2013南航复试微机原理指定教材配套ppt第7章1

第7章微型机接口技术可编程定时/计数器可编程并行接口串行接口与串行通信DMA控制器接口模拟量输入/输出接口第7章微型机接口技术7.1概论南京航空航天大学电子信息工程学院2复杂I/O—专门接口芯片第7章微型机接口技术7.1概论南京航空航天大学电子信息工程学院3专门接口芯片:定时/计数器可编程并行接口串行通信接口DMA控制器接口模拟量输入接口模拟量输出接口可编程接口芯片:接口电路可以通过程序指令修改芯片和I/O引脚的工作方式,参数(内部寄存器)发挥软件的优势i8253/8254;i8255;i8251/INS8250;i8237芯片组(ChipSet)实用I/O接口一般功能:地址译码和I/O设备选择信息的输入与输出数据的缓冲及锁存信息的转换第7章微型机接口技术7.2可编程定时/计数器(Timer/Counter)南京航空航天大学电子信息工程学院4以均匀分布的时间间隔请求中断构成分时操作系统，切换任务程序（时间片,输出脉冲事件）输出精确的定时信号，信号的周期可由程序改变可编程波特率或速率发生器（可变速率），产生均匀脉冲信号(基准信号)测量外部事件发生的频率或周期统计外部变化过程中某一事件发生的次数在定时或计数达到编程规定的值以后，产生输出信号，包括向CPU申请中断服务(定时事件)7.2.1计数/时间相关的事件和信息输入/输出实现手段:模拟T/C,数字T/C可编程数字T/C:第7章微型机接口技术7.2可编程定时/计数器(Timer/Counter)南京航空航天大学电子信息工程学院5计数脉冲频率0～2.6MHz,二进制或BCD码减法计数7.2.2可编程定时/计数器8253三个独立16位计数器工作方式可编程控制Vcc=+5V,DIP24第7章微型机接口技术7.2可编程定时/计数器(Timer/Counter)南京航空航天大学电子信息工程学院67.2.2可编程定时/计数器8253---端口选择/CS/RD/WRA1Ａ0寄存器选择及其操作01000对计数器0置计数初值01001对计数器1置计数初值01010对计数器2置计数初值01011对CR设置命令字或控制字00100从计数器0读出计数值00101从计数器1读出计数值00110从计数器2读出计数值00111无操作（D7～Ｄ0高阻）1××××禁止（D7～Ｄ0高阻）CSRDWR第7章微型机接口技术7.2可编程定时/计数器(Timer/Counter)7.2.2可编程定时/计数器8253---6种工作方式(可编程)CSRDWR控制字(ControlWord，CW)-初始化/设置/控制7南京航空航天大学电子信息工程学院三个通道(计数器):初始化/控制00010000B=10H?01110111B=77H?CH1,16位,方式3,BCDCH0,低8位,方式0,BIN第7章微型机接口技术7.2可编程定时/计数器(Timer/Counter)7.2.2可编程定时/计数器8253---基本特性CSRDWR计数初值:最小值为1选择二进制计数，初值范围0000H～FFFFH，选0000H时计数值最大，为216=65536，进行二进制减法计数；选BCD码计数，初值范围0000～9999，其中0000为最大值，对应10000，按BCD码进行减法计数。8南京航空航天大学电子信息工程学院初始状态:写入控制字后，所有控制逻辑电路复位，输出端OUT进入初始状态减法计数:写入计数初值后要在CLK端输入一个正脉冲（一个上升沿，然后一个下降沿）后才真正装入指定通道,每次在脉冲的下降沿减1计数，因此实际计数值要比初值多18253初始化编程:包括二个步骤，即写入控制字和写入计数值随时读取8253的计数值第7章微型机接口技术7.2可编程定时/计数器(Timer/Counter)7.2.2可编程定时/计数器8253---6种工作方式(可编程)CSRDWR9南京航空航天大学电子信息工程学院9Mode0软件触发,到0输出电平,不自动重复Mode4软件触发,输出选通信号（负脉冲）Mode1硬（GATE）触发单稳,不自动重复启动Mode5硬件触发,输出选通信号（负脉冲）Mode2、3软硬触发，自动重装（分频/方波））OUT输出Gate控制CLK输入控制字CW计数初值Counter第7章微型机接口技术7.2可编程定时/计数器(Timer/Counter)7.2.28253方式0:计数结束输出信号CSRDWR控制字写入控制寄存器，OUT端立即输出低电平;写入初值后，OUT保持低电平，计数器计数;当计数到0时，变为高电平并保持，直至写入新的控制字或初值。计数器在到0后仍继续计数10南京航空航天大学电子信息工程学院图7-48253方式0波形GATE=0，则暂停计数第7章微型机接口技术7.2可编程定时/计数器(Timer/Counter)7.2.28253方式1:可重复触发的单稳态触发器CSRDWR写入控制字后OUT输出高电平;写完初值后，计数器要等到GATE端的上升沿（触发沿）后，在下一个CLK脉冲的下降沿才开始计数，OUT变低直到计数到0后，OUT变高输出一单稳脉冲11南京航空航天大学电子信息工程学院图7-58253方式1波形GATE:可重触发单稳电路第7章微型机接口技术7.2可编程定时/计数器(Timer/Counter)7.2.28253方式2:频率发生器（n分频器）CSRDWR写入控制字后OUT变高;写入初值后，从下一CLK下降沿开始计数;计数到1时，OUT变低，经一个CLK周期恢复为高电平，计数器自动重新开始计数.硬件(门控)同步-软件(写初值)同步12南京航空航天大学电子信息工程学院图7-68253方式2波形过程由GATE控制GATE=0暂停计数,恢复=1后下一CLK重新开始第7章微型机接口技术7.2可编程定时/计数器(Timer/Counter)7.2.28253方式3:方波发生器CSRDWR写入控制字后OUT变高;写入初值后，从下一CLK下降沿开始计数;当计数初值n为偶数时，每个CLK脉冲使计数值减2，当计数到0时，OUT输出改变状态，并重新装入计数值，开始新的计数;当n为奇数时，第一个CLK脉冲使计数值减1，之后每个CLK脉冲使计数值减2，当计数到0时，输出改变状态，又重新装入计数值。下一CLK脉冲使计数值减3，之后每个脉冲使计数值减2，直至减到0。计数器自动重新开始计数.13南京航空航天大学电子信息工程学院图7-78253方式3波形GATE=0，则暂停计数第7章微型机接口技术7.2可编程定时/计数器(Timer/Counter)7.2.28253方式4:软件触发的选通信号发生器CSRDWR当写入控制字后，OUT输出为高。写入计数值后立即开始计数（相当于软件启动），当计数到0后，输出变低，经过一个CLK脉冲后，又变为高电平，计数器停止计数.计数器不自动重复14南京航空航天大学电子信息工程学院图7-88253方式4波形GATE=1时，允许计数；GATE=0时，禁止计数第7章微型机接口技术7.2可编程定时/计数器(Timer/Counter)7.2.28253方式5:硬件触发的选通信号发生器CSRDWR写入控制字后，OUT输出为高。写入计数初值后并不立即开始计数，而是由GATE信号的脉冲上升沿触发启动。当计数到0时，输出一个CLK周期宽度的负脉冲，然后输出变高，停止计数。继续开始计数需等到下一次GATE脉冲触发15南京航空航天大学电子信息工程学院图7-98253方式5波形GATE提前到来,在下一个CLK脉冲下降沿开始重新计数第7章微型机接口技术7.2可编程定时/计数器(Timer/Counter)7.2.2可编程定时/计数器8253-应用举例2:IBMPC/XTCSRDWR1616CNT040H，方式3日时钟定时（18.158HZ,IRQ0,CLK=1.19MHZN0=0000初值）CNT141H，方式2，DRAM刷新（15μs,N0=0018）CNT242H,方式3,扬声器发声(OUT2与8255PB1相与后输出,N0=11901KHZ)—方波(频率)43H，CTRL字寄存器Vcc脉冲CLKi8253/8254光电耦合器脉冲计数：速度传感器南京航空航天大学电子信息工程学院第7章微型机接口技术7.3可编程并行接口—i8255A南京航空航天大学电子信息工程学院17典型可编程通用并行接口芯片Intel8255A24条功能可编程的I/O引脚，与Intel系列CPU完全兼容，能直接按位清0或置1，简化了控制应用接口。可编程接口芯片:接口电路可以通过程序指令修改芯片和I/O引脚的工作方式发挥软件的优势并行通信:n个数位用n条线同时传输的机制并行通信具有传输速度快、效率高等优点，常用于数据传输速度要求高而传输距离较短的场合。并行通信由并行接口完成三态缓冲器74LS244、锁存器74LS273等都是简单的并行接口芯片。第7章微型机接口技术7.3可编程并行接口—i8255A南京航空航天大学电子信息工程学院18三个8位数据端口:端口A,B,CC口可分为两个4位端口使用，或用作与A口或B口配合的控制或状态口，依具体工作方式而定。第7章微型机接口技术7.3可编程并行接口—i8255A南京航空航天大学电子信息工程学院19端口A：内有8位数据输出锁存/缓冲器和8位数据输入锁存器端口B：内有8位数据输入/输出、锁存/缓冲器和8位数据输入缓冲器端口C：内8位数据输出锁存/缓冲器和8位数据输入缓冲器（输入无锁存）PA7～PA0：端口A数据线(A0A1=00)PC7～PC0：端口C数据线(A0A1=10)PB7～PB0:端口B数据线(A0A1=01)第7章微型机接口技术7.3可编程并行接口—i8255A南京航空航天大学电子信息工程学院20RESET：复位信号，高电平有效。复位时，所有内部寄存器均被清0，三个数据端口被设为输入方式40P，DIP,+5V8255A芯片引脚功能:PA,PB,PC=I/O口引脚D7～D0：双向数据总线/CS:片选，低电平有效/RD:读信号，低电平有效/WR:写信号，低电平有效A0A1:端口选择信号,寻址三个数据/一个控制端口第7章微型机接口技术7.3可编程并行接口—i8255A芯片端口选择操作南京航空航天大学电子信息工程学院21A1A0端口选择及其操作01000数据送端口A01001数据送端口B01010数据送端口C01011控制字送控制寄存器00100端口A数据送数据总线00101端口B数据送数据总线00110端口C数据送数据总线00111无操作（D7～D0三态）1××××禁止（D7～D0三态）011××无操作（D7～D0三态）CSRDWR第7章微型机接口技术7.3可编程并行接口—i8255A控制字和工作方式南京航空航天大学电子信息工程学院22A组有三种工作方式：方式0——基本输入/输出方式方式1——选通输入/输出方式方式2——双向传输方式B组只能工作于方式0或方式1控制字分为两类:方式选择控制字/端口C置位-复位控制字共用一个地址，由D7的值来区分(D7=1方式/D7=0C口位控字)方式选择控制字控制寄存器地址:A0A1=10第7章微型机接口技术7.3可编程并行接口—i8255A控制字举例南京航空航天大学电子信息工程学院2323MOVDX,283HMOVAL,10110000B;90HOUTDX,AL；‘?例2A口输入，方式1，B口输出，C口输出，方式0控制字：10110000B例1A口输入，B口输出，C口上半口输入，下半口输出，方式0控制字：10011000B=98H片选地址280H~283HA1-A1，A0-A0：控制口地址283HMOVDX，283HMOVAL，98HOUTDX，ALMOVDX,280H;A口输入INAL,DXMOVDX,282H；C口输出OUTDX,ALMOVDX,280H;A口输入INAL,DXINCDX；B口输出OUTDX,AL第7章微型机接口技术7.3可编程并行接口—i8255A控制字和工作方式南京