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1 第7章计算机接口技术 可编程定时/计数器8253 可编程并行接口8255A 主要内容： 了解并行通信与串行通信的特点 掌握两种可编程接口芯片的应用 一、并行通信与串行通信 并行通信 特点： 以数据字节或字为单位进行数据传送； 适合近距离传送 ； 对传送的信息不要求固定格式。 分类 输入和输出 单向和双向 简单接口和可编程接口 数字和模拟 串行通信 特点： 按位传送 造价低，适合于远距离传送 传送方式 全双工 半双工 单工 1.半双工和全双工 半双工： 采用分时使用同一线路传送数据的办法。 例如A端发送，B端接收。 B端发送，A端接收。 全双工： 采用两条通路，发送和接收同时进行。 2、调制与解调 通信中信号的畸变 计算机远距离的通信是借助电话电缆来传输信息。 在发送站：调制器把数字信号调制成载波信号（音频信号）。 在接收站：解调器载波信号恢复成数字信号（脉冲信号）。 调制方法：把数字“1”与“0”调制成两个频率不同的模拟量 远距离的计算机通讯中，通过电话线的连接如下图： 3、同步通讯、异步通信 同步通讯 将若干个字符组成一个数据块，称为信息帧 每帧的开始和结尾要设置控制信息，即同步信息。 要求接收端和发发送端采用统一时钟，即时钟频率和相位要保持一致，要求同时传送时钟。 同步传输的位数不受限制，可以几十到几千个字节。 通信中要求保持精确的同步时钟。成本高。 同步通讯格式 同步信息：由一个或两个二进制代码表示 数据字符：由若干字符组成。每个字符5－8位。 传送速率：可达几百K波特 异步通信 异步通讯即在每一时间单位仅传送一位信息。 一个字符可以9－11位信息 字符间的时间间隔不固定 字符内的位和位的间隔时间固定 允许收发双方不共用时钟，但通讯格式要一致，每接收一个信息都要与发送方重新同步一次。 传送速率用波特率表示。 异步通信图例 4、串行通信数据校验 奇偶校验 循环冗余校验 接口电路概述 接口是CPU与外设之间的数据交换通道。 分两大部分： 总线接口—内部寄存器、存取逻辑和传送控制逻辑电路，如数据缓冲、地址锁存等。 外设接口—CPU与外设信息交换时的联络和控制，电平与信息的转换等。 按功能分输入接口和输出接口 按传送方式分并行接口和串行接口 按传送信息类型分数字量输入输出接口和模拟量输入输出接口。 以下主要介绍典型的可编程I/O接口。 7·2 可编程定时/计数器8253 常用定时方法有三种: 软件定时 采用软件编程实现定时，通用灵活,容易实现。但仅适用于延时时间较短、重复次数有限的场合，否则占用CPU时间较长。 硬件定时 采用逻辑电路外接定时部件和电阻、电容来实现，通用性、灵活性差,若改变定时时间和计数的要求需调整电路参数。 可编程定时/计数器 定时/计数功能和范围可由编程来灵活设置，启动后，于CPU并行工作，不占CPU时间。如Intel公司的8253 8253功能 8253是Intel公司生产的16位可编程定时计数器。 具有三个完全相同的独立的16位减法计数器 计数时钟频率最高为2MHZ 按BCD码和二进制方式预置初值并减1计数 六种工作方式，通过编程设定或改变 计数定时值可由CPU随时读取。 7·2·1 8253的外部引线及内部结构 1.外部引线及功能（24引脚双列直插式芯片） D7-D0用来传送控制字和计数初值。 #RD读信号，低电平有效 #WR写信号，低电平有效 #CS片选信号 A0 A1口地址选择信号 00计数器0 01计数器1 10计数器2 11控制寄存器 CLK0-CLK 2时钟信号输入端 GATE0-GATE2控制计数器启停 OUT0-OUT2计数器输出，在不同的方式下波形不同。 2.内部结构及工作原理 1、计数器通道 计数器0、计数器1、计数器2 每个通道包括： 一个16位可预置初值的寄存器。 一个计数执行单元 一个输出锁存器 CLK作为输入计数的时钟信号。可以按二进制或BCD码减1计数。 采用二进制写入数值范围： 0000H（最大）- FFFFH 采用BCD写入的数值范围： 0000（最大）- 9999 GATE是门控信号。用于控制计数的启动和停止 OUT 计数输出信号。 2.内部结构及工作原理 2、控制寄存器 存放方式选择控制字，决定8253 工作方式。 只读。 3、数据总线缓冲器，8位双向三态 写控制字 写计数初值 读计数初值 2.内部结构及工作原理 4、读/写控制逻辑 芯片选择#CS A1A0 #RD #WR 3.计数器启动方法 CPU用输出指令向计数器写入初值后 软件启动：计数器开始启动，进行减1计数。 硬件启动：由门控信号GATE由低变高后开始计数。 重复计数： 在方式2和方式3下，计数器从初值减到0，只要门控GATE=1，计数器就