微机原理第8章 常用可编程接口芯片.ppt

第8章 常用可编程接口芯片 可编程定时/计数器接口芯片8253 可编程并行接口芯片8255A 串行输入输出接口 数/模与模/数转换接口 本章重点 8253定时器基本概念、控制字、赋初值值、地址分配、6种工作方式 8255并行接口基本概念、控制字、地址分配、3种工作方式 串行通信基本概念、同步、异步串行通信格式、RS232标准引脚与连线 D/A和A/D转换器的主要参数和接口电路设计 8.1 定时器/计数器 定时方法 软件定时 硬件定时：不可编程硬件定时与课编程硬件定时 作用 定时：提供恒定的时间基准 延时：等待指定的时间 计数：对外部脉冲计数 控制：输出指定宽度的脉冲(PWM)；按照一定的频率输出脉冲 可编程定时器/计数器芯片8253/8254 8.1.1 8253/8254可编程定时/计数器 每片具有3个独立的16位计数通道（计数器0、1、2）。每通道最大可以实现65536脉冲计数，8253计数速率达2.6MHz，8254可达10MHz 每个计数器可以单独作为计数或定时使用，都可以按照二进制（1到65536)或BCD码(1到10000)计数(减1计数) 所有输入、输出电平与TTL电平兼容可以对系统内部脉冲和外部脉冲进行计数 每个通道可以提供6种不同的工作方式。工具工作方式不同，计数触发条件和计数结束方式不同 采取减1计数：先赋初值，接收到一个脉冲，计数值减1 1.8253/8254结构 数据总线和地址线(片选CS与A0A1) 时钟输入(CLK) 门控输入(GATE) 输出(OUT) 读写控制 控制寄存器 初值寄存器 当前计数值寄存器 2. 计数初值 8253/8254是逆计数器（减1计数器），减1计数器减为0时输出有效； 定时的计数初值(时间常数)。 3. 编程命令 1）8253/8254的初始化 ● 写入方式字：向控制端口写入方式字，选择通道、确定工作方式； ● 写入计数初值：按方式字的要求向指定通道装入计数初值； ● 锁存命令：将选定计数通道的当前计数值锁存，以便读取。 2）命令字格式 命令字的作用 ● 工作方式字：选择通道、确定工作方式 3）8253/8254的读操作 ● 读初值：直接读，按初始化时指定的长度和顺序读 ● 读当前值：先锁存再读 读取当前值的作用：求当前所计脉冲数 8253/8254寄存器地址分配 一片占用四个端口地址（由A0A1 确定） 控制字：基地址＋3 写计数初值：基地址＋0，1，2 读取当前计数值：基地址＋0，1，2 由片选信号CS确定基地址 8253的控制字 如通道1采用方式1，BCD码计数，计数初值为100H 则控制字例8-1 8253的初始化 写入初始值 4. 工作方式及特点 ● 区分6种工作方式的标志 ① 启动计数器的触发方式 ② 输出波形 ③ 计数过程中门控信号的作用 ④ 在计数过程中写入新初值的处理方式 8253工作方式 方式0：计数结束中断方式 方式1：单稳态触发器（可编程单脉冲发生器） 方式2：分频器（速率发生器） 方式3：方波发生器 方式4：软件触发的选通信号发生器 方式5：硬件触发的选通信号发生器 1）0方式——低电平输出（GATE信号上升沿继续计数） ● 触发方式：写入初值后，WR＝ 触发 ● 输出波形：计数过程中为低电平，减为0变高，并结束 ● 计数过程中GATE作用：＝1，允许；＝0，禁止；＝ ，暂停，＝ ，继续 ● 计数过程中写入新初值：马上按新初值开始计数 2）1方式——低电平输出（GATE信号上升沿重新计数） ● 触发方式：写入初值后，GATE＝ 触发; ● 输出波形：计数过程中为低电平，减为0变高，并结束; ● 计数过程中GATE作用：＝1，＝0，＝ ，不影响；＝ ，启动或重新启动; ● 计数过程中写入新初值：由GATE＝ 启动新过程。 3）2方式——周期性负脉冲输出 ● 周期：N*TCLK高低电平比：N-1:1； ● 具有自动重新装载计数初值的功能每当减1计数器的值减为0，就将初值寄存器的内容重新装入减1计数器，重新开始计数，输出重复波形； ● 触发方式：写入初值后，WR＝ 触发； ● 输出波形：计数过程中为高电平，减为1时变低，维持1个时钟周期，再次变高并重新装入计数初值，重复计数过程； ● GATE作用：＝1，允许；＝0，禁止；＝ ，停止，＝ ，重新开始； ● 计数过程中写入新初值：计数器回零，输出完负脉冲后，再开始新过程。 4）3方式——周期性方波输出 ● 与方式2一样具有自动重新装载计数初值的功能，与方式2的区别仅在于输出波形不同; ● 触发方式：写入初值后，W