信息交换或数据传输。
并行通信
通信的两种基本方式 串行通信
8.2.1 并行通信的基本概念
1、并行通信 将数据的各位同时在多根并行传输线上进行传输。
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 0 1 0 1 0 1 1 0 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7