常用接口芯片及应用(4)

常用接口芯片及应用(4)
作业
n 预习8253基本工作方式实验 8253 端口地址为300H~303H,观察计数器0工作 在方式0 时out0的波形及其受GATE信号的影响
OUT0 GATA0
CLK0 8253
示波器 地
n 要求
n 在分析参考程序(方式0)基础上编出程序 n (选做)8253计数器0工作在方式2
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RS-232C的电气特性
n 232C接口采用EIA电平
n 高电平为＋3V～＋15V n 低电平为－3V～－15V n 实际常用±12V或±15V
相互转换
标准TTL电平
高电平：＋2.4V～＋5V 低电平：0V～0.4V
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起止式异步通信协议
起始位
字符
常用接口芯片及应用(4)
2020/11/12
常用接口芯片及应用(4)
时钟信号
n 时钟输入引脚XTAL1：8250的基准工作时钟 n 时钟输出引脚XTAL2：基准时钟信号的输出端 n 波特率输出引脚BAUDOUT*：基准时钟经8250
内部波特率发生器分频后产生发送时钟 n 接收时钟引脚RCLK：接收外部提供的接收时钟
D0
0=CTS 引脚为高电平 1=CTS 引脚为低电平 0=DSR 引脚为高电平 1=DSR 引脚为低电平 0=RI 引脚为高电平 1=RI 引脚为低电平
0=RLSD 引脚为高电平 1=RLSD 引脚为低电平
△CTS 位 1=CTS 引脚电平发生变化 △DSR 位 1=DSR 引脚电平发生变化 △ RI 位 1=RI 引脚电平发生变化 △RLSD 位 1=RLSD 引脚电平发生变化
5. 异步通信适配器
n IBM PC机的串行异步通信适配器
n 完成发送时的并转串和接收时的串转并以及相 应的控制工作
n 以8250为核心, 构成RS-232 n 配置了TTL电平与EIA电平转换电路等
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图. 8250的连接
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异步通信适配器的接口电路(书224页图5.35) (1)和CPU接口部分
〔 ⑶ 硬件启动 〕
⑷ 计数初值进入减1计数器
⑸ 每输入一个时钟计数器减1的计数过程
⑹ 计数过程结束
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方式0：计数结束产生中断 ④
WR CLK GATE
OUT
① 方式0
②④ ⑤ ⑥ 4
4321 0
⑥⑤计②① 计数结束计数过程数值送入计数器设定计数初值设定工作方式
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计数器
读写格式
工作方式
数制
00 计数器000 计数器锁存命00令0 方式0
01 计数器101 只读写低字节001 方式1
10 11
计数器2 10 非法 11
只读写高字节010 先后读读写写低高字字节节011100101
方式2 方式3 方式4 方式5
0 二进制 1 十进制
控制字写入控制字I/O地址（A1A0＝11）
；7位字符，2位停止位，奇校验
OUT DX，AL
；写入 LCR控制字
MOV DX，2FCH ；设定 MCR口地址
MOV AL，03H
；置 MCR控制字
OUT DX，AL
MOV DX，2F9H ；设定 IER口地址
MOV AL，0
；禁止一切中断
OUT DX，AL
；置 IER控制字
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写入计数值
n 选择二进制时
n 计数值范围：0000H～FFFFH n 0000H是最大值，代表65536
n 选择十进制（BCD码）
n 计数值范围：0000～9999 n 0000代表最大值10000
计数值写入计数器各自的I/O地址
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示例
串行通信总线(串行接口标准)RS-232C
键盘接口设计实例
8255与小键盘接口实验
n 8255 端 口 地 址 为 318H~31BH,请 编程 实 现在 PC上显示所按键
PA0~PA7
行矩阵
CPU
PB0~PB1
列矩阵
8255
键盘
n 硬件电路分析
n 软件分析---键盘扫描 查表法
n 键值表的产生 高8位(列值)低8位(行值)取反
n 8255的初始化编程
总
CLK 2
线
计数器2
GATE 2
OUT 2
计数器 常用接口芯片及应用(4)
计数器
CLK GATE
预置寄存器 减1计数器 输出锁存器
OUT
CLK时钟输入信号
在计数过程中，此引脚上每 输入一个时钟信号（下降 沿），计数器的计数值减1
GATE门控输入信号
控制计数器工作，可分成电 平控制和上升沿控制两种类 型
信号；若采用发送时钟作为接收时钟，则只要将 RCLK引脚和BAUDOUT*引脚直接相连
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8250的内部结构
n 8250实现了起止式串行异步通信协议，全双工通信 n 通信字符可选择数据位为5～8位 n 停止位1、1.5或2位 n 可进行奇偶校验 n 具有奇偶、帧和溢出错误检测电路
n 流程图
n 去抖动(软件延时)
n 被按键的识别和键码的产生
n 查表法确定按下的键
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键值表的产生 高8位(列值)低8位(行值)取反
n TABLE DW
n
DW
n
DW
101H,0102H,0104H,0108H,0110H,0120H,0140H,0180H 201H,0202H,0204H,0208H,0210H,0220H,0240H,0280H 0401H,0402H,0404H,0408H
8253的编程
n 8253加电后的工作方式不确定 n 8253必须初始化编程，才能正常工作
每个计数器须初始化 8253/8254的I/O地址
n 写入方式控制字 n 写入计数初值
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
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写入方式控制字
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
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8253
•3个独立的16位计数器通道 •每个计数器有6种工作方式 •按二进制或十进制（BCD码）计数
D7～D0
RD WR
A0 A1
CS
数据总线 缓冲器
读写控制 逻辑
控制字 寄存器
与处理器接口
计数器0
CLK 0 GATE 0
内
OUT 0
部
数
计数器1
CLK 1 GATE 1
据
OUT 1
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5.5 键盘接口
n 简单键盘接口---可用三态门(231页图5.39) n 8255作为键盘接口(上次实验) n 矩阵键盘结构(231页图5.40) n 键盘编程---键盘扫描 查表法
n 去抖动
n 硬健去抖 n 软件延时
n 被按键的识别和键码的产生 n 查表法确定按下的键
常用接口芯片及应用(4)
常用接口芯片及应用(4)
本次课内容
n 可编程串行接口8250 n 1. 8250的内部结构 n 2. 8250的引脚 n 3. 内部寄存器 n 4. 8250的编程 n 5. 异步通信适配器
n 键盘接口 n 矩阵键盘结构 n 键盘接口硬件电路 n 键盘编程 n 键盘接口设计实例
本次课内容
常用接口芯片及应用(4)
起始位
字符
数据位
校验位 停止位 空闲位
1 0 0/1 0/1 … 0/1 0/1 1 1 1
低位
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内部寄存器
n 8250内部有9种可访问的寄存器，除数寄存器是16位的， 占用两个连续的8位端口
n 内部寄存器用引脚A0～A2来寻址；同时还要利用通信线 路控制寄存器的最高位，即除数寄存器访问位DLAB， 来区别共用两个端口地址的不同寄存器
MOV AL，60H
；写入1200波特的 DLL值，通过查表可知1200
对应的 DLH DLL值分别为0060H
OUT DX，AL
MOV DX，2F9H ；DLH口地址
MOV AX，0
OUT DX，AX
；写入12000波特的 DLH值
MOV DX，2FBH ；设定 LCR的口地址
MOV AL，0EH
4.可编程串行接口8250编程举例
例：设数据传输速率1200波特，通信格式 为7位/字符，2 位停止位，奇校验，数据传 输不采用中断方式，则其初始化程序段为：
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MOV DX，2FBH ；LCR的口地址
MOV AL，80H
；将DLAB位置1
OUT DX，AL
MOV DX，2FBH ；DLL的口地址
n 美国电子工业协会EIA制定的通用标准串行接口 n 设计目的是用于连接调制解调器 n 现已成为数据终端设备DTE（例如计算机）与数据通信
设备DCE（例如调制解调器）的标准接口 n RS-232C接口标准使用一个25针连接器,绝大多数设备
只使用其中9个信号，所以就有了9针连接器
n TxD：发送数据 串行数据的发送端 n RxD：接收数据 串行数据的接收端 n 百度文库xC：发送器时钟 控制数据终端发送串行数据的时钟信号 n RxC：接收器时钟 控制数据终端接收串行数据的时钟信号 n GND：信号地 为所有的信号提供一个公共的参考电平
D0～D7
IOR IOW A0～A2 AEN A3～A7A9
A8
IRQ4 IRQ3 RESET
LS245 DIR
J9 J10 J11 J12
1.8432MHz
D0～D7 8250
DISTR DOSTR A0～A2
RCLK
CS2 +5V
OUT1 OUT2
BAUDOUT
＋
CS0
CS1
ADS
DISTR
DOSTR
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传输线控制寄存器LCR（通信控制寄存器）
指定串行异步通信的字符格式 常用接口芯片及应用(4)
传输线状态寄存器LSR（通信状态寄存器）
提供串行异步通信的当前状态 供CPU读取和处理 常用接口芯片及应用(4)
MODEM控制寄存器MCR
0 0 0 LOOP OUT2 OUT1 RTS DTR
数据位
校验位 停止位 空闲位
1 0 0/1 0/1 … 0/1 0/1 1 1 1
低位
高位
起 起数 由校 选停位空表始始5据择验采止～示闲位位位奇位用8位没位采—个—检—逻—有—用—二—验—辑—进—逻每进数、用1表行传辑电制个偶据于传示送0平位字校电位校送该字，组符验平紧验符字可成开或跟是之符选，不始着否间传择低传传起传的送1位送送、始送逻结先校的1位正辑.束传5验标传或1确送。位电志2送；停位平，。可止，
反映4个控制输入信号的当前状态及其变化
MSR高4位中某位为1，说明相应输入信号当前为低有效，否则为高电平
MSR低4位中某位为1，则说明从上次CPU读取该状态字后，相应输入信号 已发生改变，从高变低或反之
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中断允许寄存器IER
n 8250设计有2个中断寄存器(IER、IIR)和4级中断 n 4级中断的优先权，是按照串行通信过程中事件的紧迫程
INTRPT
MR 常用X接T口A芯L1片及应用(4)
异步通信适配器的接口电路(书224页图5.35) (2)串行异步接口(RS-232)部分
8250
发送数据SOUT (TXD) 接收数据SIN (RXD)
请求发送RTS* 允许发送CTS* 数据装置准备好DSR*
数据终端准备好DTR* 信号地GND
为1使为O为1使U为1T使O12使U8为*2T引R5110T使脚*为S引D为*循引脚T低R环脚为*工引为低作脚低方为式低 否则否为否则高否则为则为高否为正则高常为工高作方式
设置8250与数据通信设备之间 联络应答的输出信号
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MODEM状态寄存器MSR
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
载波检测RLSD* (CD) 振铃指示RI*
对应RS-232 TXD RXD RTS
MAX CTS 232 DSR
DTR GNG CD
RI
波特率输出BAUDOUT*
TXC
接收时钟引脚RCLK
RXC
常用接口芯片及应用(4)
8250教学要求
1. 掌握起止式通信协议、RS-232C引 脚定义和连接 2. 了解8250的引脚和内部寄存器功能 3. 掌握8250的初始化编程
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2. RS-232C的连接
n 方法1：微机利用232C接口连接调制解调 器，用于实现通过电话线路的远距离通信
n 方法2：微机利用232C接口直接连接进行 短距离通信。不使用调制解调器。
常用接口芯片及应用(4)
分频次数锁存器DLH和DLL（除数锁存器） 分频系数＝基准时钟频率÷（16×比特率）
OUT计数器输出信号
当一次计数过程结束（计数 值减为0），OUT引脚上将产 生一个输出信号
常用接口芯片及应用(4)
8253的工作方式
n 8253有6种工作方式，由方式控制字确定
n 熟悉每种工作方式的特点才能根据实际应用 问题，选择正确的工作方式
n 每种工作方式的过程类似：
⑴ 设定工作方式
⑵ 设定计数初值