微机原理 第七章汇总
《微机原理及接口技术》第七章
数。计数过程中，新装入值不影响原计数过程。计数为偶数，计数器减2，到
0，OUT改变，计数值重新装入，反复工作。为奇数，则第一次减1，以后减2。
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一、8253的工作方式5
1、000：方式 0（计数结束产生中断）
第七章、可编程计数／定时控制器8253
本章要点：
计数器／定时器基本概念 可编程计数器／定时器8253的工作原理 可编程计数器／定时器8253结构、功能 可编程计数器／定时器8253的应用
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7.1 可编程计数／定时控制器8253的结构
一、可编程计数／定时控制器
在微机应用系统中，常常要求有一些实时时钟，以实现对外部事件进行定时或 对微机外部输入的脉冲进行计数。一般有3种方法可实现定时/计数的要求。
按照CPU发来的读写信号及地址信号产生相应的控制信号，
来选择读/写操作的端口、控制数据的传送方向，以及对控制寄存器的写入。
3、控制字寄存器: 控制字寄存器是8位的，只能写不能读。
在初始化编程时，CPU写入方式控制字到控制字寄存器中，
用以选择计数通道及其相应的工作方式。
4、计数器0、计数器1、计数器2: 内部结构相同、功能相同，有各自独立的端口地址。
1、软件方法 通过编制一个延时程序段让微处理器执行,利用执行程序所需时钟状态，得到定 时的时间。这种方法通用性和灵活性好，但占用CPU时间。 2、不可编程的硬件方法 采用分频器、单稳电路或简易定时电路控制定时时间，例如555定时电路，这种 方法不占用CPU时间，但通用性、灵活性差。 3、可编程计数器／定时器方法 软件硬件相结合、用可编程定时器芯片构成一个方便灵活的定时电路,可由软件 设定定时与计数功能，设定后与CPU并行工作，不占用CPU时间，使用灵活。
微机原理第七章
常量作用：
（1）指令语句中源操作数中作立即数。 例： MOV AX, 0A5F1H (2) 在指令语句的基址加变址的寻址方式中作位移量。例： MOV BX, [SI+32H] （3）在数据定义伪指令中。例：DB 12H
2. 数值表达式 /、MOD）、逻辑 由常量和算术（+、-、 （AND、OR、XOR、NOT)和关系（EQ、 NE、LT、GT、LE、GE）3类运算符组成的 表达式称为数值表达式。
(1) CS: MOV AX，[SI]
若 CS = 3000 H，SI = 4000 H，
34000 H 1A H 34001 H 20 H
EA=4000H,物理地址=34000H,
执行结果： AX=201A H
(2）MOV
BX，[DI]
若 DS = 5000 H，DI = 0200 H
执行结果：BX
7.1.3 变量
1.变量和地址表达式
变量是代表存放在某些存储单元的数据，这些数据在程序 运行期间随时可以修改。为了便于对变量的访问，它常常 以变量名的形式出现在程序中。
变量名：可认为是存放数据的存储单元的符号地址，即变 量名是数据的地址或数据区的首地址。 涉及到： 段地址、偏移地址
地址表达式：由变量、标号、寄存器、常量和运算符组成 的表达式。
EA=变量[基址寄存器+变址寄存器 或者EA=[基址寄存器+变址寄存器
7.1.2 标号
标号是指令地址的符号表示，也可以是过程名。过 程名是入口地址的符号表示，即过程的第一条指 令的地址。
标号定义方式： （1）用冒号‚:‛定义,直接写在指令助记符前。 CYCLE： MOV AL，[SI] (2) 用PROC和ENDP伪指令定义过程
微机原理第七章
(b)STRING2 DW (a)STRING1 DB „ABC‟ 图7-3
„AB‟，‘CD‟ (c) STRING3 DD AB‟
DB、DW、DD中的字符串表达式的存放情况
④带DUP表达式：DUP定义重复数据操作符。格式为： DB 变量名 DW 表达式1 DUP (表达式2) DD 表达式1是重复次数，表达式2是重复内容。例： DB1 DB 20 DUP（？）
7.1.1 伪指令语句格式 伪指令格式如图7-2所示。
， 标号
伪指令
伪指令语句 分4个字段：
；注释
操作数
图7-2 伪指令语句格式
1、标号
2、伪指令： 3、操作数字段 4、注释字段
7.1 宏汇编语言的基本语法
， 标号
伪指令
操作数
；注释
1、标号：内存单元的符号地址。 2、伪指令：关键字，指示汇编程序，对后 面的指令语句和伪指令的操作数应如何产 生目标代码，伪指令本身不产生机器代码。 例分析下面二条伪指： W DB 16H，18H； 数据在存储 SUM DW 16H，18H； 器存放位置
高级语言
机器语言 汇编语言 高级语言
汇编程序
• 汇编语言源程序
用助记符编写
汇编语言 源程序
汇编
目的程序
汇编程序
汇编语言程序设计与执行过程
输入汇编语言源程序
汇编（编译）
源文件 .ASM
目标文件 .OBJ
链接
调试
可执行文件 .EXE
最终程序
第七章
微型计算机汇编语言及汇编程序
目标程序 90H 04H 03H 05H 00H 03H 汇编语言又称符 号语言。汇编语 言与机器语言一 一对应。
次数 重复 内容
微机原理第七章
微机原理
2) 状态信息
状态信息反映了当前外设所处的工作状态。对于输入设备，用“准备
好 ” ( READY) 信 号 来 表 明 待 输 入 的 数 据 是 否 准 备 就 绪 ； 对 于 输 出 设 备 ， 用
“忙”（BUSY）信号表示输出设备是否处于空闲状态。
3) 控制信息
控制信息是CPU通过接口传送给外设的，以便控制外设的工作，如外 设的启动和停止信号就是常见的控制信息。实际上，控制信息往往随着 外设的具体工作原理不同而含义不同。
作在方式0，可通过编程设置为输入或输出。
使用8255A方式1工作时，最需要引起注意的是C口的使用。对应A口或 B口方式1的输入/输出，C口提供应答线的引脚均是固定的(详见下面的输 入/输出组态)，这些引脚的功能也是固定的，且不能通过编程的方式来 改变。
微机原理
(1) 方式1的输入组态和应答信号的功能
查询传输时，需要有应答信号，此时端口A和端口B常作为数据端口，把端口C
的两部分(高、低位)用来输出一些控制信号和接收一些状态信号，这样端口C就
用来配合端口A和端口B工作。
微机原理
2．方式1
方式1是一种选通I/O方式，在这种方式下，A口和B口仍作为两个独立的
8位I/O数据通道，可单独连接外设，通过编程分别设置它们为输入或输出。 而C口则要有6位(分成两个3位)分别作为A口和B口的应答联络线，其余2位仍可工
微机原理第七章题库
第七章注意的问题：本章中控制信号后面的#表示此信号低电平有效。
一、选择1、 8086/8088CPU对I/O端口使用（）编址方法。
A、独立B、统一C、直接D、间接2、 8086/8088CPU使用（）根地址线对I/O编址。
A、 8B、 10C、16D、203、 8086/8088CPU对I/O端口的最大寻址空间为（）。
A、 8KBB、 16KBC、64KBD、1MB4、 8086有一个独立的I/O空间，该空间的最大范围是（）A、 8KBB、 16KBC、64KBD、1MB5、 8086CPU采用I/O独立编址方式，可使用（）线的地址信息寻址I/O端口。
A、 AD7-AD0B、 AD15-AD0C、 AD19-AD0D、 AD23-AD06、某8088CPU构成的系统中，用10根地址线对I/O端口寻址，因而I/O端口的地址空间为（）A、 1KBB、 10KBC、16KBD、64KB7、某8088CPU构成的系统中，占用地址空间0-1FFH，因而至少需用（）根地址线对I/O端口寻址。
A、 8B、 9C、 10D、 118、若某8086CPU构成的系统中，具有1024个8位端口，则至少需用（）根地址线对I/O端口寻址。
A、 4B、 8C、 10D、 169、 8086/8088CPU读写一次存储器或I/O端口操作所需要的时间称为一个（）A、总线周期B、指令周期C、时钟周期D、基本指令执行周期10、 8086/8088CPU的基本I/O总线周期为（）个时钟周期A、 6B、 5C、 4D、 311、在8088CPU构成的系统中，组合16位的I/O端口时，最好将其起始地址选为（）地址A、奇B、偶C、页D、段12、在8088CPU构成的系统中，组合16位的I/O端口时，最好将其起始地址选为偶地址是为了（）A、减少执行指令的总线周期B、减少执行指令的字节数C、节省占用的内存空间D、对内存单元快速寻址13、 8086/8088CPU按I/O指令寻址方式得到的地址是( )A、物理地址B、有效地址C、段内偏移量D、 I/O端口地址14、 8088 CPU对地址为240H的I/O端口读操作指令为（）A、 MOV AL,240HB、 MOV AL,[240H]C、 IN AL，240HD、 MOV DX，240H IN AL，DX15、 8086/8088CPU的输出指令OUT Dest，Src中目的操作数Dest只能是（）A、 8位或16位端口地址B、 8位端口地址或DX寄存器C、 16位寄存器D、任意16、 8086/8088CPU的输入指令IN Dest，Src中目的操作数Dest只能是（）A、 8位或16位端口地址B、 8位端口地址或DX寄存器C、 16位寄存器D、任意17、 8086CPU的输入指令是将输入设备的一个端口中的数据传送到（）寄存器。
微机原理ch7
第七章 可编程外围接口芯片8255A 及其应用应用本章的本章的重点重点重点：：（1）掌握8255A 的工作原理及使用方法；（2）结合实验，加深理解，为今后的应用打下基础。
8255A 是一种通用的可编程并行I/O 接口芯片，通过对它的编程，芯片可工作在不同的工作方式。
在微机计算机系统中，用8255A 作接口时，通常不需附加外部逻辑电路就可直接为CPU 与外设之间提供数据通道，因此它得到广泛的应用。
本章介绍8255A 的基本工作原理和应用实例。
§7-1 1 8255A 8255A 的工作原理的工作原理和应用举例和应用举例和应用举例 一、8255A 的性能指标（1）NMOS, 40个引脚，双列直插式封装；（2）A 口，B 口，C 口三个数据端口。
8位，24条I/O 线； （3）可编程工作方式：模式0，模式1和模式2； （4）可用于中断方式； （5）单一+5V 电源。
8255A 的引脚图如下：二、8255A 结构和功能8255A 的内部结构图如下，对照此图分别介绍各个组成部分的功能。
1、数据端口A、B和C8255A内部包含3个8位的输入输出端口A、B和C，通过外部的24根线与外设交换数据或通信联络(其中C口被分成C口上半部分和C口下半部分)，C口又可分为两个4位端口。
下面介绍每个数据端口在不同的工作方式下的具体功能。
工作方式工作方式 A口 B B 口口C口0 基本输入输出输出锁存输入三态基本输入输出输出锁存输入三态基本输入输出输出锁存输入三态1 应答式输入输出输入输出均锁存应答式输入输出输入输出均锁存作为A口、B口的控制位及状态位2 应答双向输入输出输入输出均锁存作为A口的控制位及状态位2、A组和B组控制逻辑两组根据CPU的编程命令控制8255A工作电路。
它们内部有控制寄存器，用来接收CPU的命令字，然后决定两组的工作方式或对C口每一位执行置位/复位的操作。
3、数据总线缓冲器一个双向三态8位缓冲器，用做8255A和系统数据总线之间的接口。
微机原理课件第七章
2）内部中断（软件中断）
（1）单步中断-----------中断类型号是1 （2）除法出错中断-------中断类型号是0 （3）断点中断-----------中断类型号是3 （4）溢出中断-----------中断类型号是4
（5）指令中断-----------中断类型号是n
内部中断的特点：
① 内部中断的类型号都是固定的，或是在中断指令中给定的。 不需要进入INTA总线周期获取类型号； ② 不受中断允许标志位IF的影响； ③ 用一条指令或由某个标志位启动进入中断处理程序，这样
查中断向量表得中断向量为：
A123H：B678H 中断服务程序入口的物理地址为： AC8A8H
01H 78H
B6H 23H A1H ┋
0089H
008AH 008BH ┋
图7.11
部分中断向量表
例2
解：
某中断源的类型号为54H，中断服务程序入口的符号地址为
MOV MOV AX，0 DS，AX
INTADD，试编一段程序设置该中断类型号的中断向量。
256种中断可分为两大类：外部中断和内部中断。
8086 INT 3 指令 INT n 指令 CPU INT O 指令 除法 出错 单步 中断 NMI 非屏蔽 中断请求
中 断
处
理
逻
辑
INTR 8259A 可屏蔽中断请求
图7.8
8086系统的中断源
1、中断源的类型
1）外部中断（硬件中断） 分为非屏蔽中断和可屏蔽中断两种。 （1）非屏蔽中断 （2）可屏蔽中断
IR1 中断清除
IR4处理程序 IR3中断请求 IR3处理程序 开中断 STI STI 。 。 。 。 。 。 IR3 IR4 (EOI) (EOI) 中断清除 中断清除 IRET IRET
微机原理与接口技术_第7章8253
§7-1 8253的工作原理 ——8253的内部结构和引脚信号
然后，开始递减计数。即每输入一个时钟脉冲，计数
器的值减1，当计数器的值减为0时，便从OUT引脚输出 一个信号。输出信号的波形主要由工作方式决定，同 时还受到从外部加到GATE引脚上的门控信号控制，它 决定是否允许计数。 当用8253作外部事件计数器时，在CLK脚上所加的计 数脉冲是由外部事件产生的，这些脉冲的间隔可以是 不相等的。 如果要用它作定时器，则CLK引脚上应输入精确的时 钟脉冲。这时，8253所能实现的定时时间，决定于计 数脉冲的频率和计数器的初值，即 定时时间＝时钟脉冲周期tc×预臵的计数初值n
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§7-1 8253的工作原理 ——8253的内部结构和引脚信号 ③引脚 8253的3个计数器都各有3个引脚，它们是：
CLK0~CLK2：计数器0~2的输入时钟脉冲从这里输
入。频率不能大于2MHz。
OUT0~OUT2：计数器0~2的输出端。
GATE0~GATE2：计数器0~2的门控脉冲输入端。
4
第七章 可编程计数器/定时器8253及其应用 ——概述 2. 不可编程的硬件定时 555芯片是一种常用的不可编程器件，加上外接电阻和电 容就能构成定时电路。这种定时电路结构简单，价格 便宜，通过改变电阻或电容值，可以在一定的定时范 围内改变定时时间。但这种电路在硬件已连接好的情 况下，定时时间和范围就不能由程序来控制和改变， 而且定时精度也不高。 3. 可编程的硬件定时 ①可编程定时器/计数器电路利用硬件电路和中断 方法控制定时，定时时间和范围完全由软件来确 定和改变，并由微处理器的时钟信号提供时间基 准，这种时钟信号由晶体振荡器产生，故计时精
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§7-1 8253的工作原理 ——8253的内部结构和引脚信号 8253输入信号组合的功能表
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☞ REN：串行口接收允许控制位 = 1 表示允许接收； = 0 禁止接收。
四、电源控制寄存器 PCON（97H） ——特殊功能寄存器PCON不能按位寻址——
PCON SMOD — — — GF1 GF0 PD 1DL
☞ 1.SMOD：在串行口工作方式 1、2、3 中，
是波特率加倍位
=1 时，波特率加倍 =0 时，波特率不加倍。 (在PCON中只有这一个位与串口有关)
☞ 2.GF1,GF0：用户可自行定义使用的通用标志位
PCON SMOD — — — GF1 GF0 PD IDL
☞ 3.PD：掉电方式控制位 =0：常规工作方式。 =1：进入掉电方式: 振荡器停振 片内RAM和SFR的值保持不变式。
☞ SM2：串行口多机通信控制位 （作为方式2、方式3的附加控制位）
SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
☞ RI,TI：串行口收/发数据申请中断标志位 ＝1 申请中断； ＝0 不申请中断
☞ RB8：在方式2、3中，是收到的第9位数据。 在多机通信中,用作区别地址帧/数据帧的 标志。（奇偶校验）
➢ 图7.2中给出的是8位数据位、1位奇偶校验位和 1位停止位，加上1位起始位，共11位组成一个 传输帧
图7.2 异步通信字符帧格式
➢ 发送方：传送时先输出起始位“０”作为联络信号， 接下来的是数据位和奇偶校验位，停止位“1”表示一个 字符的结束。其中，数据的低位在前，高位在后。字 符之间允许有不定长度的空闲位。
T1
去申请中断
SBUF （发）
1
SBUF （收）
(门)移位寄存器
引脚 TxD
发送控制器 TI
接收控制器 RI 移位寄存器
引脚 RxD
☞两串个行同口名的的结接构收/发送缓冲寄存器SBUF 指令 MOV SBUF，A 启动一次数据发送,可向
SBUF 再发送下一个数
指令 MOV A，SBUF 完成一次数据接收,SBUF可 再 ☞接收/发送数接据收,无下论一是个否数采用中断方式
工作,每接收/发送一个数据都必须用指 令对 RI/TI 清0，以备下一次收/发。
☞串行口相关的SFR: 串行口控制寄存器SCON(98H) 电源控制寄存器 PCON（97H）
三、串行口控制寄存器SCON(98H)
SCON SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
☞ SM0，SM1：串行口4种工作方式的选择位。
11.0592MHz串口通信时比较容易分频成常 见的波特率。 11.0592MHz = 192*57600 =
384*28800 = 576*19200 = 1152*9600 12MHz无法整除，只能依靠接收方的容错 能力硬挺
二、51单片机的串行接口
CPU
波 A特 累率 内加 发 部器 生
器
➢ 接收方：传送开始后，接收设备不断检测传输线的电 平状态，当收到一系列的“1”(空闲位或停止位)之后， 检测到一个“０”，说明起始位出现，就开始接收所 规定的数据位和奇偶校验位以及停止位。
➢ 异步通信的特点：所需传输线少，设备开销较小，在 单片机控制系统中得到广泛的应用。但每个字符要附 加2～3位用于起止位，各帧之间还有间隔，因此传输 效率不高。
第七章 串行口
主讲教师： 司杨
水利电力学院电工教研室
《微机原理及应用》教学课件
青海大学
第七章 串行口
第一节 串行口控制寄存器 第二节 MCS－51串行接口的4种运行模式 第三节 多机通信
第一节 串行口控制寄存器
一、全双工串行接口(UART) 二、51单片机的串行接口 三、串行口控制寄存器SCON 四、电源控制寄存器 PCON
0 0 方式0：8位移位寄存器I/O,波特率固定为 fosc/12 0 1 方式1：8位UART（1+8+1位），
波特率可变,按公式计算 1 0 方式2：9位UART（1+8+1+1位），
波特率固定=fosc x1/32或1/64 1 1 方式3：9位UART（1+8+1+1位），
波特率可变，按公式计算
2) 半双工：两个串行通信设备之间只有一条数 据线，数据传输可以沿两个方向，但需要分时 进行。
3) 全双工：是指两个串行通信设备之间可以同 时进行接收和发送。
☞异步串行通信:以字符为单位进行传送 同步串行通信:以数据块为单位进行传送
➢ 异步通信是以字符帧为单位进行传输。
➢ 每帧数据由4部分组成：起始位(占1位)、数据 位(占５～８位)、奇偶校验位(占１位，也可以 没有校验位)、停止位(占1或2位)。
PCON SMOD — — — GF1 GF0 PD 1DL
☞ 4.IDL：待机方式(空闲方式)控制位 =0：常规工作方式。 =1：进入待机方式： 振荡器继续振荡 中断、定时器、串口功能继续有效 片内RAM和SFR保持不变 CPU状态保持、P0—P3口维持原状 程序停顿。
波特率 (bps.):单位时间传送的位数
数据的传输速率可以用波特率表示。
单位是：(bit/s或kbit/s)。 如每秒传送240个字符，而每个字符格式包含
10位这时的波特率为10位(bit)×240个/s = 2400 bit/s。 在异步串行通信中，接收方和发送方应使用相 同的波特率，才能成功传送数据。
返回
串行通信的基本特征是数据逐位顺序进行传送 串行通信的格式及约定（如：同步方式、通讯速 率、数据块格式、信号电平……等）不同，形成 了多种串行通信的协议与接口标准。 常见的有： ☞通用异步收发器(UART)——本课程介绍的串 口 ☞通用串行总线（USB） ☞I2C总线 ☞CAN总线 ☞SPI总线 ☞RS-485，RS-232C，RS422A标准……等等
一、全双工串行接口(UART)
☞数据通信的几个术语： 并行：数据各位同时进行传送 串行：数据逐位顺序进行传送
(a) 并行通信方式
(b) 串行通信方式
图7.1 并行和串行通信方式
根据串行通信数据传输的方向，可将串行 通信系统传输方式分为：
单工方式 半双工方式 全双工方式
1) 单工：数据传输仅能从发送设备传输到接收 设备。