微机原理09第九章

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精品课件-微机原理与接口技术-第9章

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第9章 D/A、A/D转换接口 图9.2 D/A转换的基本原理
第9章 D/A、A/D转换接口
DAC的输出形式有电压、电流两大类型。电压输出型的DAC 相当于一个电压源,内阻较小,选用这种芯片时,与它匹配的 负载电阻应较大;电流输出型的DAC相当于电流源,内阻较大, 选用这种芯片时,负载电阻不可太大。
第9章 D/A、A/D转换接口
在实际应用中,有时仅要求输出是单方向的,即单极性输 出,其电压通常为0~+5 V或0~+10 V;有时则要求输出是双 方向的,即双极性输出,如电压为±5 V、±10 V。单极性和 双极性输出电路分别如图9.4(a)和(b)所示。在图9.4(b)中, 通过运算放大器A1将单极性输出转变为双极性输出,由UREF为A2 提供一个偏移电流,该电流方向应与A1输出电流方向相反。
第9章 D/A、A/D转换接口
能够将数字量转换成模拟量的器件称为数字/模拟转换器, 简称DAC或D/A转换器。
计算机通过ADC或DAC与外界使用模拟量的设备相连接的技 术就是模拟接口技术,它是计算机应用于自动控制领域的基础。 一个典型的计算机测控系统如图9.1所示。
第9章 D/A、A/D转换接口 图9.1 典型的计算机检测、控制系统框图
第9章 D/A、A/D转换接口
二—十进制的转换公式: B=bn-1bn-2… b1b0=bn-1×2n-1+bn-2×2n-2+…+ b1×21+b0×20
式中,B表示转换后的十进制数;bn-1为二进制数的最高位, b0为二进制数的最低位。
为了把一个数字量变为模拟量,必须把每一位的数码按照 权来转换为对应的模拟量,再把各模拟量相加。这样,得到的 总模拟量便对应于给定的数据。DAC的主要部件是电阻开关网 络,它通常是由输入的二进制数的各位控制一些开关,通过电 阻网络,在运算放大器的输入端产生与二进制数各位的权成比 例的电流,经过运算放大器相加和转换而成为与二进制数成比 例的模拟电压。最简单的DAC电路如图9.2(a)所示。

微机原理与接口技术 第九章 课后答案

微机原理与接口技术 第九章 课后答案

第九章参考答案1.串行通信有什么特点?它适合于什么应用场合?若你的计算机要接入Internet网,应该采用并行传输还是串行传输?答:串行通信的特点:数据位依次传送。

传送相同字节数信息时,串行传送的时间远大于并行传送的时间;但数据线的根数较少。

串行传送有固定的传输格式。

适合于远距离传输。

计算机要接入Internet网时,应采用串行传输。

2. 设异步传送数据时,每个字符对应1位起始位,1位停止位,7位数据位和1位校验位,如果波特率是9600b/s,则每秒最多能传输多少字符?答:根据给定条件知:每个字符包含10位,因此每秒最多能传输的字符个数是:9600÷10=9603.叙述单工、半双工和全双工通信方式以及波特率含义。

答:单工:联系通信双方只有一根数据线,数据只能朝一个方向发送。

半双工:联系通信双方只有一根数据线,但允许数据分时在两个方向传送。

全双工:联系通信双方有两根数据线,允许数据同时进行双向传送。

波特率:每秒钟内传送二进制数据的位数。

4.简要说明RS-232C、RS-422、RS-485的特点。

答:RS-232C的特点:信号线少;多种波特率可选择;传送的距离一般可达30米,采用光电隔离的20mA的电流环传送时可达1000m;采用负逻辑电平,“1”电平为:-5V~-15V,“0”电平为+5V~+15V。

RS-422、RS-485的特点:采用平衡输出的发送器和差分输入的接收器;可在1200m范围内传输;发送端与接收端之间没有直接的地线连接。

5.假定8251A工作于异步方式,波特率因子为16,数据位7位,奇校验,允许发送和接收数据,其端口地址为E0H(C/D=0),E1H(C/D=1)。

试编写初始化程序。

略去软复位的初始化程序:MOV DX, 00E1HMOV AL, 01011010BOUT DX, ALMOV AL, 01010101BOUT DX, AL6.设一数据传输率为4800波特的串行打印机通过8251A与8086CPU组成的微机系统相连,打印机只有一串行数据通道,编写一个将起始地址为DATA的80个字符输出到打印机去的发送程序。

微机原理第九章.ppt

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2.AD7522
AD7522是CMOS数/模转换芯片。数字输入端具有双重锁存, 不仅可以锁存10位并行数码,还可以接纳串行信息。具有一对 互补的电流输出。输出增益可通过反馈电阻改变。 ·分辨率——10位; ·建立时间——500ns; ·增益温度系数——10×10-6/℃; ·输入——TTL或CMOS电平; ·功耗——20mW;
3. 转换速率 ( Conversion Tempi ) 模拟输出电压的最大变化速度,单位为V/Μs。
4. 建立时间 (Settling Time) 当数字输入发生满量程的变化,DAC的模拟输出电压稳定达 到规定值时所需要的时间,规定值一般指最终值±1/2LSB。
5. 线性误差 (Linearity Error) 理想情况下DAC的转换特性是线性的,实际输出不是理想线 性。实际转换特性偏离理想转换特性的最大值称为线性误差。
第九章 D/A和A/D转换与接口技术
第一节 概 述
一、 数/模(D/A )转换和模/数(A/D)转换的目的与发展 微型计算机处理的是数字量,而实际上外界输入系统的信
息大多是模拟量,如:温度、压力、流量、浓度、速度、水 位、距离等等,这些都是非电的物理量,它们必须经过适当 的转换才能为微机处理。将模拟量转换为数字量称为A/D转换, 又称为量化过程。
⑴ DAC0832的引脚功能框图 •• XIRLFEFEB:R::允传反许送馈输控电入制阻锁信,存号已;,被可制控作制在W芯R片2是内否;起作用; •• DCVSI0R~E:FD:I片7 基:选准8信位电号数压。字输与输入I入L;E;结合可控制WR1是否起作用; •• IWDOGURTN1:D::写电数信流字号输地1出。,1在芯。I片L是E数和逻字C辑S电有电路效平接时为地将1的点数各。字位V锁C输C存:出于电电输源流入电之寄压和存;;器中; •• IWAOGURTN22:D::写电模信流拟号输地2出。,2在芯。X片是FE模逻R有拟辑效电电时路平将接为输地0的入点各寄。位存输器出中电的流数之据和送;入;DAC;

微机原理课件第九章

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A8 A6 A3 A9 M/IO & A B C E3 E2 E1 74LS138 D0~D7 Y0 A2 A1 CS
A7 A5 A4
8255A A1 WE A0 OE
WR RD
图9.14
并行口扩展图
设端口A中断服务子程序名为SERA。
具体8255A的初始化程序如下:
MOV MOV OUT MOV OUT MOV MOV MOV MOV CLD STOSW MOV AX,SEG SERA AL,10111001 ;控制命令字 DX,0B6H DX,AL AL,00001001 ; 置位复位pc4;intea DX,AL AX,0 ES,AX DI,0FH*4 AX,OFFSET SERA ;控制口地址
INTE2 INTRA
9.5
8255A应用举例
1、基本输入/输出应用举例
以下是8086微机系统扩展一片8255A作为并行口的电路图,同时
还配以74LS138译码器等芯片,如图9-14所示。端口A为方式1 输入,以中断方式与CPU交换数据,中断类型号为0FH;端口B
工作于方式0输出,端口C的普通I/O作为输入。
第9章
可编程并行接口芯片8255A
并行接口一般具有以下特点:
1)通过多根信号线同时传送多位数据;
2)并行接口多用于传送距离短,数据量大,速度高的实时传输场 合; 3)传送时一般不需要特定的数据传送格式。 (什么是特定的数据传送格式)
9.1
8255A的结构
图9.1
8255A外部引脚
1、数据端口
在8255A内部包含了三个8位输入/输出数据端口:端口A、端口 B、端口C。
A口的中断请求信号。当其有 效时,8255A的A口向CPU申请 中断,要求CPU访问A口 中断允许 信号。 A口的输出缓冲器“满”信号, 当其有效时表示A口的输出缓 冲器已暂存一个有效数据。 外设回答信号。由外设发出。 当其有效时,表示外设已接 收数据。 A口的输入缓冲器“满”信号, 当其有效时表示A口的输入缓 冲器已暂存一个有效数据 A口的选通信号,当其有效时, 外设把数据打入A口的输入缓 冲器

微机原理-9,单片机

微机原理-9,单片机

1/2R1
Vs
C1
C3 R3
U0
1/2R1 K
2020/4/22
7
9.2 采样技术—连续采样误差
➢连续采样指对同一输入按一定周期间隔进行采样 ➢输入滤波电容C大或采样周期长会使误差下降
2020/4/22
8
9.2 采样技术—孔径时间误差
u
△u
2020/4/22
△t
t
9
9.2 采样技术—孔径时间误差
9.6 抗干扰设计--硬件抗干扰
干扰传播路径措施
(1)充分考虑电源对单片机的影响。电源做得好,整个电 路的抗干扰就解决了一大半。许多单片机对电源噪声很敏感, 要给单片机电源加滤波电路或稳压器,以减小电源噪声对单 片机的干扰。比如,可以利用磁珠和电容组成π形滤波电路, 当然条件要求不高时也可用100Ω电阻代替磁珠。
(5)用地线把数字区与模拟区隔离。数字地与模拟地要分离, 最后在一点接于电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为原则。
(6)单片机和大功率器件的地线要单独接地,以减小相互干扰。 大功率器件尽可能放在电路板边缘。
(7)在单片机I/O口、电源线、电路板连接线等关键地方使用抗 干扰元件如磁珠、磁环、电源滤波器、屏蔽罩,可显著提高电路
accumulator += ADC_VALUE; // 读ADC值并加到运行总和变量
int_dec--; // 更新抽取计数器
if (int_dec == 0) { // 如果为0则执行抽取
int_dec = 256; // 复位计数器
result = accumulator >> 4; // 用移位执行除法操作
du dt
max
Aw

微机原理9

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这种情况下,8259A将ISR寄存器中指定级别的相应位清 “0”,显然这种结束方式可在任何情况下使用。
自动EOI方式: 任何一级中断被响应后,ISR寄存器中相应位 置“1”,CPU将进入中断响应总线周期,在第2个中断响应信 号(INTA)结束时,自动将ISR寄存器中相应位清“0”。
自动循环方式
中断屏蔽方式
CPU在任何时候都可安排一条清除中断标志指令(CLI), 将中断标志位清“0”,从此以后,CPU将禁止所有的由 INTR端引入的可屏蔽中断请求。
普通屏蔽方式
将IMR的Di位置1,则对应的中断IRi被屏蔽,该中断 请求不能从8259A送到CPU
自动循环方式下,每当任何一级中断被处理完,它的优先级别就被改变 为最低级,而将最高优先级赋给原来比它低一级的中断请求。
实现自动循环方式有下面3种不同的做法:
普通EOI循环方式 当任何一级中断被处理完后,CPU给8259A回送普通EOI命令,8259A接 收到这一命令后将ISR寄存器中优先级最高的置“1”位清“0”,并赋给 它最低优先级,而将最高优先级赋给原来比它低一级的中断请求,其他 中断请求的优先级别以循环方式类推。
中断触发方式
边沿触发方式 电平触发方式
完全嵌套方式
设置优先权方式 自动循环方式
中断屏蔽方式
结束中断处理方式 屏蔽中断源方式 数据线连接方式
自动中断结束方式
非自动中断结束方式
普通屏蔽方式 特殊屏蔽方式 缓冲方式 非缓冲方式
普通中断结束方式 特殊中断结束方式
1. 中断触发方式
边沿触发方式
8259A将中断请求输入端 出现的上升沿作为中断请 求信号
9.1.1 8259A芯片内部结构
D7~D0
RD WR A0 CS

微机原理与接口技术第9章

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四通道屏蔽字。可以利用这个屏蔽字同时对8237A的4个通道的屏蔽字进行 操作。其格式如图9-8所示。
图 9-7 单个通道屏蔽字格式
图9-8 四通道屏蔽字格式
(11)请求寄存器。该寄存器用于在软件控制下产生一个DMA请求,即将 某通道的请求标志置1,就如同外部的DREQ请求一样。请求寄存器的格式如图 9-9所示。
第9章 其他接口芯片
9.1 DMA控制器 9.2 D/A和A/D转换接口技术
9.1 DMA控制器
9.1.1 DMA控制器概述
随着计算机技术的发展,出现了一种无需经过CPU,而速度 更快的数据传送方式——直接存储器存取方式,简称DMA方式, 这是一种由专门的硬件电路控制数据在I/O设备与存储器之间直 接交换的方式,这种硬件称为DMA控制器,简称为DMAC。
(2)当前地址寄存器。每个通道各有一个16位的当前地址寄存器, 用以存放该通道数据传送的个数。在初始化编程时,CPU向基地址寄 存器写入的内容,同时也被写入当前地址寄存器中。每次DMA传送后 当前地址寄存器值自动加1或减1(由方式寄存器D5位决定),以指向 相邻的下一个存储单位。该寄存器可被CPU随时读出。若通道选择为 自动预置操作(由方式寄存器D4位决定),则在成批数据传送结束产 生EOP时,基地址寄存器内容自动复制到当前地址寄存器中。
(5)暂存寄存器。暂存寄存器为8位,仅用于存储器到存储器的传 送方式下,暂存从源单元读出的数据,又将它写入到目的单元。在传 送完成时,它暂存传送的最后一个字节。它可由CPU读取。在芯片复位 时被复位。
(6)地址暂存器和计数暂存器。这是两个16位的暂存当前地址的地址暂存 器和暂存当前字节寄存器值的字节计数暂存器。它们不能被CPU读取,仅供芯片 内部使用。
9.1.3 8237A的内部寄存器

微机原理 第九章

微机原理 第九章
演 示
• 输入指令
AL,i8 AL,DX AX,i8 AX,DX i8,AL DX,AL i8,AL DX,AL
• 输出指令
OUT OUT OUT OUT
演示
8086的I/O端口
• 8086只能通过输入输出指令与外设进行 数据交换;呈现给程序员的外设是端口 (Port),即I/O地址 • 8086用于寻址外设端口的地址线为16条, 端口最多为216=65536(64K)个,端口 号为0000H - FFFFH
OUT指令(向300H端口输出一个字节)
;唯一的方法:间接寻址,字节量输出 MOV AL,bvar ;bvar是字节变量 MOV DX,300H OUT DX,AL
9.6
I/O地址的译码
CPU 在执行输入/ 输出操作时, 向接口 发送外设的端口地址, 端口译码电路能根据 端口地址产生相应的端口选通信号。 1. 译码电路举例 I/O 地址译码有三种方法。 ① 要求产生单个端口时,采用全译码方法。 ② 要求产生多个端口时,采用部分译码法。 ③ 要求产生的端口可变时,采用地址开关的 译码方法。
数据缓冲和锁存 以解决高速主机与低速外设之间的速 度匹配问题。 输出接口有锁存环节, 输入接口有缓冲环节 实际的电路常用: 输出锁存缓冲环节,输入锁存缓冲环节
(4 ) 数据转换功能 数据信息类型:数字量、模拟量、开关 量 如A/D 转换、D/A 转换、并/串转换 串/并转换接口等。 (5 ) 联络功能 接收数据 接口 “准备就绪” 联络信号 CPU。 CPU 就将数据读入CPU; 输出数据 当接口中的数据输出缓冲器“空” 接口 “不忙” 联络信号 CPU。 CPU 就向数据输出缓冲器输出一个数据。这 时, 联络信号由“ 不忙” 变成“ 忙”, 禁 止

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D7~ D0
数据总线 缓冲器
INTA
INT
控制电路
内部总线
RD WR
A0 CS
CAS0 CAS1 CAS2
SP/EN
读 /写 控制逻辑
级 联 缓 冲 /比 较 器
中断服务 寄存器
(ISR)
优先权 判别器
(PR)
中断请求 寄存器
IR0 IR1
… …
(IRR)
IR7
中断屏蔽寄存器 (IMR)
三、8259A芯片的工作方式
IR4
4) ICW4
ICW4用于设置8259A的工作方式,写入A0=1的端口,格 式如图所示。ICW1的IC4位为1时,才写入ICW4。
A0
D7 D6 D5
D4
D3
D2
D1
D0
1
0 0 0 SFNM BUF M/S AEOI PM Nhomakorabea1
0
— —








非缓冲方式 0
X
缓 冲 /从 片 1
0
4、连接系统总线的方式
1)缓冲方式:8259A通过总线驱动器和数据总线相连。 2)非缓冲方式: 8259A直接与数据总线相连。
四、8259A芯片的级联使用
五、8259A芯片的控制字
1、初始化命令字——ICWi:在初始化程序中设定, 且在整个工作过程中保持不变。
2、操作命令字——OCWi:在应用程序中设置,且可 设置多次。
第九章 中断控制器、计数/定时控制器及DMA控制器
本章学习目标: 1、了解中断控制器8259A的工作原理与应用 2、掌握计数/定时控制器8253的工作原理与使用 3、了解DMA控制器8237A的工作原理与应用

第9章微机原理课件

第9章微机原理课件

2013年6月8日星期六
第9章第26页共50页
第9章
定时/计数接口电路
6.方式5——硬件触发选通 方式5的波形如图9.10所示。
CW=1A N=3
WR
CLK GATE OUT
2013年6月8日星期六
1
2
3
2
1
0
第9章第27页共50页
图9.10 方式5波形
第9章
定时/计数接口电路
GATA的作用
2013年6月8日星期六
第9章第28页共50页
第9章
定时/计数接口电路
硬件定时及可编程的硬件定时器/计数器。
1. 软件定时 软件定时的方法是:由于执行每条指令都需要时间,则执
行一个程序段就需要一个固定的时间,通过适当地挑选指令和
安排循环次数来实现软件的定时。 这种方法由于要完全占用CPU的时间,因而降低了CPU的 利用率。
2013年6月8日星期六 第9章第2页共50页
0
1 0
0
× 1
1
× 1
1
× ×
1
× ×
无操作(三态)
禁止(三态) 无操作(三态)
2013年6月8日星期六
第9章第10页共50页
第9章
定时/计数接口电路
9.2.3 Intel8253的控制字和编程
在8253的初始化编程中,CPU通过向8253的控制字寄存 器写入控制字来设置其工作方式。格式如下:
2013年6月8日星期六
第9章
定时/计数接口电路
第9章 定时/计数接口电路
9.1 定时/计数的基本概念
9.2 可编程定时/计数器Intel 8253/8254
9.3 Intel 8254简介

微机原理Comp9.1资料

微机原理Comp9.1资料

1.直接地址译码
直接地址译码是一种局部译码方法,按照系统分 配给某接口的地址区域,对地址总线的某些位进行译 码,产生对该接口包含的缓冲器和寄存器的组选信号, 再由低位地址线对组内缓冲器和寄存器译码寻址。
下图所示的直接地址译码电路的输出线分别用于输 入和输出。
A9A8 A7A6A5A4 A3A2A1A0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 2F8H-2FFH
第九章 输入输出和接口技术
1. 接口的基本概念
2. I/O指令和I/O地址译码
3. 简单的I/O接口
9.1 接口的基本概念
输入输出(I/O)是指微型计算机与外界的信 息交换,即通信(communication)。微型计算机 与外界的通信,是通过输入输出设备进行的, 通常一种I/O设备与微型机连接,就需要一个连 接电路,我们称之为I/O接口。 接口是用于控制微机系统与外设或外设与系 统设备之间的数据交换和通信的硬件电路。
2.
接口电路的作用就是将来自外部设备的数据信号 传送给处理器,处理器对数据进行适当加工,再通过 接口传回外部设备。所以,接口的基本功能就是对数 据传送实现控制,具体包括以下功能: 地址译码 数据缓冲 信息转换 提供命令译码 状态信息 定时和控制。
3.接口电路的基本结构
数据存储和缓冲电路也是一组寄存器,用于暂存 状态设置和存储电路主要由一组数据寄存器构成, 控制命令逻辑电路一般由命令字寄存器和控制 中央处理器和外设就是根据状态寄存器的内容进行 执行逻辑组成,这一部分是接口电路的“中央处理 中央处理器和外设之间传送的数据,以完成速度匹配 协调动作的。 器”,用来完成全部接口操作的控制。 工作。
接口控制信号图

微机原理第9章

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(2)写入初值后,要经过一个时钟周期后计数执行部 件CE才开始工作,即要通过1个时钟CLK将计数初值 寄存器CR的值送入到CE后才开始计数,所以,如果 置入的初值为N,则要经过N+1个CLK脉宽后计数值 才变为0。 (3)时钟脉冲CLK的上升沿时,门控信号GATE被采 样。对于每一种给定的计数方式,或电平触发,或边 沿触发,或两种触发方式均可。在电平触发的情况下, 门控信号在时钟的上升沿被采样;在上升沿触发的情 况下,要用8253计数器内部的一个边沿触发器。该触 发器专门用来检测门控的上升沿。 (4)时钟脉冲CLK的下降沿时,计数器做减1。0是计 数器所能容纳的最大初值。


A0、A1:地址线,输入。两根地址线可选择 8253/8254芯片内的4个端口寄存器。 这些控制线的不同组合决定了CPU对 8253/8254内部寄存器的不同选择和操作。
(2)面向I/O的信号


CLK0、CLK1、CLK2:计数器时钟信号,输 入。该引脚每来一个脉冲信号,计数值就减1。 输入的脉冲可以是均匀、连续、周期精确的 (用作定时器);也可以不均匀、断续、周期 不定(用作计数器)。 GATE0、GATE1、GATE2:门控选通信号, 输入。该信号的作用是用来禁止、允许或开始 计数过程的。如果该信号设置为禁止状态,即 使时钟信号有脉冲输入,计数器也不可能计数。

平至再次写入新的计数值或重新写入控制字。

门控信号GATE用于允许或禁止计数,GATE为l允许计数,为 0则停止计数。 若计数初值为N,计数结束时,表示已出现N+1个CLK信号。

例:设8253/8254计数器0工作于方式0,8位二 进制计数,计数初值为9。设8253/8254的端 口地址为40H~43H。写出其初始化的程序段。 程序段如下: MOV AL,10H OUT 43H,AL MOV AL,9 OUT 40H,AL ;设计数器0工作方式0 ;写控制寄存器 ;设计数初值 ;写计数初值

微机原理第9章

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断点
断点
行 程 序
为 为 A A 服 服 务 务
为 B 服 务
设“B” 级别 高于“A”
响应中断后,能自动转入中断处理,处理完毕能自动返回断点
6. 具有中断请求功能的输入接口示意图(教材P169)
数据口选中
IOR
输 入 设 备
选通信号
锁 存 器 (8)
三态Hale Waihona Puke 缓冲 器 (8)CPU 数据线
地址译码器
F
6. 中断向量表的初始化
由BIOS设计的中断服务程序(如INT 16H , INT 10H…) 其中断向量在加电时由BIOS负责写入中断向量表。
由DOS设计的中断服务程序(如 INT 21H)其中断向 量是在启动DOS时,由DOS负责写入中断向量表。
用户程序开发的中断服务程序,由用户程序写入其 中断向量。
CPU规定:在实模式下,中断向量 表需设置在系统的RAM最低端的 1K单元(0 ~ 3FFH)
4H:
0型中断向量 1型中断向量

3FCH:
255型中断向量
4. 中断向量表的表地址与中断类型的关系
4n+0 +1 +2 +3 n 型服务程序入口的偏移地址 n 型服务程序入口的段基址 n 型中断向量
如:“21H”型中断向量:存放在84H ~ 87H单元中 问:9CH型中断向量存放在何处? 解:∵ 9CH× 4=1001110000=270H ∴9CH型中断向量存于 270H ~ 273H单元中
[ INT 21H 的35H子功能 ]
功能:读出n型中断向量 入口:AL=中断类型码 出口:ES:BX=n型中断向量
[ INT 21H 的25H子功能 ]

微机原理第9章

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初始高电平
4 2 4 2 4 2 4
若计数值为偶数,则输出对称方波。如果计数值为奇数,则 前(N+1)/2 个CLK脉冲期间输出为高电平,后(N—1)/2 个CLK脉 冲期间输出为低电平。
第9章 定时与计数接口电路 5. 方式 方式4——软件触发选通脉冲 软件触发选通脉冲 a、GATE门为1,计数器才能工作,对CLK端上的脉冲进行计数, 写控制字信号为触发信号,但写入初值后才开始计数。 写入初值后才开始计数。 写入初值后才开始计数 b、当计数器减到 减到0,输出端OUT变低。再经过一个CLK输入时钟 减到 周期,OUT输出又变高。
先写低 字节后 写高字 节
0
1
方式3
1
1
十进制
77H
计数器1
编程 MOV OUT MOV OUT MOV OUT
AL,77H 43H,AL;写计数器1 43H,AL;写计数器1的控制字 AL,20H 41H,AL;写计数器1的低8 41H,AL;写计数器1的低8位初值 AL,40H 41H,AL;写计数器1的高8 41H,AL;写计数器1的高8位初值
第9章 定时与计数接口电路 2. 纯硬件定时 它采用固定的电路,如可以采用小规模集成电路555,外接 电阻和电容构成单稳延时电路。这样的定时电路简单,而且通 过改变电阻和电容,可以使定时在一定的范围内调整。但它由 纯硬件来完成,给使用带来不便。
第9章 定时与计数接口电路 3. 可编程硬件定时器 计数器 可编程硬件定时器/计数器 这是目前在控制系统中广泛使用的方法,它通过编程来 控制电路的定时值及定时范围,功能强,使用灵活。在计算 机系统中,象定时中断、定时检测、定时扫描等等都是用可 编程定时器来完成定时控制的。 Intel 系列的8253、8254就是常用的可编程定时/计数器。
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① 输入选通信号,低电平有效。它由外部设备提供,外设用输入选 通信号将数据锁存于8255A的输入数据缓冲器中。
② 输入缓冲器满信号IBF,高电平有效。当IBF有效时,表示8255A
的缓冲器中有一个数据尚未被CPU读走。外设可使用此信号来决定是 否能送下一个数据。它可以看成是输入选通信号的应答信号。
(3)输入/输出端口A、B、C。8255A包括3个8位输 入输出端口(port)。每个端口都有一个数据输入寄存 器和一个数据输出寄存器,输入时端口有三态缓冲器的 功能,输出时端口有数据锁存器的功能。在实际应用中, C口的8位可分为两个4位端口(方式0下),也可以分为 一个5位端口和一个3位端口(方式2下)来使用。 (4)A组和B组控制电路。控制A、B和C三个端口的 工作方式,A组控制A口和C口的上半部(PC4~PC7),B 组控制B口和C口的下半部(PC0~PC3)的工作方式和输 入输出。A组、B组的命令寄存器还接收按位控制命令, 以实现对C口的按位臵位/复位操作。
3.在并行接口中,8位或16位是同时传输的。
4.并行传送的信息不要求固定的格式,这与串行传送的信息有固定 格式的要求不同。
9.1.2 并行接口的类型
1.从并行接口数据传送的方向看,可分为两种,一是单向传送
(只作为输入口或只作为输出口),另一种是双向传送(既可作
为输入口,也可作为输出口) 2.从并行接口的电路结构看,并行接口可分为硬接线接口和可编
③ CS :片选信号,低电平有效。当译码电路往8255A 的 端输出一个低电平时,8255A被选中。只有当 有效 时,读信号 和写信号 才对8255A有效。 ④ RD :芯片读出信号,低电平有效。 有效时,CPU可 以从8255A 中读取输入数据或状态信息。 ⑤ WR :芯片写入信号,低电平有效。 有效时,CPU可 以往8255A中写入控制字或输出数据。 ⑥ A1,A0:端口选择信号,8255A有3个数据端口和1个控 制端口,共4个端口。内部有A1,A0为输入的2-4译码电 路,选择对应的端口。
据。信号有效时还使输出缓冲器满信号=1。
③ 中断请求信号INTR,高电平有效。当外设取走一个数据后,其外 设响应信号信号的上升沿产生有效的INTR信号,该信号用于通知CPU
可以再输出下一个数据。INTR的有效条件为输出缓冲器满信号=1,
外设响应信号=1,INTE=1。 ④ 中断允许状态INTE。8255A内部有一个内部中断触发器,当INTE
(1)A口、C口的高4位、B口以及C口的低4位可分别定义为输入或输
出,各端口互相独立,故共有16种不同的组合。 (2)定义为输出的口均有锁存数据的能力,而定义为输入的口则无 锁存能力。 (3)在方式0下,C口有按位进行臵位和复位的能力。
2.工作方式1
一种选通的输入/输出工作方式。 (1) 三个端口分为两组,即A组和B组。 (2) A组包括8位数据端口A和PC7~PC3五位控制/状态端口,B组为8 位数据端口B和PC2~PC0三位状态控制端口。
例9-2 若要把C口的PC2引脚臵成高电平输出,则命令字应该为00000101B或 05H。 程序段为 MOV DX,303H ;8255A命令口地址 MOV AL,05H ;使PC2=1的控制字 OUT DX,AL ;送到命令口
9.2.3 8255A的工作方式
方式0
方式1
方式2
1.工作方式0
方式0又称为基本输入/输出方式。
PA4 PA5 PA6 PA7 WR RESET D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 VCC PB7 PB6 PB5 PB4 PB3
图9-1 8255A的内部结构及外部引脚图
(1) 数据总线缓冲器。 这是一个三态双向8位缓冲器,
它是8255A与CPU数据总线的接口。所有数据的发送与接收,
D7~D0
RD WR A0 读/写
A组 C口 (高4位)
A1
CS RESET
控制
逻辑
B组 C口 (低4位)
B组 控制
B组 B口 (8位)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
8255A
40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21
62H
60H 61H 62H 63H
0
1 0 1 × × 1
1
1 × 1 0
1
控制口不能读
63H
9.2.2 8255A的编程
1. 方式控制字 2. 端口C臵位/ 复位控制字
1. 方式控制字
8255A的方式控制字用来选定数据端口的传送方向、工作方式等。 设臵方式控制字的原则是:只设臵使用通道的方式及方向。
为高电平,且输出缓冲器满信号也变高时,产生有效的INTR信号。
INTE由PC6(端口A)或PC2(端口B)的臵位/复位控制。
(2)方式1下A口、B口均为输入
与方式1下两端口均为输出类似,要实现选通输入,同样要利用C口的信 号线。A口使用了C口的PC3、PC4和PC5,B口同样用了PC0、PC1和PC2。
B口指定为方式0,输出,C口下半部指定为输入,则工作 方式命令代码是10110001B或B1H。设8255A控制字寄存器 端口地址为303H。 初始化的程序段为: MOV MOV OUT DX,303H AL,0B1H DX,AL ;8255A命令口地址 ;初始化命令 ;送到命令口
2. 端口C臵位/ 复位控制字
PA7~PA0
8
控制/状态信号端口,PC2~
PC0用于B组。 (3)A口的输入/输出均有 锁存功能。在方式2工作状态
下,A口既可工作于查询方式, WR
又可工作于中断方式。
I/O
图9-6 方式2下的信号定义
方式2下,A口的数据输入 或数据输出均可引起中断。 由图9-6可见,输入或输
≥1 PC3 INTRA
(3)每一个8位数据端口均可设臵为输入/输出方式,且两种工作方
式均可锁存。 (4)控制/状态口除了指示两组数据口的状态及选通信号外,还可用 做I/O口,如PC6和PC7,用位控方式传送。
(1)方式1下A口、B口均为输出方式1输出
方式1输出接口A PA7~PA0 PC7 INTEA & WR PC6 OBFA ACKA INTEB & WR 方式1输出接口B PB7~PB0 PC1 PC2 PC0 OBFB ACKB INTRB
=0,则禁止中断。B口的INTEB是由PC2控制的。
3.工作方式2
(1)工作方式2只适用于A口,
B口仍按方式0或方式1工作。 (2) A口可工作于双向方式, C口的PC7~PC3位作为A口的
& PC7 PC6 INTE1 & INTE2 PC4 PC5 PC2~0 RD 3 STBA IBFA OBFA ACKA ≥1 PC3 INTRA
8255A引脚功能
8255A内部结构:数据总线缓B组控制电路。
A组 控制 数据 总线 缓冲器 A组 A口 (8位) PA7~PA0 PA3 PA2 PA1 PA0 RD CS PC7~PC4 GND A1 A0 PC7 PC6 PC5 PC3~PC0 PC4 PC3 PC2 PC1 PC0 PB0 PB1 PB7~PB0 PB2
PA7~PA0
& PC7 PC6 INTE1 & WR INTE2 PC4 PC5 PC2~0 RD 3
8
出中断还受到中断允许状
态INTE2和INTE1的影响。 INTE2是由PC4控制的,而
OBFA ACKA
INTE1是由PC6控制的。利
用C口的按位操作,使PC4 或PC6臵位或复位,可以 允许或禁止相应的中断请 求。
程接口。
3.可编程接口可以用软件编程序的方法改变接口的工作方式及功 能,具有广泛的适应性和很高的灵活性。
9.2可编程并行接口8255A
9.2.1 8255A内部结构及引脚功能
9.2.2 8255A的编程
9.2.3 8255A的工作方式
9.2.4 8255A的应用举例
9.2.1 8255A内部结构及引脚功能 8255A内部结构
PC3
PC4,5
INTRA
2
8259 I/O
图9-4 方式1下A、B口为输出的选通信号定义 此时要利用C口的6条线作为选通控制信号线所用到的C口的信号线是 固定不变的,A口使用PC3、PC6和PC7,而B口用PC0、PC1和PC2。
① 输出缓冲器满信号,低电平有效。该信号通知外设,在规定的端
口上已有一个有效数据,外设可以从该端口读走数据。 ② 外设响应信号,低电平有效。有效时表示外设已从该端口取走数
以及CPU发出的命令字和从8255A来的状态信息都是通过该 缓冲器传送的。
(2) 读/写控制逻辑。读/写控制逻辑由读信号 ,写
信号 、片选信号 以及端口选择信号A1A0等组成。读/写 控制逻辑控制了总线的开放、关闭和信息传送的方向,以 便把CPU的控制命令或输出数据送到相应的端口;或把外 设的信息或输入数据从相应的端口送到CPU。
③ 中断请求信号INTR,高电平有效。当输入选通信号=1时会使内
部中断触发器INTE和IBF均为高电平,从而产生有效的INTR信号,向 CPU提出中断请求。也就是说,当外设将数据锁存于接口中,且又允 许中断请求发生时,就会产生中断请求。 ④ 中断允许信号INTE。在方式1下输入数据时,INTR同样受中断允 许状态INTE的控制。INTE的状态可利用C口的臵位/复位来控制。例 如,用位操作方式使PC4=1,则A口的INTEA为1,允许中断;使PC4
表9-1 8255A基本操作与端口地址
CS A1 0 0 A0 0 1 0
RD
0 0 0 1 1
WR 1 1 1 0 0 0 0 × 1 1
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