第7章 可编程接口芯片及应用.ppt

Tokenedu.com学习愉快新编16/32位微型计算机原理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Intel系列的8255A、8250、8253-5、8259A等几种典型通用的接口芯片7.1接口的分类及功能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：
(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8253-58253-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。二、8253-5的内部结构和寻址方式
(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OL3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。(一)方式０计数结束产生中断8253-5在方式0工作时，有以下特点：

(1)当写入控制字后，OUT端输出低电平作为起始电平，计数初值装入计数器后,输出仍保持低电平。若GATE端的门控信号为高电平，当CLK端每来一个计数脉冲，计数器就作减1计数，当计数值减为0时，OUT端输出变为高电平，若要使用中断，则可以用此电平变化向CPU发中断请求。
(2)GATE为计数控制门。方式0的计数过程可由门控信号GATE控制暂停，即当GATE=1时，允许计数；GATE=0时，停止计数。GATE信号的变化并不影响输出OUT端的状态。

(3)计数过程中可重新装入计数初值。如果在计数过程中，重新写入某一计数初值，则在写完新的计数值后，计数器将从该值重新开始作减1计数。(二)方式1可编程单稳触发器
(1)写入控制字后，OUT端输出高电平作为起始电平。当计数初值送到计数器后，若无GATE的上升沿，不管此时GATE输入的触发电平是高电平还是低电平,都不开始减1计数，必须等到GATE端输入正跳变