30十月2022第1頁

8.1概述

8.3輸入輸出的數據傳送方式

8.5可編程計數器／定時器8253

8.2輸入輸出端口

8.4可編程并行通信接口8255A

8.6可編程串行通信接口8251A22十月2022第1頁8.1概述8.3輸30十月2022第2頁8.1接口電路概述8.1.1接口基本概念輸入設備：輸入信息輸出設備：送出結果輸入設備鍵盤、鼠標、掃描儀、磁帶機、磁盤機、光盤機、解調器、A/D轉換器輸出設備顯示器、打印機、繪圖儀、磁帶機、磁盤機、光盤機、調制器、D/A轉換器

各設備的組成結構、電氣性能和工作原理各不相同22十月2022第2頁8.1接口電路概述8.1.130十月2022第3頁外部設備種類繁多，輸入/輸出的信號各不相同計算機只能處理數字信號，外設提供的是模擬信號或數字信號外設的數字信號可以是并行信號或串行信號，而計算機只能接收和發送并行信號外設的輸入/輸出速度有很大差別。計算機與外部設備之間傳送的信息格式和電平高低也是多種多樣外部設備需要接口電路與計算機相連，而為什么不能象存儲器那樣直接連接到數據總線、地址總線和控制總線呢？22十月2022第3頁外部設備種類繁多，輸入/輸出的信號30十月2022第4頁解決的辦法：加入轉換及控制電路，實現信號的轉換及傳輸速度的匹配外設接口電路必然是多樣化的定義：把外部設備同計算機連接起來實現數據傳送的轉換和控制電路稱為外設接口電路，簡稱外設接口。計算機如何和這些電氣性能不同、速度不同以及所處理的信息格式不同的設備連接，以便能夠正確地輸入/輸出信息，而不造成信息的混亂、丟失呢？22十月2022第4頁解決的辦法：加入轉換及控制電路，實30十月2022第5頁8.1.2接口電路的功能外部設備的多樣性，導致接口電路多樣性。接口的基本功能傳輸信號提供緩沖功能滿足接口兩邊的時序要求外設接口電路應具有的功能1．數據格式轉換3．數據緩沖功能5．實現電平轉換及驅動7．可編程序功能2．提供聯絡信號4．譯碼選址6．具備時序控制8．錯誤檢測功能22十月2022第5頁8.1.2接口電路的功能外部30十月2022第6頁1．數據格式轉換接口與系統總線之間，采用并行傳送接口與外設之間，采用并行傳送或串行傳送串行外設，接口具有串/并轉換、并/串轉換能力并行外設，接口具有拼裝和分解的能力接口產生校驗位及對數據進行校驗的功能2．提供聯絡信號即狀態信息：協調數據傳送3．數據緩沖功能具有輸入緩沖、輸出鎖存的功能22十月2022第6頁1．數據格式轉換接口與系統總線之間30十月2022第7頁4．譯碼選址根據地址信號提供地址譯碼的功能5．實現電平轉換及驅動計算機與外設的電源可能不同數據總線的驅動能力有限6．具備時序控制對于工作同步，提供復位電路對于信號同步，具有時鐘發生器7．可編程序功能編程決定接口的功能8．錯誤檢測功能檢測數據傳輸錯誤和覆蓋錯誤22十月2022第7頁4．譯碼選址根據地址信號提供地址譯30十月2022第8頁8.1.4通信的概念

CPU與外部設備之間,計算機和計算機之間需要進行信息交換，所有這些信息交換均稱為1.并行通信是指數據的各位同時進行傳送的方式，特點是傳輸速度快。例如，CPU將數據通過并口送給打印機等都屬于并行通信。通信的基本方式分為并行通信和串行通信兩種。當距離較遠、位數又多時，則導致了通信線路復雜且成本高。22十月2022第8頁8.1.4通信的概念30十月2022第9頁2.串行通信是指數據的各位一位一位地進行傳送,特點是通信線路簡單，只需要一對傳輸線。節省傳輸線（優點）；數據傳輸率較低（缺點）主要適用于長距離、低速率的通信中。并行通信把一個字符各位用幾條線同時進行傳輸。和串行通信相比，并行通信的信息實際傳輸速度快，信息傳輸率高。遠距離成本高。22十月2022第9頁2.串行通信是指數據的各30十月2022第10頁串行通信有三種情況：即單工通信方式、半雙工通信方式和全雙工通信方式。⑴

單工和雙工通信方式發送器接收器單工發送器/接收器發送器/接收器半雙工發送器/接收器發送器/接收器全雙工22十月2022第10頁串行通信有三種情況：即單工30十月2022第11頁⑵

同步方式和異步方式

①異步通信：每個字符的前面要有一位起始位，起始位后面緊跟的是字符(數據字)，最后是停止位，兩個字符間的傳輸間隔是任意的。

標準的異步通信數據格式

MARK1

1

1111第n個字符第n個字符第n+1個字符5～8位數據位0起始位校驗位1位終止位1,1.5或2位先送低位22十月2022第11頁⑵同步方式和異步方式①30十月2022第12頁波特率的概念：單位時間內傳送的二進制數據的位數，以位/秒（b/s）表示，也稱為數據位率。它是衡量串行通信速率的重要指標。波特率因子的概念：通信時，發送端和接收端都要用時鐘來測定每1位對應的時間長度，它們稱做發送時鐘和接收時鐘，這兩個時鐘的頻率相等，是信息位傳輸的16倍、32倍或者64倍。稱為波特率因子。波特率因子=n×波特率一般n取1,16,32和64等。對于異步通信，常采用n=1622十月2022第12頁波特率的概念：單位時間內傳送的二30十月2022第13頁當n=16時，數據傳輸監測示意圖如下：能完成上述功能的部件為通用異步收發器(UART——UniversalAsynchronousReceiverandTransmitter)。

22十月2022第13頁當n=16時，數據傳輸監測示意圖30十月2022第14頁③同步通信同步串行通信是以數據塊（字符塊）為信息單位傳送，而每幀信息包括成多個字符，傳送一旦開始，要求每幀信息內部的每一位都要同步。

同步字符1同步字符2數據信息圖9-1-3同步通信數據格式

有關串行通信的物理標準

字符格式：通信雙方要約好字符的編碼形式、奇偶校驗形式以及起始位和停止位的規定。22十月2022第14頁③同步通信同步串行通信是以數據30十月2022第15頁波特率(Baudrate)：波特率或傳輸率就是指每秒傳輸信息的位數，衡量數據傳送速率的指標要求發送端和接收端數據傳送速率相同。例1：每個字符對應1個起始位，7個信息位，1個校驗位，1個停止位，波特率為1200位/秒(波特)，則每秒傳輸的字符數為：1200/10=120個。每一位的傳送時間Td就是波特率的倒數，如1200波特率，則：Td=1/1200=0.833ms22十月2022第15頁波特率(Baudrate)：30十月2022第16頁答：1）波特率是

(7位數據位+1位起始位+1位校驗位+1位停止位)×240=2400b/s2）有效數據位傳輸位是：7×240=1680b/s3）傳輸效率是：1680/2400=70%例2：異步傳輸7位ASCII碼，如果需要數據傳輸速率為240字符/秒，用1位奇偶校驗位和1位停止位，則：1）波特率應該是多少？2）有效數據位傳輸位是多少？3）傳輸效率是多少？常用的標準波特率為：110，300，600，1200，1800，2400，4800，9600，19200，……。22十月2022第16頁答：1）波特率是例2：異步傳輸730十月2022第17頁3．遠程串行通信

采用模擬載波傳輸方式。如在采用有形介質（如電話線）進行串行通信時，通信雙方各接入一個專門設備——調制解調器，將數字信號調制成模擬信號在電話線上傳輸，在接收端將模擬信號解調，還原成數字信號。

電話線22十月2022第17頁3．遠程串行通信采用模擬載30十月2022第18頁8.1.3接口信號與計算機交換的信息數據信息、狀態信息和控制信息。1．數據信息數字量、模擬量、開關量2．狀態信息外設發送給計算機，反映外設工作狀態有BUSY和READY3．控制信息計算機發送給外設，控制外設的工作隨著外設的具體工作原理不同而具有不同含義22十月2022第18頁8.1.3接口信號與計算機交30十月2022第19頁8.2輸入輸出端口8.2.1輸入輸出端口的概念數據信息、狀態信息和控制信息都是信息，存放在接口的不同寄存器（端口，Port）中，每個端口有端口地址。數據端口：存放數據信息。輸入端口、輸出端口狀態端口：存放外設或接口部件本身的狀態信息控制端口：存放CPU發往接口的控制信息，以控制接口和外部設備工作22十月2022第19頁8.2輸入輸出端口8.2.130十月2022第20頁輸入設備具備數據輸入端口，狀態端口，控制端口輸出設備具備數據輸出端口，狀態端口，控制端口輸入輸出設備具備數據輸入和輸出端口，狀態端口，控制端口典型的外設接口：I/O接口控制端口狀態端口數據輸出端口數據輸入端口CPU外部輸入設備或輸出設備DB控制信息狀態信息數據信息CBABABCB22十月2022第20頁輸入設備具備數據輸入端口，狀態端30十月2022第21頁8.2.2輸入輸出端口編址方式對外設的訪問實質上是對端口的訪問外設I/O端口的地址安排I/O端口獨立編址I/O端口與存儲器統一編址獨立編址的I/O端口，用I/O指令操作I/O端口與存儲器統一編址，用通用數據傳送等指令操作22十月2022第21頁8.2.2輸入輸出端口編址方式30十月2022第22頁存儲器的地址空間為2n字節，地址范圍為0~2n-1；若I/O尋址為16位，則I/O端口地址空間為216=65536字節，地址范圍為0~65535存儲器訪問和I/O端口訪問不會發生沖突存儲器的讀、寫操作由MEMR和MEMW信號控制1．I/O端口獨立編址方式（I/O指令尋址）端口的讀、寫操作由IOR和IOW信號控制，用IN指令和OUT指令操作兩個獨立的地址空間，地址空間重疊22十月2022第22頁存儲器的地址空間為2n字節，地址30十月2022第23頁地址空間的分配接口與存儲器空間相互獨立22十月2022第23頁地址空間的分配接口與存儲器30十月2022第24頁I/O端口獨立編址方式的優點

端口地址碼短，譯碼電路簡單，指令執行速度快存儲器與端口操作指令不同，程序清晰，便于理解存儲器地址和端口地址獨立，端口地址空間不占用存儲器地址空間存儲器和端口的控制結構相互獨立，可分別設計，且利于系統擴展I/O端口獨立編址方式的缺點需要專門的I/O指令，且只有IN和OUT兩類指令只能對I/O端口進行輸入和輸出操作，不能進行其它運算處理所以程序設計的靈活性較差22十月2022第24頁I/O端口獨立編址方式的優點端30十月2022第25頁2．I/O端口與存儲器統一編址(存儲器映像編址)端口被看作存儲器單元，分配給一個地址存儲器和I/O端口共用一個地址空間，兩者的地址是連續的，大小總共為2n字節CPU把I/O端口當作存儲單元一樣進行訪問，不再需要專門的I/O指令對I/O端口操作，可使用所有的存儲器指令22十月2022第25頁2．I/O端口與存儲器統一編址(30十月2022第26頁地址空間的分配接口與存儲器空間合而為一22十月2022第26頁地址空間的分配接口與存儲器30十月2022第27頁I/O端口與存儲器統一編址的優點

所有指令都可用于I/O端口從而編程靈活，操作方便I/O端口與存儲器統一編址的缺點

端口地址占用了存儲器地址，使得存儲器的地址空間相對減少受地址空間的限制，不利于系統擴展由于地址位數長，指令碼相對增長，使得指令執行速度較慢22十月2022第27頁I/O端口與存儲器統一編址的優點30十月2022第28頁8.2.3輸入輸出端口的地址譯碼通過CPU給出的地址信號選定一個端口可附加控制信號參與地址譯碼按照譯碼電路采用的元器件的不同，分為門電路譯碼與專用譯碼器譯碼

據使用的地址信號多少，分為全譯碼方式和部分譯碼方式22十月2022第28頁8.2.3輸入輸出端口的地址30十月2022第29頁全譯碼：全部地址信號參與譯碼部分譯碼：部分地址信號參與譯碼部分譯碼方式多個地址對應一個端口，因為未參與譯碼的地址線的信號可以為任意值當系統中端口較多時，為避免地址的沖突，采用全部地址譯碼當系統中端口較少，為減少譯碼電路的復雜性，可采用部分地址譯碼22十月2022第29頁全譯碼：全部地址信號參與30十月2022第30頁1．門電路譯碼如圖示：I/O端口獨立編址時的譯碼電路，對A0～A9地址信號進行譯碼，信號為1101001110B，即34EH。當接口電路中需要端口較少時采用此方式此為部分地址譯碼（由于A10～A15信號任意，則34EH、74EH、B4EH…等都有效）22十月2022第30頁1．門電路譯碼如圖示：I/O端口30十月2022第31頁2．譯碼器譯碼A15～A3的地址組合為0000001110000時選中74LS138當接口電路中需多個端口地址時，采用專用譯碼器譯碼。22十月2022第31頁2．譯碼器譯碼A15～A3的地址30十月2022第32頁8.3輸入輸出的數據傳送方式計算機與I/O接口間的數據傳送即數據交換。數據傳送的控制方式

程序直接控制傳送方式、中斷方式、DMA方式和I/O處理機方式8.3.1程序直接控制傳送方式定義：是指在程序控制下進行的數據傳送，通常是在用戶程序中安排一段由I/O指令和其它指令組成的程序段，直接控制I/O接口的輸入/輸出操作。又分為無條件傳送方式和程序查詢傳送方式22十月2022第32頁8.3輸入輸出的數據傳送方式30十月2022第33頁1．無條件傳送方式又稱同步傳送方式。傳送時無需查詢外設的狀態，而直接使用I/O指令進行數據傳送。外設的狀態固定、事先已知其狀態，不需進行查詢判斷，直接利用I/O指令進行數據的傳送優點硬件、軟件開銷小只需等待一段時間后進行輸入/輸出即可使用場合用于對一些簡單外設的操作，如讀取開關狀態、驅動七段數碼管顯示硬件不需要狀態端口和控制端口軟件22十月2022第33頁1．無條件傳送方式又稱同步傳送方30十月2022第34頁無條件傳送的接口電路：

接發光二極管接開關地址300H地址301H則輸入/輸出程序段為：CONTR:MOVDX,301H ;輸入端口地址送入DXINAL,DX ;讀取開關狀態

MOVDX,300H ;輸出端口地址送入DXOUTDX,AL ;控制發光二極管亮滅22十月2022第34頁無條件傳送的接口電路：接發光二30十月2022第35頁采用無條件傳送的數據采集系統八選一模擬開關A/D轉換器通道選擇轉換為數字讀取22十月2022第35頁采用無條件傳送的數據采集系統八選30十月2022第36頁2．程序查詢傳送方式又稱為條件傳送，或異步傳送I/O操作前，不斷讀取并測試外設的狀態。就緒，則交換信息，否則繼續查詢等待，直到就緒。接口電路中應具有數據端口和狀態端口傳送過程①讀取狀態字②測試狀態字的相應位是否滿足“就緒”條件，如果不滿足，則回到前一步繼續讀取狀態字③如果狀態字表明外設已經處于“就緒”狀態，則傳送數據

程序查詢傳送有查詢輸入和查詢輸出。22十月2022第36頁2．程序查詢傳送方式又稱為條件傳30十月2022第37頁⑴查詢式輸入工作過程為：①外設發選通信號，將外設的數據打入鎖存器；另使D觸發器輸出1，送狀態緩沖器；②讀取狀態緩沖器；③準備好則讀取數據緩沖器

程序查詢輸入接口電路

查詢式輸入流程查詢輸入部分的程序為：INDATA:IN AL，STATUS_PORT ；從狀態端口讀入狀態

TEST AL，01H ；測試是否“準備好”

JZ INDATA ；否，轉INDATA循環測試

IN AL，DATA_PORT ；是，從數據端口讀取數據復位狀態狀態數據22十月2022第37頁⑴查詢式輸入工作過程為：30十月2022第38頁⑵查詢式輸出工作過程:①外設空閑，發ACK復位D觸發器作為外設狀態；②CPU讀取外設狀態；③若外設空閑，則送出數據，并置位D觸發器；讀狀態送數據置位22十月2022第38頁⑵查詢式輸出工作過程:讀狀態送數30十月2022第39頁OUTDATA:IN AL,STATUS_PORT ;讀入狀態 TEST AL,80H ;測試是否”忙”

JNZ OUTDATA ;是,轉OUTDATA循環測試

MOV AL,STORE ;否,從緩沖區取數據

OUT DATA_PORT,AL ;輸出到數據端口查詢輸出部分的程序為：22十月2022第39頁OUTDATA:IN 30十月2022第40頁⑶采用查詢方式的數據采集系統圖示電路為采用查詢方式進行八路模擬量輸入的數據采集系統。22十月2022第40頁⑶采用查詢方式的數據采集系統圖示30十月2022第41頁8.3.2中斷傳送方式程序直接控制數據傳送方式的優點是電路簡單、軟件簡練且清晰，但效率低。利用中斷實現CPU和外設間的數據傳送——中斷傳送方式。在外設就緒時暫停執行主程序在一定程度上實現了CPU和外設的并行工作在一定程度上也實現了外設與外設間的并行工作22十月2022第41頁8.3.2中斷傳送方式程序直30十月2022第42頁為了實現中斷傳送，計算機系統應提供相應的軟件和硬件方面的支持。在軟件方面，要編制中斷申請對應的中斷處理（服務）程序模塊并裝入內存，再將各模塊的首地址寫入中斷向量表。在硬件方面，設置CPU使其能夠響應中斷，設置中斷接口與中斷控制。有關中斷的詳細內容見第8章中斷系統。22十月2022第42頁為了實現中斷傳送，計算機系統應提30十月2022第43頁8.3.3DMA（直接存儲器存取）方式中斷傳送方式需要保護斷點、標志和保護現場等操作，存在著CPU運算資源得不到充分利用的問題。對于高速外設，中斷傳送方式甚至不能滿足數據傳送的要求。為此提出了在外設和內部存儲器之間直接傳送數據的方式，即DMA方式（DirectMemoryAccess）。DMA方式傳送數據直接在外設與內部存儲器之間進行，即開辟了一條數據傳送通道，傳送期間不需CPU干預也不需要軟件介入，數據傳送的速度的上限就取決于存儲器的工作速度。DMA控制器(DMAC-DirectMemoryAccessController)實施DMA傳送控制22十月2022第43頁8.3.3DMA（直接存儲器30十月2022第44頁CPU存儲器高速設備DMAC總線DMA控制器作為系統的核心，具有兩個特性：總線從屬性和總線主控性。總線從屬性DMAC如同普通的I/O接口芯片，可由CPU通過對其端口進行讀寫，設置DMAC的工作方式總線主控性DMAC作為DMA系統的核心器件，在DMA傳輸中其表現如同CPU一樣，可掌管總線控制權22十月2022第44頁CPU存儲器高速設備DMAC總線30十月2022第45頁1.DMA控制器的功能通常地址總線、數據總線和一些控制信號線由CPU管理。在DMA傳送時，DMA控制器接管這些總線。控制數據的傳送、判斷DMA傳送是否結束以及發出DMA結束等信號。所以DMA控制器必須具備以下功能①DMAC能夠向CPU發出總線請求信號HOLD

②DMAC接管對總線的控制，進入DMA方式22十月2022第45頁1.DMA控制器的功能通常地址30十月2022第46頁④在DMA傳送期間，能發出讀、寫等控制信號⑤能決定傳送的字節數，以及判斷DMA傳送是否結束⑥在DMA傳送結束，向CPU發出DMA結束信號，將總線控制權交還給CPU，使CPU恢復正常工作狀態③DMAC能發出地址信號，對存儲器、外設進行尋址；在完成一次傳送后修改地址指針，以便傳送下一數據22十月2022第46頁④在DMA傳送期間，能發出讀、寫30十月2022第47頁2.DMA接口DMA系統框圖為：22十月2022第47頁2.DMA接口DMA系統框圖為30十月2022第48頁關鍵是如何識別合適的、可挪用的周期，以避免與CPU的操作發生沖突（即同時使用總線）。就是利用CPU不訪問存儲器的那些周期“挪用”過來實現DMA操作，此時，DMA控制器可以使用總線而不用通知CPU也不會影響CPU的工作，這種方法稱為“周期挪用”。3.DMA操作的基本方法周期挪用、周期擴展和CPU停機方式三種⑴周期挪用方式周期挪用方式不影響CPU的操作，也不減慢CPU的速度，但可能需要復雜的時序電路來判斷可以挪用的周期，并且數據的傳送是不連續的、不規則的，所以使用的不普遍。22十月2022第48頁關鍵是如何識別合適的、可挪用的周30十月2022第49頁⑵周期擴展方式周期擴展方式需使用專門的時鐘發生器/驅動器電路當需要進行DMA傳送時，由DMA控制器發出請求信號給時鐘電路，于是時鐘電路把提供給CPU的周期加寬，而提供給存儲器和DMA控制器的時鐘周期不變。這樣，CPU在加寬的時鐘周期內仍按正常的時鐘周期繼續操作，而加寬的時鐘周期卻相當于若干個正常的時鐘周期，可用來進行DMA操作。這種操作方法使得CPU的處理速度降低，且CPU時鐘周期的加寬是有限制的。因此，用這種方法進行DMA傳送，一次只能傳送一個字節。22十月2022第49頁⑵周期擴展方式周期擴展方式需使用30十月2022第50頁⑶CPU停機方式該方式是最常用也是最簡單的DMA傳送方式。當DMAC要進行DMA傳送時，DMAC向CPU發出DMA請求信號，迫使CPU在現行機器周期結束后，讓出總線控制權，使三總線對CPU處于高阻狀態，并給出DMA響應信號，DMAC接到響應信號后，就接管總線的控制權，進行數據傳送的控制操作，至DMA操作完成，DMAC撤消DMA請求信號，CPU再恢復對總線的控制權，繼續執行被打斷的程序。22十月2022第50頁⑶CPU停機方式該方式是最常用也30十月2022第51頁DMAC保持DMA請求信號的時間決定了CPU讓出總線控制權的時間，所以可以進行字節傳送或數據塊的傳送采用CPU停機方式進行DMA傳送期間，CPU一直處于空閑狀態，而不能進行任何操作，包括響應中斷及動態存儲器的刷新都不能正常進行，所以該方式降低了CPU的利用率，并且在使用時要考慮DMA控制器控制總線使用權的時間。22十月2022第51頁DMAC保持DMA請求信號的時間30十月2022第52頁4.DMA數據傳送方式三種方式：單字節傳送方式、成組（塊）傳送方式和請求傳送方式。單字節傳送方式每次DMA請求只傳送一個字節的數據，傳送結束后把總線控制權歸還CPU接管。以后CPU又測試DMA請求信號是否有效，若有效則再次進入DMA周期。注意：①在DMA響應信號有效前，DMA請求信號必須一直保持有效；②既使連續請求DMA操作，在兩個字節傳送之間DMA控制器也必須釋放總線控制權，中間至少有一個總線周期是讓CPU使用的。22十月2022第52頁4.DMA數據傳送方式三種方式30十月2022第53頁成組（塊）傳送方式每次DMA請求傳送一組信息，不停頓地傳送直到規定長度的字節傳送完后，DMA控制器才撤消請求信號釋放總線控制權。既使把DMA請求信號撤除，也能保證連續傳送。結束信號只能由DMAC中的計數器產生。在DMA傳送中，為了使源和目的間的數據傳送取得同步，不同的DMA控制器在操作時都受到外設請求信號或準備就緒信號的限制。22十月2022第53頁成組（塊）傳送方式每次DMA請求30十月2022第54頁請求方式成組傳送又稱查詢傳送方式，類似于成組傳送方式。每傳送一個字節后，DMA控制器都檢測DMA響應信號是否有效，若無效，則掛起，但并不釋放總線；若有效，則繼續DMA傳送，直到一組信息傳送結束或外加信號強制DMA控制器終止操作。22十月2022第54頁請求方式成組傳送又稱查詢傳送方式30十月2022第55頁5.DMA控制傳送過程三個階段：傳送前的初始化、數據傳送和傳送后處理。DMAC的初始化工作前，完成必要的準備工作，向DMAC有關寄存器預置初態，包括：①數據傳送方向，即指定I/O設備對存儲器“讀”還是“寫”。通過指定控制/狀態寄存器中相應控制位的值來實現；②數據來源于何處及傳送到何處，即需要傳送的數據塊在主存和在I/O設備的首地址；③指定需要傳送數據的字節數，即指定計數寄存器的初值。預置工作完成后，就將外設與主存之間數據傳送的控制權交給了DMA控制器，即啟動了DMA數據傳送操作方式，CPU仍繼續執行原來的程序22十月2022第55頁5.DMA控制傳送過程三個階段30十月2022第56頁DMA數據傳送在外設準備好發送的數據（輸入）或接收的數據已處理完畢（輸出），外設向DMA控制器發DMA請求，再由DMA控制器向CPU發總線請求信號（HOLD）。當CPU允許進行DMA傳送時（發回HLDA），便開始了一次DMA傳送。22十月2022第56頁DMA數據傳送在外設準備好發送的30十月2022第57頁②DMA請求觸發器向控制/狀態邏輯發出準備就緒信號，再由控制/狀態邏輯向CPU發HOLD信號，申請進行一次DMA傳輸；以成組輸入為例說明傳送過程：①外設準備好一個數據后，發出選通脈沖，使輸入數據送入緩沖寄存器，并使DMA請求觸發器置“1”；③CPU在完成現行周期后，立即響應DMA請求，向DMA控制器發HLDA信號，并由控制/狀態邏輯使DMA請求觸發器復位，此時CPU懸空其總線，使總線處于高阻狀態，DMAC接管系統總線控制權；22十月2022第57頁②DMA請求觸發器向控制/狀態邏30十月2022第58頁④DMAC控制系統總線，發存儲器地址，并將數據緩沖寄存器的數據送到數據總線上，隨后在其讀/寫信號線上發讀命令；⑤數據通過數據總線直接在I/O設備與存儲器之間傳送；⑥每傳送一個字，DMAC的地址寄存器加1，從而得到下一個地址，字計數器減1，如此循環，直到字計數器值為0，DMA傳送完畢。22十月2022第58頁④DMAC控制系統總線，發存儲器30十月2022第59頁DMA傳送完畢時，可利字節計數器為0信號，由DMA控制器向CPU發中斷請求，即本次DMA的結束中斷，主機響應后，通過服務程序對DMA傳送進行結束處理。DMA結束處理22十月2022第59頁DMA傳送完畢時，可利字節計數器30十月2022第60頁綜上所述，進行一次數據傳送，CPU進行兩次干預第一次是初始化，預置數據傳輸所必需的信息。第二次是進行中斷后處理。可見，采用DMA方式傳送數據，仍要調用程序、存在著程序中斷，因而DMA接口還包括程序中斷部件隨著大規模集成電路技術的發展，DMA傳送已經不再局限于存儲器和外設間的信息交換，可以擴展為存儲器的兩個區域之間、兩種高速外設之間的直接傳送。22十月2022第60頁綜上所述，進行一次數據傳送，CP30十月2022第61頁8.3.4I/O處理機方式在DMA方式中，DMAC只能實現對數據輸入/輸出傳送的控制，而對輸入/輸出設備的管理和其它操作，如信息的變換、裝配、拆卸和數碼校驗等功能操作仍然需要由CPU來完成另外，DMA傳送不管采用單字節方式、成組方式或CPU停機方式，同樣存在著占用CPU時間的問題。為了使CPU完全脫離管理和控制輸入/輸出的負擔，引入專門的設備控制數據傳送，即I/O處理機(InputOutputProcessor，簡稱IOP)，提出了數據傳送的I/O處理機方式。22十月2022第61頁8.3.4I/O處理機方式在30十月2022第62頁

8255A可編程并行輸入/輸出接口是Intel公司微處理器擴展系統所用的標準外圍接口電路。它采用NMOS工藝制造，用單一+5V電源供電，具有40條引腳，采用雙列直插式封裝。8.4可編程并行通信接口8255A

在主機側，能夠方便地與各種微機系統相配；在設備側，用8255A連接外部設備時，通常不需要再附加其它電路，給用戶使用帶來很大方便。

22十月2022第62頁8255A可編30十月2022第63頁8.4.18255A的內部結構

22十月2022第63頁8.4.18255A的內部結30十月2022第64頁1.8255具有2個獨立的8位I/O口（A口和B口）和2個獨立的4位I/O（C口上半部和C口下半部），提供TTL兼容的并行接口。輸入時提供三態緩沖器功能，輸出時提供數據鎖存功能。其中，A口具有雙向傳輸功能。2.8255有3種工作方式，方式0、方式1和方式2，能使用多種數據傳送方式完成CPU與I/O設備之間的數據交換，如無條件方式、查詢方式和中斷方式。3.B口和C口的引腳具有復合晶體管驅動能力，在1.5V時輸出1mA電流，適于作輸出端口。4.

C口除用做數據口外，當8255工作在方式1和方式2時，C口的部分引腳作為固定的聯絡信號線。22十月2022第64頁1.8255具有2個獨立的8位30十月2022第65頁5.讀/寫控制邏輯:讀/寫控制邏輯負責接收CPU的命令信號，管理8255A的數據傳輸過程。它接收以及來自系統地址總線的A1、A0和控制總線的RESET、RD、WR信號。6．數據總線緩沖器:數據總線緩沖器是8位雙向三態數據緩沖器，8255A通過數據總線緩沖器與系統相連。8.4.28255A的芯片引腳信號

22十月2022第65頁5.讀/寫控制邏輯:讀/寫控30十月2022第66頁1．與外設相連的信號PA7～PA0：A口數據線；PB7～PB0：B口數據線；PC7～PC0：C口數據線.2．與主機相連的信號⑴Reset：復位信號，高電平有效。當Reset=1時，8255A內部寄存器都被清零。⑵D7～D0：數據線。通常和系統的數據總線低8位相連。⑶CS:片選信號，低電平有效。有效時允許8255A和CPU交換信息，一般情況由系統地址總線的某些位通過譯碼器產生信號。在不同工作方式下可兼作控制聯絡線22十月2022第66頁1．與外設相連的信號2．與主機相30十月2022第67頁⑷RD：讀信號，低電平有效。當有效時，CPU可以從8255A中讀取數據或狀態字。⑸WR：寫信號，低電平有效。當有效時，CPU可以向8255A中寫入數據或控制字。和信號通常接系統中的讀/寫信號。⑹A1、A0：端口選擇信號。在8255A內部有3個數據端口和1個控制端口。當8255A的A1、A0為00時，選中端口A，為01時，選中端口B，為10時，選中端口C，為11時，選中控制端口。22十月2022第67頁⑷RD：讀信號，低電平有效。當30十月2022第68頁表 8255的端口與操作選擇表

A1A0RDWRCS操作001010000111000A口內容讀至數據總線B口內容讀至數據總線C口內容讀至數據總線

輸入00110101

111100000000數據總線內容寫至A口數據總線內容寫至B口數據總線內容寫至C口DB內容寫至控制寄存器輸出X1XX1XX01X11100端口輸出為高阻非法端口輸出為高阻禁止22十月2022第68頁表 8255的端口與操作選擇表30十月2022第69頁8.4.38255A的控制字

通過指令向8255A的控制端口寫控制字來決定各端口的工作方式。8255A有兩種控制字：方式選擇控制字和按位置位/復位控制字。

1.方式選擇控制字:用來規定端口A、端口B和端口C的工作方式，其控制字的特征是：D7=1。8255A有三種基本工作方式。⑴

基本輸入/輸出方式——方式0，適用于端口A、端口B和端口C；⑵

選通輸入/輸出方式——方式1，適用于端口A和端口B；⑶雙向方式——方式2，只適用于端口A。

22十月2022第69頁8.4.38255A的控制字30十月2022第70頁方式選擇控制字格式

1

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0A口1：輸入0：輸出B口1：輸入0：輸出A組控制B組控制A組方式選擇00：方式001：方式11X：方式2方式字標志C口高4位PC7～PC41：輸入0：輸出C口低4位PC3～PC01：輸入0：輸出B組方式選擇0：方式01：方式122十月2022第70頁方式選擇控制字格式130十月2022第71頁例如，若使端口A工作于方式0，輸出；端口B工作于方式1，輸入；端口C的高4位工作于方式0，輸出。則方式選擇控制字為：10000110B。10000110

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0A口0：輸出B口1：輸入A組方式選擇00：方式0方式字標志C口高4位PC7～PC40：輸出C口低4位PC3～PC0配合B口工作B組方式選擇1:方式122十月2022第71頁例如，若使端口A工作于方式0，輸30十月2022第72頁2.端口C的置位/復位控制字:C口可用來作為位控方式使用，這時用置位/復位控制字單獨設置C口各位。該控制字的特征是：D7=0。0

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0無用

端口C置位/復位標志置位/復位1：置位0：復位位選擇000:PC0001:PC1010:PC2011:PC3100:PC4101:PC5110:PC6111:PC7

22十月2022第72頁2.端口C的置位/復位控制字:C30十月2022第73頁【例8.2】端口C的PC7要求置1，PC3要求清0，分析置1/置0控制字并為其編制程序段。設8255A的控制口地址為00EEH。

分析：PC7置1，則控制字為00001111B，即0FH；PC3清0，則控制字為00000110B，即06H，下面的程序段可以實現上述要求。MOV AL，0FH ；對PC7置1的控制字MOV DX，00EEH ；控制口地址送DXOUT DX，AL ；對PC7置1操作MOV AL，06H ；對PC3置0的控制字OUT DX，AL ；對PC3操作

22十月2022第73頁【例8.2】端口C的PC7要求30十月2022第74頁1．方式0

方式0提供兩個8位口（A和B）和兩個4位口（PC7~PC4，PC3~PC0），任何一個口都可用做輸入或輸出，由CPU用簡單的I/O指令來進行讀/寫。8.4.48255的工作方式—有三種工作方式一般用于無條件傳送的場合，也可以用做查詢式傳送。習慣上將A口和B口作為數據口，將C口作為控制輸出和狀態輸入口。

22十月2022第74頁1．方式0方式0提供兩個830十月2022第75頁8255A方式0輸入時序22十月2022第75頁8255A方式0輸入時序30十月2022第76頁8255A方式0輸出時序脈沖寬度tRRtRA端口輸入數據CS,A1,A0tHRtLRtARRDD7～D0tDFtRD22十月2022第76頁8255A方式0輸出時序脈沖寬度30十月2022第77頁2.方式1——選通輸入/輸出工作方式

當A口工作在方式1的輸入/輸出時，端口C的PC7、PC6、PC3或PC5、PC4、PC3配合口A工作；當B口工作在方式1的輸入/輸出時，端口C的PC2、PC1、PC0配合口B工作。

⑴

方式1輸入22十月2022第77頁2.方式1——選通輸入/輸出工作30十月2022第78頁各控制信號說明如下:

STB(Strobl)：選通信號輸入端，低電平有效。當有效時，8255A接收外設送來的8位數據，外設將數據打入8255A輸入緩沖器。IBF(InputBufferFull)：緩沖器滿輸出信號，是輸出的狀態信號，高電平有效。有效時，表示當前已有一個新的數據在輸入緩沖器中，一般供CPU查詢。

INTR(InterruptRequest)：中斷請求信號，高電平有效。向CPU的信號，IBF有效時向CPU發請求信號，表示選通信號結束、從而外設已將一個數據送進輸入緩沖器中；在CPU讀取輸入緩沖器中的數據時，由讀信號的下降沿將INTR清除為低電平。22十月2022第78頁各控制信號說明如下:STB30十月2022第79頁8255A工作在方式1輸入的時序圖IBFINTRRD端口數據輸入數據輸入外設→8255A8255A→CPUSTB

INTE為中斷允許位，對應PC口的D6位（INTEA）和D2位（INTEB），可通過對PC口按位寫方法設置；22十月2022第79頁8255A工作在方式1輸入的時序30十月2022第80頁⑵方式1輸出

當A口工作在方式1并作為輸出端口時，端口C的PC7作為“輸出緩沖器滿信號”，PC6作為外設“接收數據后的響應”信號，PC3作為“中斷請求信號”INTRA；當B口工作在方式1并作為輸出端口時，端口C的PC1作為“輸出緩沖器滿信號”，PC2作為外設接收數據后的響應”信號，PC0作為“中斷請求信號”INTRB。INTR端口數據輸出數據輸出CPU

→8255A8255A→外設數據有效WROBFACK方式1輸出的時序圖22十月2022第80頁⑵方式1輸出當A口工30十月2022第81頁3.方式2——雙向傳輸方式

方式2只能用于端口A，在方式2下，CPU既可以從A口讀數據，又可以向A口寫數據，此時端口C的5條引線配合端口A提供聯絡信號。

PA7-0INTE1PC7PC6PC2PC3I/OINTRAOBFA&I/OPC4PC5INTE2≥1&(b)方式2時各控制信號的意義STBAIBFAASKA

PC3～

PC7引腳與之配合；PC0、1、2可作為數據線使用。

中斷條件：STB=1(無效)，IBF=1、INTE=1；22十月2022第81頁3.方式2——雙向傳輸方式30十月2022第82頁8.4.58255A的應用舉例

+5VD0~D7PA0A0PA1A1PA2PA3CSPA4PA5PA6PA7

RDPB3WRPB2PB1PB0RESET8255AA0A1A2…A15譯碼器11鎖存器AD0~AD7A8~A15A16/S3~A19/S6ALERDM/IOWRRESETCPU【例8.3】B口4個開關用來輸入4位二進制數，A口接的是8段顯示器，要求根據8255A的B口輸入的二進制情況，將其從A口輸出。地址是0FFF8H、0FFFAH…

…

22十月2022第82頁8.4.58255A的應用舉30十月2022第83頁分析：

A口:基本輸出方式，B口:基本輸入方式，方式控制字為82H。循環讀取B口數據，然后到字段表中取段碼，最后送到A口顯示。程序如下：

MOV AL，82HMOV DX，0FFFEH；設置方式控制字OUT DX，ALL：MOV DL，0FAHIN AL，DX ；讀B口開關數據AND AL，0FH ；屏蔽高4位MOV BX，OFFSETBUFFERXLAT ；取段碼MOV DL，0F8H ；A口OUT DX，AL ；輸出段碼顯示JMP LHLT22十月2022第83頁分析：A口:基本輸出方式，B口30十月2022第84頁【例8.4】8255A作為連接打印機的接口，工作于方式0，連接如圖9-2-15所示。

打印機數據線BUSYSTRD0H~D6HA0A1CS8255APC總線A0A1IORRDWRIOWPA0~PA7PC6PC2A2~A9D0~D7D0~D7數據線片選譯碼22十月2022第84頁【例8.4】8255A作為連接打30十月2022第85頁具體查詢程序段如下：

PP：MOV AL，81H

OUT0D6H，AL

MOV AL，0CHOUT 0D6H，AL LSPT：IN AL，0D4HAND AL，04HJNZ LSPT

MOV AL，DATA[SI]OUT 0D0H，ALMOV AL，0DH

OUT 0D6H，ALDEC AL

OUT 0D6H，AL

…控制字，三個口工作于方式0，A口出，PC3～PC0入，PC7～PC4為輸出方式。用置1/置0方式使PC6為0，即使STB為高電平測試D2位,如不為0，說明忙信號為1，即打印機處于忙狀態，故循環測試如不忙，把一字符送端口A,22十月2022第85頁具體查詢程序段如下：控制字，30十月2022第86頁【例8.5】使8255A工作于方式1，作為用中斷方式工作的打印機的接口，電路如下。

設8255A的端口地址為：A端口：00C0HB端口：00C2HC端口：00C4H控制端口：00C6H。

8086D7～D0D7～D08255APC0PC6打印機ACKNLGPA7-PA0ACK接8259A的IR31PC322十月2022第86頁【例8.5】使8255A工作于方30十月2022第87頁【分析】8255A的A口作為數據通道，工作在方式1，輸出，此時PC6作為ACK信號輸入端，PC3自動作為INTR信號輸出端，PC7作為OBF信號輸出端。打印機需要一個數據選通信號，故由CPU控制PC0來產生選通脈沖。ACK接打印機的ACKNLG端；PC3連到8259A中斷管理器的中斷請求信號輸入端IR3，中斷類型號為0BH，中斷向量放在主存的00H段2CH，2DH，2EH，2FH這4個單元中。對8255A初始化(設置控制字)程序段：MAIN：MOVAL，0A0H ；控制字，A口方式1，輸出，PC3～PC0為輸出。OUT0C6H，AL22十月2022第87頁【分析】8255A的A口作為數據30十月2022第88頁MOVAL，01H；置1/0方式使PC0=1，OUT0C6H，AL；即讓選通無效MOVDX，OFFSETROUTINTRMOVAX，SEGROUTINTR ；取中斷服務程序的偏移地址和段地址MOVDS，AXMOVAL，0BH ；選中斷向量0BHINT21H ；設置中斷向量MOVAL，0DH；使PC6為1，允許8255A中斷OUT 0C6H，ALSTI ；開放中斷向量22十月2022第88頁MOVAL，01H30十月2022第89頁中斷處理子程序的主要程序段如下：ROUTINTR：MOVAL，[DI];打印字符緩沖區OUT0C0H，AL；將打印字符送口A口MOV AL，00HOUT 0C6H，AL；INCALOUT0C6H，ALINCDI…；后續處理…IRET；中斷返回用置1/置0方式使PC0為0用置1/置0方式使PC0為1，22十月2022第89頁中斷處理子程序的主要程序段如下：30十月2022第90頁8.5計數器／定時器

1．概述定時信號的產生可用軟件和硬件兩種方法獲得。

軟件方法：用延時子程序。一般是由循環程序并且包含一定量的指令完成的，設計者需要對這些指令的執行時間進行嚴格計算或精確測試，以便得到精確的延時時間，軟件方法節省硬件，但是CPU執行延時子程序期間，不能做其它事，降低了CPU的效率，且不容易提供多作業環境。

硬件方法：用計數器/定時器來實現定時。即是一種靠硬件來實現的定時方法。本節主要介紹當前廣泛應用的可編程計數器/定時器Intel8253的原理和使用方法。8.5.1計數器／定時器概述

22十月2022第90頁8.5計數器／定時器1．30十月2022第91頁2．計數器/定時器的工作原理可編程計數器/定時器的功能體現為:一是計數功能，由程序對計數器設置好計數初值，啟動后便對外部事件開始減“1”計數，減為“0”時，輸出一個信號；二是定時功能：也是由程序設置好定時常數后進行減“1”計數，按定時常數，不斷輸出為時鐘周期整數倍的定時間隔。計數器/定時器有以下用途：⑴

在多任務的分時系統中，用來作為中斷信號實現程序的切換；⑵

可以給外部設備提供精確的定時信號；⑶

作為可編程的波特率發生器；⑷

實現時間延時。

22十月2022第91頁2．計數器/定時器的工作原理可編30十月2022第92頁8.5.2可編程計數器/定時器8253

1．8253的結構和工作原理⑴

邏輯結構：Intel8253的邏輯結構即編程結構如圖(a)所示，引腳如圖(b)所示。8253是24腳封裝。D7D6D5D4D3D2D1D0CLK0OUT0GATE0GND8253的引腳圖8253123456789101112242322212019181716151413VCCWRRDCSA1A0CLK2OUT2GATE2CLK1GATE1OUT1CLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT28253的編程結構數據總線緩沖器讀/寫邏輯控制寄存器計數器0計數器1計數器2D7-D0A0A1RDWRCS22十月2022第92頁8.5.2可編程計數器/定時30十月2022第93頁⑵8253的工作原理

⑴邏輯結構：8253內部有3個計數器，分別稱為計數器0、計數器1和計數器2，它們的結構完全相同。每個計數器通過3個引腳和外部聯系：一個時鐘輸入端CLK、一個門控信號輸入端GATE和一個輸出端OUT，每個計數器內部有一個8位的控制寄存器，還有一個16位的計數初值寄存器CR、一個計數執行部件和一個輸出鎖存器。8253的編程結構數據總線緩沖器讀/寫邏輯控制寄存器計數器0計數器1計數器2CLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2D7-D0A0A1RDWRCS22十月2022第93頁⑵8253的工作原理⑴邏輯30十月2022第94頁高8位低8位高8位低8位高8位低8位初值計數器減法計數器輸出鎖存器工作原理

①數據總線緩沖器：通過數據總線緩沖器，CPU可以對8253寫入初始化命令字、寫入計數初值、讀取計數值。所以與數據總線緩沖器相連的外部引腳D7～D0接系統數據總線的低8位。

②計數器0、計數器1和計數器2：三個互相獨立的計數器，各自可按不同的方式工作。計數器0、1、2三個計數器/定時器內部每個都由一個16位的可預置值的減法計數器構成。每個計數器操作獨立，其內部結構相同，減法計數器由計數器初值寄存器裝入初值，計數初值寄存器通過程序設置，輸出寄存器用于鎖存計數器的內容。22十月2022第94頁高8位低8位高8位低8位高830十月2022第95頁③讀/寫邏輯電路：讀/寫邏輯電路從系統總線接收輸入信號，經過組合產生對8253的控制信號。④控制寄存器：寫入控制字，決定計數器的工作方式。⑶8253的引腳功能與3個計數器有關的引腳計數器0：CLK0——計數器0的時鐘輸入

GATE0——計數器0的門脈沖控制輸入

OUT0

——計數器0的輸出片選信號輸入，低電平有效。一般是由系統地址總線經過譯碼后接入，對8253進行使能控制。CS：讀信號，低電平有效。它接系統控制總線的。當有效時，表示CPU正在對8253進行讀操作。WR：寫信號，低電平有效。它接系統控制總線的。當有效時，表示CPU正在對8253進行寫操作。

22十月2022第95頁③讀/寫邏輯電路：讀/寫邏輯電30十月2022第96頁A1、A0：內部計數器及控制寄存器選擇。CS、RD、WR和A1、A0命令關系如下表：無操作110

01讀2#計數器當前計數值100

01讀1#計數器當前計數值010

01讀0#計數器當前計數值000

01向控制字寄存器寫控制字11010計數初值寫入2#計數器10010計數初值寫入1#計數器01010計數初值寫入0#計數器00010操作A1

A0

CSRDWR22十月2022第96頁A1、A0：內部計數器及控制寄存30十月2022第97頁2．8253的控制字格式D0(BCD)：設置計數器的計數數制。當BCD=0時，計數器按二進制計數，當BCD=1時，計數器按BCD碼計數。D3、D2、D1(M2、M1、M0)：工作方式選擇。有6種不同工作方式，如表9-7所示。

M2M1M0

工作方式

0

00001×10×11100101

方式0方式1方式2方式3方式4方式5

22十月2022第97頁2．8253的控制字格式D030十月2022第98頁D5、D4（RW1、RW0）：讀/寫指示位，具體如下：00：對計數器進行鎖存操作，使當前計數值鎖存到鎖存器中，以便進行讀操作；01：只讀/寫低8位字節；10：只讀/寫高8位字節；11：先讀/寫低8位字節，再讀/寫高8位字節。D7、D6(SC1、SC0)：用來選擇計數器。

其對應關系為：D7、D6(SC1、SC0)00：選擇計數器001：選擇計數器110：選擇計數器211：無效22十月2022第98頁D5、D4（RW1、RW0）：讀30十月2022第99頁原則：對計數器設置初值前，先寫控制字:指出計數值是二進制還是十進制、工作方式、對哪個計數器的哪些字節進行操作等規定。在讀計數器值時，必須先用鎖存命令，鎖住當前計數值，再進行讀操作，否則，在讀數時，計數器的數值可能處在改變過程中，這樣，讀出的計數值是一個不確定的數值。3．8253的編程命令4．8253的工作方式控制字的D3、D2、D1(M2、M1、M0)：工作方式選擇。有6種不同工作方式。

22十月2022第99頁原則：3．8253的編程命令30十月2022第100頁GATE=1CLKOUTN43210FF⑴方式0——計數結束產生中斷方式

CW寫入控制字n=4寫入初值4開始計數計數結束產生中斷原則：工作特點：?計數時GATE=1，若GATE變為低電平停止計數。?初值為n時，OUT在n+1個時鐘后產生高電平。?只計一遍數，不重復，直到寫入新的控制字為止。?計數過程中，可改變計數初值，寫入新初值后，重新開始計數。?GATE=0時寫入初值，到GATE變1時才開始計數。22十月2022第100頁GATE=1CLKOUTN4330十月2022第101頁⑵方式1——單脈沖觸發器(可重復觸發的單穩態觸發器)FFCWCLKGATEOUT321032n=3寫入初值門控觸發開始計數進入暫穩態計數時間到，回到穩態再次觸發?計數過程中，可改變計數初值，這時當前計數不受影響，回0后OUT為高電平，若再次觸發，則按新的初值進行計數。?計數過程中，又來一個門控信號，則再下一時鐘脈沖后，又重新從初值開始計數，OUT仍維持為低電平，這樣使輸出脈沖比原來延長了。22十月2022第101頁⑵方式1——單脈沖觸發器(可30十月2022第102頁⑵方式1——單脈沖觸發器(可重復觸發的單穩態觸發器)重復周期寫入初值開始計數重復周期CWn=3CLKGATE=1OUT321321321?可重復，不用重寫初值。輸出n-1個高，1個低電平脈沖波形。?計數過程中，如果改變計數初值，當前計數不受影響，在下一個輸出周期中，將按新的計數值進行計數，這是GATE門一直有效的情況。

22十月2022第102頁⑵方式1——單脈沖觸發器(可30十月2022第103頁⑷

方式3——方波發生器

CWn=4W重復周期CLKGATE=1OUT432143214負半周正半周負半周寫入初值開始計數正半周OUT543215432重復周期22十月2022第103頁⑷方式3——方波發生器CW30十月2022第104頁⑸

方式4——軟件觸發選通

寫入初值開始計數計數結束其特點是：?若計數初值為n，寫入初值n+1個時鐘周期后，輸出一個時鐘寬度的負脈沖。?GATE=1時，允許計數，GATE=0時，禁止計數，OUT端不受影響，維持當時的電平。FFFFCWn=5CLKGATE=1OUT54321022十月2022第104頁⑸方式4——軟件觸發選通寫30十月2022第105頁⑹

方式5——硬件觸發選通

計數時間到寫入初值門控觸發開始計數再次觸發?在計數過程中，使用GATE上升沿，可使計數器獲得初值重新開始計數。?如果在計數過程中寫入新的計數初值，并且在當前周期結束又受到GATE的觸發，則在下一個時鐘周期，計數器按新初值開始計數。CWn=3CLKGATEOUT3210FF321開始計數22十月2022第105頁⑹方式5——硬件觸發選通計30十月2022第106頁⑺8253工作方式小結

?8253的輸出波形都是在時鐘CLK周期的下降沿時產生變化。?GATE作為各通道的門控信號，對于各種工作方式，GATE所起的作用不同，工作方式GATE=0下降沿GATE上升沿GATE=1方式0(計數結束中斷)

停止計數

無意義

允許計數

方式1(單脈沖)

無意義

從初值開始重新計數

無意義

方式2(分頻器)

停止計數

從初值開始重新計數

允許計數

方式3(方波發生器)

停止計數

從初