[信息与通信]微机原理第六章可编程接口芯片及其应用2.ppt

第六章 常用的接口芯片及其应用 6.1 I/O接口概述 6.2简单接口 6.3总线控制器8288及总线裁决器8289 6.4可编程并行接口8255 6.5可编程定时器8253 6.6可编程串行接口8251 6.7中断控制接口 6.8A/D及D/A变换器接口 6.9DMA控制器8237 6.5可编程定时器8253 教学重点 8253的引脚和6种工作方式 8253的编程 8253在IBM PC系列机上的应用 定时器和计数器 定时控制在微机系统中极为重要 定时器由数字电路中的计数电路构 成，通过记录高精度晶振脉冲信号 的个数，输出准确的时间间隔 计数电路如果记录外设提供的具有 一定随机性的脉冲信号时，它主要 反映脉冲的个数（进而获知外设的 某种状态），常又称为计数器 定时功能的实现方法 软件延时——利用微处理器执行一 个延时程序段实现 不可编程的硬件定时——采用分频 器、单稳电路或简易定时电路控制 定时时间 可编程的硬件定时——软件硬件相 结合、用可编程定时器芯片构成一 个方便灵活的定时电路 8253/8254定时计数器 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 6.5.1 8253/8254的内部结构和引脚 计数器结构示意图 计数器的3个引脚 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 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 2. 与处理器接口 D0 ~ D7数据线 A0 ~ A1地址线 RD*读信号 WR*写信号 CS*片选信号 6.5.2 8253/8254的工作方式 8253有6种工作方式，由方式控制字确定 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 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 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 方式0 计数结束中断 方式1 可编程单稳脉冲 方式2 频率发生器（分频器） 方式3 方波发生器 方式4 软件触发选通信号 方式5 硬件触发选通信号 各种工作方式的输出波形 计数开始的时刻 需要注意： 处理器写入8253的计数初值只是写 入了预置寄存器，之后到来的第一个 CLK输入脉冲（需先由低电平变高，再 由高变低）才将预置寄存器的初值送到 减1计数器。 从第二个CLK信号的下降沿，计数器才 真正开始减1计数。 实验1 实验2 问题讨论 通过本例，请大家 思考理论（原理）与实践（工程）的关系 体会教学实践环节（上机、实验）的重要性 同时，还请大家注意 大学的常规教学侧重理论（原理）的掌握 大家需要加强实践（实验）、积累实际经验 你还能提供这样的实例吗？ 6.5.3 8253/8254的编程 8253加电后的工作方式不确定 8253必须初始化编程，才能正常工作 写入控制字 写入计数初值 读取计数值 8254新增读回命令 1 写入方式控制字 2 写入计数值 选择二进制时 计数值范围：0000H～FFFFH 0000H是最大值，代表65536 选择十进制（BCD码） 计数值范围：0000～9999 0000代表最大值10000 3 读取计数值 对8位数据线，读取16位计数值需分两次 计数在不断进行，应该将当前计数值先行锁存，然后读取： 向控制字I/O地址：给8253写入锁存命令 从计数器I/O地址：读取锁存的计数值 6.5.3 8253在IBM PC系列机上的应用 一、 定时中断和定时刷新 从阅读初始化程序段 看计数器0作为定时中断的作用 计数器0：定时中断 计数器0：方式3，计数值：65536，输出频率 为1.19318MHz÷65536＝18.206Hz的方波 门控为常启状态，这个方波信号不断产生 OUT0端接8259A的IRQ0，用作中断请求信号 每秒产生18.206次中断请求，或说每隔55ms （54.925493ms）申请一次中断 DOS系统利用计数器0的这个特点，通过08号 中断服务程序实现了日时钟计时功能 计数器1：定时刷新 需要重复不断提出刷新请求 二、 扬声器控制 计数器2的输出控制扬声器的发声音调 计数器2只能工作在方式3，才能输出 一定频率的方波，经滤波后得到近似 的正弦波，进而推动扬声器发声 扬声器还受控于并行接口（8255芯片） 必须使PB0和PB1同时为高