《新编16/32位微型计算机原理及应用》课程教学资源（PPT课件）第7章. 可编程接口芯片及应用

第7章可编程接口芯片及应用 微机与外设交换信息,都必须通过接口电路来实现。 随着大规模集成电路技术的发展,现已生产了各种各样 通用的可编程接口芯片,不同系列的微处理器都有其标 准化、系列化的接口芯片可供选用。因此,学会典型通 用接口芯片的工作原理和使用方法,是掌握微机接口技 术的重要基础。 本章主要介绍Inte系列的8255A、8250、8253-5、 8259A等几种典型通用的接口芯片 可偏程接日片 及应围

微机与外设交换信息, 都必须通过接口电路来实现。 随着大规模集成电路技术的发展，现已生产了各种各样 通用的可编程接口芯片，不同系列的微处理器都有其标 准化、系列化的接口芯片可供选用。因此，学会典型通 用接口芯片的工作原理和使用方法，是掌握微机接口技 术的重要基础。 本章主要介绍Intel系列的8255A、8250、8253-5、 8259A等几种典型通用的接口芯片 第7章 可编程接口芯片及应用

7.1接口的分类及功能 7.2可编程计数器/定时器8253-5 7.3可编程中断控制景8259A 7.4可编程并行通信接口片8255A 7.5可编程串行异步通信接口芯片8250 7.6新型通用O接口标准 可偏程接日片 及应围

7.1 接口的分类及功能 7.2 可编程计数器/定时器8253-5 7.3 可编程中断控制器8259A 7.4可编程并行通信接口芯片8255A 7.5可编程串行异步通信接口芯片8250 7.6 新型通用I/O接口标准

7.1接口的分类及功能 接口的分类 只分为通用口和专用接层两类。通用 等都可经通用接口CPU相连。通 可分为并行接 电行口。并行接口 节 电行接口和 传送而和外设之间是接串行传送 专 用接仅适用于某台外设或某种微处理器,用于增强CPU 此外,在微机控制系统中专为某个被控制的对象而设计 的接口 J 内存储器接口并行外设接口 串行外设接口 套 内存储器 并行外部设备 串行外部设备 图7.1并行接口和串行接口示意图 编程接器片 及应围

7.1 接口的分类及功能 一、 接口的分类 按接口的功能可分为通用接口和专用接口两类。通用接 口适用于大部分外设，如行式打印机、电传打字机和键盘 等都可经通用接口与CPU相连。通用接口又可分为并行接 口和串行接口。并行接口是按字节传送的；串行接口和 CPU之间按并行传送，而和外设之间是按串行传送的。专 用接口仅适用于某台外设或某种微处理器，用于增强CPU 的功能。 此外，在微机控制系统中专为某个被控制的对象而设计 的接口，也是专用接口

二、接口的功能 接口的功能很丰富,视具体的接口芯片而定,其主要 的功能有 (-)缓冲锁存数据 通常CPU与外设工作速度不可能完全匹配在数据传 送过程中难免有等待的时候。为此,需要把传输数据暂 存在接口的缓冲寄存器或锁存器中,以便缓冲或等待 而且,要为CPU提供有关外设的状态信息,如外设“准 备好”、“忙”,或缓冲器“满”、“空”等。 二)地址译码 在微机系统中,每个外设都被赋予一个相应的地址编 码,外设接口电路能进行地址译码,以选择设备。 可偏程接日片 及应围

二、接口的功能 接口的功能很丰富，视具体的接口芯片而定，其主要 的功能有： (一)缓冲锁存数据 通常CPU与外设工作速度不可能完全匹配,在数据传 送过程中难免有等待的时候。为此，需要把传输数据暂 存在接口的缓冲寄存器或锁存器中，以便缓冲或等待； 而且，要为CPU提供有关外设的状态信息，如外设“准 备好” 、 “忙”，或缓冲器“满” 、 “空”等。 (二) 地址译码 在微机系统中，每个外设都被赋予一个相应的地址编 码，外设接口电路能进行地址译码，以选择设备

三)传送命令 外设与CPU之间有一些联络信号如外设的中断请求 cPU的响应回答等信号都需要接口来传送。 (四)码制转换 在一些通信设备中,其信号是以串行方式传输的,而计 算机的代码是以并行方式输入输出的,这就需要进行并行 码与串行码的互相转换;在转换中,根据通信规程还要加 进一些同步信号等,这些工作也是接口电路要完成的任务 (五)电平转换 一般CPU喻入输出的信号都是TTL电平,而外设的信号 就不一定是TTL电平。为此,在外设与CPU连接时,要进 电平转换,使CPU与外设的电压(或电流)相匹配。 可偏程接日片 及应围

(三) 传送命令 外设与CPU之间有一些联络信号,如外设的中断请求， CPU的响应回答等信号都需要接口来传送。 (四) 码制转换 在一些通信设备中，其信号是以串行方式传输的，而计 算机的代码是以并行方式输入输出的，这就需要进行并行 码与串行码的互相转换；在转换中，根据通信规程还要加 进一些同步信号等，这些工作也是接口电路要完成的任务 之一。 (五) 电平转换 一般CPU输入输出的信号都是TTL电平，而外设的信号 就不一定是TTL电平。为此，在外设与CPU连接时，要进 行电平转换，使CPU与外设的电压(或电流)相匹配

7.2可编程计数器/定时器8253-5 8253-5是可编程计数器/定时器。 8253-5的引脚与功能结构 82535是一种24脚封装的双列直插式芯片。 DCl 24v CLK O D62 23P WR GAT 3 RD D44 OUT D,C5 20A CLKI D,d6 Ao 8253 D1日7 18FCLK GATEI A DoCs 17P: OUTI CLKoC 9 16P GATE2 CS CLK? oUTo日10 15P CLK GATE2 GATEo9 11 14P GATE! GND 912 POUT OUTz loken小 图7.28253引脚和功能结构示意图 可偏程接日片 及应围

7.2 可编程计数器/定时器8253-5 8253-5是可编程计数器/定时器。 一、 8253-5的引脚与功能结构 8253-5是一种24脚封装的双列直插式芯片

8253-引脚的定义如下: D~D数据线 A0、A:地址线用于选择3个计数器中的一个及选择 控制身 RD:读控 WR 精看专(电数 :片选端,低电平有效 CLK2:计 0#、1#、2的时钟输入 GATE 计数012的门控制脉冲输入端 百列部设备送入门控脉冲。 oUT-2:计数器0、1口#、2啪的输出端,由它接 至 外部设备以控制其启停 82535的功能体现套两个方面即计数与症时。两者的 工作原理在实上是一样的,都是利计数器作减计数, 减至0发信号;两者的差别只是用途不同。 可偏程接日片 及应围

8253-引脚的定义如下: D0～D7 : 数据线。 A0、A1 : 地址线，用于选择3个计数器中的一个及选择 控制字寄存器。 RD: 读控制信号，低电平有效。 WR： 写控制信号，低电平有效。 CS： 片选端，低电平有效。 CLK0～2： 计数器0 # 、1 # 、2 #的时钟输入端。 GATE0～2 : 计数器0 # 、1 # 、2 #的门控制脉冲输入端, 由外部设备送入门控脉冲。 OUT0～2： 计数器0 # 、1 # 、2 #的输出端，由它接 至 外部设备以控制其启停。 8253-5的功能体现在两个方面,即计数与定时。两者的 工作原理在实质上是一样的，都是利用计数器作减1计数， 减至0发信号；两者的差别只是用途不同

、8253-5的内部结构和寻址方式 laken edwina 表7.182535的寻址与相应内部结构 A A RD wR 作 0 0 读计数器0 读计数器1 0 0 读计数器2 0 0 0 0 写入计数器0 0 写入计数器1 写计数器2 0 写方式控制字 禁止《高阻抗 0 无操作(高阻抗 x 0 无操作(高阻抗) 可编接片 及应围

二、8253-5的内部结构和寻址方式

(-)内部结构 8253-5的内部结构有3个独立结构完全相同的16位计 数器和1个8位控制字寄存器。在毎个计数器内部又可分 为计数初值寄存器CR、计数执行部件CE和输出锁存器OL 3个部件,它们都是16位寄存器,也可以作8位寄存器来 用。在计数器工作时通过程序给初值寄存器CR送入初始 值,该值再送入执行部件CE作减1计数;而输出锁存器OL 则用来锁存CE的内容,该内容可以由cPU进行读出操作 二)寻址方式 8253-5内部有3个计数器和1个控制字寄存器可通过地 址线A、A1,读写控制线RD、WR与选片CS进行寻址并 实现相应的操作 可偏程接日片 及应围

(一) 内部结构 8253-5的内部结构有3个独立结构完全相同的16位计 数器和1个8位控制字寄存器。在每个计数器内部,又可分 为计数初值寄存器CR、计数执行部件CE和输出锁存器OL 3个部件，它们都是16位寄存器，也可以作8位寄存器来 用。在计数器工作时,通过程序给初值寄存器CR送入初始 值，该值再送入执行部件CE作减1计数；而输出锁存器OL 则用来锁存CE的内容，该内容可以由CPU进行读出操作。 (二) 寻址方式 8253-5内部有3个计数器和1个控制字寄存器,可通过地 址线A0、A1，读写控制线RD、WR与选片CS进行寻址,并 实现相应的操作

、8253-5的6种工作方式及时序关系 8253-5的方式控制字格式如图74所示,各计数器有6 种可供选择的工作方式,以完成定时、计数或脉冲发生器 等多种功能。 RI RLa M1MM回 0=二近计数 一二一十进制计数 M:IM Me 方式选 万式0 方式 方式 方式5 RI 操作选再 d1 计数器存 对低字节读 对高字 先读/写低字节,后读/写高字节 计数器选 选计数器 选计数器 选计草器 无效 lakenEduvma图7.48253:5工作方式担制字格式 狷接云片 及应围

三、8253-5的6种工作方式及时序关系 8253-5的方式控制字格式如图7.4所示，各计数器有6 种可供选择的工作方式，以完成定时、计数或脉冲发生器 等多种功能