1、微型計算機原理及應用微型計算機原理及應用第七章第七章 常用數字接口電路常用數字接口電路主要內容主要內容 掌握二種可編程接口芯片的應用掌握二種可編程接口芯片的應用 了解串行通信的一般概念了解串行通信的一般概念 第第7 7章章 常用數字接口電路常用數字接口電路7.1 7.1 接口電路概述接口電路概述CPUCPU與外設之間信息交換的通道與外設之間信息交換的通道信息緩沖、信息變換、電平轉換、聯絡控制信息緩沖、信息變換、電平轉換、聯絡控制分類分類80868086系統中最常用的數字接口電路芯片系統中最常用的數字接口電路芯片82538253、82558255、82508250功能功能傳送方式傳送方式輸入接口

2、輸入接口并行接口并行接口數字量的輸入數字量的輸入/ /輸出接口輸出接口輸出接口輸出接口串行接口串行接口模擬量的輸入模擬量的輸入/ /輸出接口輸出接口7.2 7.2 可編程定時計數器可編程定時計數器82538253通道通道0通道通道1通道通道28位雙位雙向數向數據線據線讀控制信號讀控制信號寫控制信號寫控制信號地址信號線地址信號線片選信號片選信號可編程定時器可編程定時器82538253的內部結構的內部結構CLKCLK計數器計數器 0 00 0GATEGATE0 0OUTOUT0 0計數器計數器 1 1CLKCLK1 1GATEGATE1 1OUTOUT1 1計數器計數器 2 2CLKCLK2 2G

3、ATEGATE2 2OUTOUT2 2數據總線數據總線緩沖器緩沖器控制控制寄存器寄存器數據總線數據總線* *RDRD* *WRWRA A0 0A A1 1* *CSCS讀寫讀寫邏輯電路邏輯電路定時計數器定時計數器82538253基本原理基本原理82538253的編程結構的編程結構READYREADYRDRDWRWR數據數據CLKCLK0 0OUTOUT0 0控制寄存器控制寄存器低8位低8位輸出鎖存器輸出鎖存器高8位高8位低8位低8位高8位高8位譯碼譯碼IO/*MIO/*MA A1 1計數器1計數器1CSCSA A0 0VccVcc+5V+5VGNDGNDGATEGATE0 0CLKCLK1 1

4、OUTOUT1 1GATEGATE1 1CLKCLK2 2OUTOUT2 2GATEGATE2 2A A1 1計數器2計數器2計數器0計數器7.2.2 82537.2.2 8253的工作方式的工作方式軟件啟動、不自動重復計數。軟件啟動、不自動重復計數。在整個及時過程中，在整個及時過程中，GATE端應始終保持為高電平。若端應始終保持為高電平。若GATE端變端變低，則暫停計數，直到低，則暫停計數，直到GATE端變高后再接著計數。端變高后再接著計數。方式方式0下，每寫入一次計數初值值計數一個周期。下，每寫入一次計數初值值計數一個周期。計數過程中可隨時修改計數初值，即使原來的計數沒有結束，計計數過程中

5、可隨時修改計數初值，即使原來的計數沒有結束，計數企也用新的計數初值重新計數。數企也用新的計數初值重新計數。方式0計數結束中斷可重復觸發的單穩態觸發器。硬件啟動、不自動重復的工作方式。可重復觸發的單穩態觸發器。硬件啟動、不自動重復的工作方式。方式方式1可重復觸發的單穩態觸發器可重復觸發的單穩態觸發器N N1 13 32 2O OU UT T* *W WR RC CL LK KG GA AT TE E0 0F FF F3 3C CW WN N= =3 3N N方式方式2頻率發生器頻率發生器即可用軟件啟動，也可以用硬件啟動。即可用軟件啟動，也可以用硬件啟動。方式方式3方波發生器方波發生器5 52 2

6、4 43 3O OU UT T* *W WR RC CL LK KG GA AT TE EN N4 4C CW WN N= =4 4N N1 15 5( (當當N N= =4 4時時) )4 41 13 32 2O OU UT TN N2 2N N4 43 3( (當當N N= =5 5時時) )7.2.37.2.382538253的控制字的控制字7.2.47.2.482538253的應用的應用110Y& &80888088系統系統BUSBUSA A7 7IOWA A1111A A9 9A A8 8A A1010A A1313A A1212A A4 4A A2 2A A3 3A

7、 A6 6A A5 5A A1515A A1414D D7 7D D0 0 IORIORA A1 1A A0 0IOWD D7 7D D0 0 GATEGATE0 082538253WRRDA A1 1A A0 0CSGATEGATE2 2GATEGATE1 1OUTOUT0 0OUTOUT2 2OUTOUT1 1CLKCLK0 0CLKCLK2 2CLKCLK1 1& &BG2AG2A AB BC C7474LS138LS138G G8253與系統的連接與系統的連接82538253應用舉例應用舉例v 寫入通道控制字，規定通道的工作方式；寫入通道控制字，規定通道的工作方式；v

8、寫入計數值；寫入計數值；v 若規定只寫低若規定只寫低8 8位，則寫入的為計數值的低位，則寫入的為計數值的低8 8位，位，高高8 8位自動置位自動置0 0；v 若規定只寫高若規定只寫高8 8位，則寫入的為計數值的高位，則寫入的為計數值的高8 8位，位，低低8 8位自動置位自動置0 0；v 若是若是1616位計數值，則分兩次寫入，先寫入低位計數值，則分兩次寫入，先寫入低8 8位，位，在寫入高在寫入高8 8位。位。初始化編程的步驟：初始化編程的步驟：例題例題1. 1. 若要用通道若要用通道0 0，工作在方式，工作在方式1 1，按二十進制，即數值為，按二十進制，即數值為 5080 5080，編寫初始化

9、程序，編寫初始化程序。（。（設端口地址為設端口地址為F8H-FBHF8H-FBH）MOVAL，33HOUT0FBH，ALMOVAL，80HOUT0F8H，ALMOVAL，50HOUT0F8H，AL1 11 10 00 01 11 10 00 例題例題2. 若要用計數器若要用計數器2，工作在方式，工作在方式2，按二進制計數，計數值為，按二進制計數，計數值為 02F0H，編寫初始化程序編寫初始化程序。（。（設端口地址為設端口地址為04H-07H）MOVAL，084HOUT07H，ALMOVAL，0F0HOUT06H，ALMOVAL，02HOUT06H，AL0 00 01 10 00 00 00 0

10、1 82538253任一通道的計數值，任一通道的計數值，CPUCPU可用輸入指令讀取，可用輸入指令讀取，CPUCPU讀到的讀到的是執行輸入指令瞬間計數器的現行值。但是執行輸入指令瞬間計數器的現行值。但8253 8253 計數器是計數器是1616位的，位的，所以要分兩次讀至所以要分兩次讀至CPUCPU，因此，若不設法鎖存的話，則在輸入過，因此，若不設法鎖存的話，則在輸入過程中，計數值可能已經變化了。程中，計數值可能已經變化了。鎖存現行計數值的兩種辦法：鎖存現行計數值的兩種辦法：利用利用GATEGATE信號使計數過程暫停；信號使計數過程暫停；向向82538253輸送一個通道控制字，令輸送一個通道控

11、制字，令82538253通道中的通道中的計數值計數值鎖存。鎖存。若要讀取通道若要讀取通道1的的16位計數值，程序為：位計數值，程序為：MOV AL，40 ；計數器；計數器1的鎖存命令的鎖存命令OUT 0FBH，AL ；寫入至控制字寄存器；寫入至控制字寄存器IN AL，0F9H ；讀取低；讀取低8位位MOV CL，ALIN AL，0F9H ；讀取高；讀取高8位位MOV CH，AL 例例7 72 2寫出圖寫出圖7 71111中中82538253的初始化程序。其中，的初始化程序。其中，3 3個個CLKCLK頻率頻率均為均為2MHZ2MHZ，計數器，計數器0 0在定時在定時100100ss后產生中斷請

12、求；計數器后產生中斷請求；計數器1 1用于產用于產生周期為生周期為1010ss的對稱方波；計數器的對稱方波；計數器2 2每每1ms1ms產生一個負脈沖。編寫產生一個負脈沖。編寫82538253的初始化程序。的初始化程序。分析：計數器分析：計數器0 0應工作于方式應工作于方式0 0，計數初值，計數初值=100=100s/0.5s=200s/0.5s=200(CLK(CLK的周期為的周期為0.5s)0.5s)。計數器。計數器1 1應工作于方式應工作于方式3 3，計數初值，計數初值10s/0.5s10s/0.5s2020。計數器。計數器2 2應工作于方式應工作于方式2 2，計數初值，計數初值1/0.

13、5s1/0.5s20002000。START:MOVDX，0FF07HMOVAL，10H；計數器；計數器0的工作方式字的工作方式字OUTDX，ALMOVAL，56H；計數器；計數器1的工作方式字的工作方式字OUTDX，ALMOVAL，0B4H；計數器；計數器2的工作方式字的工作方式字OUTDX，ALMOVDX，0FF04HMOVAL，200；計數器；計數器0的計數初值的計數初值OUTDX，ALMOVDX，0FF05HMOVAL，20；計數器；計數器1的計數初值的計數初值OUTDX，AL MOVDX，0FF06HMOVAX，2000；計數器；計數器2的計數初值的計數初值OUTDX，ALMOVAL

14、，AHOUTDX，AL7.37.3可編程并行接口可編程并行接口825582557.3.18255的的引引線線及及結結構構2.2.內部結構內部結構7.3.27.3.282558255的工作方式的工作方式PA0PA0 PA7PA7PC7PC7 PC4PC4PC3PC3 PC0PC0PB7PB7 PB0PB0地址總線地址總線數據總線數據總線控制總線控制總線* *RDRD* *WRWRB BC CA AD7D7 D0D082558255A AA A0 0A A1 1* *CSCS方式方式0 0PB7PB7 PB0PB0方式方式2 2PA0PA0 PA7PA7IOIO控制控制雙向雙向B BA AC CI

15、OIOIOIOPB7PB7 PB0PB0方式方式1 1PA0PA0 PA7PA7控制或控制或控制或控制或B BA AC C方式方式1 1下下C C口提供的信號功能口提供的信號功能輸入時主要的控制信號如下：輸入時主要的控制信號如下：*STB(Strobe)-選通信號輸入端，低電平有效。選通信號輸入端，低電平有效。IBF(Input Buffer Full)-輸入緩沖器滿信號，高電平有效。輸入緩沖器滿信號，高電平有效。 INTR(Interrupt Request)-中斷請求信號，由中斷請求信號，由8255送往送往CPU，高電平有效。當高電平有效。當*STB、IBF均為高時被置為高電平均為高時被置

16、為高電平 。 INTE(Interrupt Enable)-中斷允許信號，控制允許或中斷屏中斷允許信號，控制允許或中斷屏蔽的信號。該信號沒有外部引出端，它由軟件通過對蔽的信號。該信號沒有外部引出端，它由軟件通過對C端口置端口置1或或置置0指令來實現對中斷控制。指令來實現對中斷控制。具體講，對具體講，對PC4置置1，則使，則使A端口處于中斷允許狀態，否則處端口處于中斷允許狀態，否則處于屏蔽狀態；與此類似，對于屏蔽狀態；與此類似，對PC2置置1，則使，則使B端口處于中斷允許狀端口處于中斷允許狀態，否則處于屏蔽狀態。態，否則處于屏蔽狀態。輸出時有：輸出時有：*OBF(Onput Buffer Ful

17、l)-輸出緩沖器滿信號，高電平有效。輸出緩沖器滿信號，高電平有效。由由8255送給外設，當送給外設，當*OBF有效時，表示有效時，表示CPU已經向指定的端口輸已經向指定的端口輸出了數據。出了數據。*ACK（Acknowledge）-外設應答信號，由外設送給外設應答信號，由外設送給8255A，低電平有效。當低電平有效。當*ACK有效時，表明有效時，表明CPU通過通過8255A輸出的數據已送輸出的數據已送到外設。到外設。INTE(Interrupt Enable)-中斷允許信號，控制允許或中斷屏蔽中斷允許信號，控制允許或中斷屏蔽的信號。該信號沒有外部引出端，它由軟件通過對的信號。該信號沒有外部引出

18、端，它由軟件通過對C端口置端口置1或置或置0指令來實現對中斷控制。具體講，對指令來實現對中斷控制。具體講，對PC6置置1，則使，則使A端口處于中斷端口處于中斷允許狀態，否則處于屏蔽狀態；與此類似，對允許狀態，否則處于屏蔽狀態；與此類似，對PC2置置1，則使，則使B端口端口處于中斷允許狀態，否則處于屏蔽狀態。處于中斷允許狀態，否則處于屏蔽狀態。INTR（Interrupt Request）：中斷請求信號，高電平有效。當）：中斷請求信號，高電平有效。當ACK變為高電平，并且變為高電平，并且OBF也變為高電平時，也變為高電平時，INTR便成為便成為高電平即有效電平高電平即有效電平 方式方式1 1下下

19、A A、B B口為輸出的選通信號定義口為輸出的選通信號定義P PA A0 0P PC C7 7P PC C4 4、5 5P PC C6 6P PC C3 3I IN NT TE EA AP PA A7 7WRI IN NT TR RA A AOBFAACKP PB B0 0P PC C1 1P PC C2 2P PC C0 0I IN NT TE EB BP PB B7 7WRI IN NT TR RB B BOBFBACK方方式式1 1輸輸出出接接口口A A方方式式1 1輸輸出出接接口口B B方式方式1 1下的數據輸出時序下的數據輸出時序方式方式1 1下下A A、B B口均為輸入時的信號定義

20、口均為輸入時的信號定義方式方式1 1下的數據輸入時序下的數據輸入時序7.3.37.3.3方式控制字及狀態字方式控制字及狀態字D D0 0D D1 1D D2 2D D3 3D D4 4D D5 5D D6 6D D7 7未使用未使用 位選擇位選擇0 0 0 PC00 0 1 PC10 1 0 PC20 1 1 PC31 0 0 PC41 0 1 PC51 1 0 PC61 1 1 PC7 置位置位/復位復位0復位，復位，1置位置位 標志位標志位0有效有效7.3.47.3.482558255的應用的應用BG2AG2A AB BC C7474LS138LS138& &110YD D

21、7 7D D0 0 PAPA0 0RESETRESET82558255PAPA7 7PBPB7 7PBPB0 0PCPC0 0PCPC7 7 WRRDA A1 1A A0 0CS& &80888088系統系統BUSBUSA A7 7IOWA A1111A A9 9A A8 8A A1010A A1313A A1212A A4 4A A2 2A A3 3A A6 6A A5 5A A1515A A1414D D7 7D D0 0 IORRESETRESETIORA A1 1A A0 0IOW8255與系統的連接與系統的連接例例7 73 3利用利用82558255作為打印機的連接接

22、口，并通過該打印機接作為打印機的連接接口，并通過該打印機接口字符串，字符串長度放在口字符串，字符串長度放在DSDS段的段的COUNTCOUNT單元中，要打印的字單元中，要打印的字符存放在從符存放在從DATADATA單元開始的數據區中。單元開始的數據區中。初始化程序初始化程序INIT:MOV DX，0FBC3HMOV AL，10000001B ；A組方式組方式0：A口輸出，口輸出，C口高口高4位輸出位輸出 ；B組方式組方式0：B口輸出，口輸出，C口低口低4位輸入位輸入OUT DX，AL ；寫入至控制字寄存器；寫入至控制字寄存器MOV AL，00001101B ；讀取低；讀取低8位位OUT DX，

23、AL打印一批字符的程序打印一批字符的程序MOVCX，COUNTMOVSI，OFFSETDATAGOON：MOV DX，0FBC2H INAL，DX ；從；從C口讀入打印機口讀入打印機BUSY信號信號ANDAL，02HJNZGOONMOVAL，SI；取一個字符；取一個字符MOVDX，0FBC0HOUTDX，AL；輸出一個字符到；輸出一個字符到A口口MOVDX，0FBC2H ；準備在；準備在PC6上形成一個負脈沖上形成一個負脈沖MOVAL，0 OUTDX，AL；使；使PC6變低變低MOVAL，40HOUTDX，AL；再使；再使PC6變高變高INCSI；指向下一個字符；指向下一個字符LOOP GOO

24、NHLT7.4.17.4.1串行通信基本概念串行通信基本概念1.半雙工和全雙工半雙工和全雙工2.調制與解調調制與解調3.同步通信和異步通信同步通信和異步通信4 4串行通信的數據校驗串行通信的數據校驗奇偶校驗奇偶校驗用于對一個字符的傳送過程進行校驗。事先規定好校驗的性質，用于對一個字符的傳送過程進行校驗。事先規定好校驗的性質，是奇校驗還是偶校驗。是奇校驗還是偶校驗。發送時，在每個字符編碼的后邊增加一個奇偶校驗位，使整個發送時，在每個字符編碼的后邊增加一個奇偶校驗位，使整個編碼（字符編碼加上奇偶校驗位）中編碼（字符編碼加上奇偶校驗位）中“1”的個數為奇數或偶數。的個數為奇數或偶數。接收時，檢查所接

25、收到的整個字符編碼，看接收時，檢查所接收到的整個字符編碼，看“1”的個數是否符的個數是否符合事先的規定，如果出錯，則置錯誤標志。合事先的規定，如果出錯，則置錯誤標志。奇偶校驗只能檢查出所傳輸字符的一位錯誤，對兩位以上同奇偶校驗只能檢查出所傳輸字符的一位錯誤，對兩位以上同時出錯就檢查不出來。時出錯就檢查不出來。循環冗余校驗循環冗余校驗CRCCRC這種校驗方法是以數據塊為對象進行校驗的。這種校驗方法是以數據塊為對象進行校驗的。 一個一個n位二進制數可以表示為一個（位二進制數可以表示為一個（n-1）階多項式）階多項式K(x) 。CRC將整個數據快當做一個二進制數，或看做一個多項式將整個數據快當做一個二進制數，或看做一個多項式K(x) 。發送時，用這個多項式發送時，用這個多項式K(x)除以另一個多項式除以另一個多項式G(x) 。這個作為除。這個作為除數的多項式數的多項式G(x)稱為稱為CRC的生成多項式。相除得到的余數的生成多項式。相除得到的余數R(x)作