《微处理器与接口技术》课件第6章 可编程接口设计

6.1可编程定时/计数器8253

6.1可编程定时/计数器82536.1.18253的引脚及结构1.8253外部引脚CLK0~CLK2：计数器时钟输入引脚。计数器对此时钟信号进行计数，每经历一个时钟脉冲，计数值就减1。当输入时钟是均匀连续，周期精确的信号时，8253作为定时器使用，当输入时钟是外部事件产生的不均匀、断续的脉冲时，8253作为计数器使用。GATE0~GATE2：门控信号输入引脚。该信号的作用是控制计数器的启动和停止。OUT0~OUT2：计数器输出引脚。根据计数器设置的工作方式，产生不同的输出波形。6.1可编程定时/计数器82536.1.18253的引脚及结构2.8253内部结构包括3个独立的16位计数器、数据总线缓冲器、控制字寄存器和读写逻辑。(1)计数器8253的3个计数器相互独立，可以按照各自的工作方式计数。每个计数器都具有相同的内部结构，包括一个16位的计数初值寄存器、一个减1计数寄存器和一个计数值输出锁存器。当设置计数初值后，减1计数寄存器开始对输入脉冲执行减1计数，计数值输出锁存器跟随减１计数寄存器变化，当出现锁存命令时，锁定当前计数值，等读取之后，又随着减１计数寄存器的变化而变化。当计数初值减到零时，从OUT端口输出相应的信号。6.1可编程定时/计数器8253

6.1可编程定时/计数器82536.1.28253工作方式1.方式0：计数结束产生中断方式0采用软件启动，写入的计数初值只计数一遍，不能自动重复，输出信号可以作为中断请求信号，保持到写入新的计数值。方式0的流程为：①写入控制字后，输出为低电平；②接着，写入计数初值，经历一个时钟信号的上升沿和下降沿，初值装入减1计数寄存器；③在计数期间，每经历一个时钟信号的下降沿执行一次减1操作；④最后，当计数值减到0，输出高电平，6.1可编程定时/计数器82536.1.28253工作方式2.方式1：可重复触发单稳态方式方式1采用硬件启动，虽然写入的计数初值只计数一遍，不能自动重复，但是GATE信号上升沿可以重新触发计数。输出一个负脉冲信号，脉度等于计数初值乘以时钟周期。①写入控制字后，输出为高电平；②接着，写入计数初值，等待GATE信号出现上升沿后，在其下一个时钟脉冲的下降沿，初值才装入减1计数寄存器；③在计数期间，每经历一个时钟信号的下降沿执行一次减1操作，GATE信号变低不影响计数；④最后，当计数值减到0，输出高电平，输出电平的高低变化中，6.1可编程定时/计数器82536.1.28253工作方式3.方式2：频率发生器方式2采用可以采用软件或硬件启动，自动重载初值进行计数，输出连续的脉宽为时钟周期的负脉冲。方式2的流程为：①写入控制字后，输出为高电平；②写入计数初值时，如果此时GATE信号为高电平，在下一个时钟脉冲的下降沿，初值装入减1计数寄存器；否则，等待GATE信号出现上升沿后，在下一个时钟脉冲的下降沿，才将初值装入减1计数寄存器；③在计数期间，GATE信号变一直为高电平，则每经历一个时钟信号的下降沿执行一次减1操作；④最后，当计数值减到1，输出低电平，维持一个时钟周期后，输出高电平，从而形成一个脉宽为时钟周期的负脉冲，然后，计数器自动重装初值，开始新一轮计数。6.1可编程定时/计数器82536.1.28253工作方式4.方式3：方波发生器方式3采用可以采用软件或硬件启动，自动重载初值进行计数，输出连续的方波信号。方式3的流程为：①写入控制字后，输出为高电平；②写入计数初值时，如果此时GATE信号为高电平，在其下一个时钟脉冲的下降沿，初值装入减1计数寄存器；否则，等待GATE信号出现上升沿后，在其下一个时钟脉冲的下降沿，才将初值装入减1计数寄存器；③在计数期间，GATE信号变一直为高电平，则每经历一个时钟信号的下降沿执行一次减1操作；④如果初值为N，当计数到N/2（对于偶数）或(N+1)/2（对于奇数）时，输出低电平。计数完成后，输出高电平，计数器自动重装初值，开始新一轮计数6.1可编程定时/计数器82536.1.28253工作方式5.方式4：软件触发选通方式4采用软件启动，写入的计数初值只计数一遍，不能自动重复，输出一个负脉冲信号，脉度等于时钟周期。方式4的流程为：①写入控制字后，输出为高电平；②接着，写入计数初值，经历一个时钟脉冲的下降沿，初值装入减1计数寄存器；③在计数期间，每经历一个时钟信号的下降沿执行一次减1操作，GATE信号变低不影响计数；④最后，当计数值减到0，输出低电平，维持一个时钟周期后，输出高电平，从而形成一个脉宽为时钟周期的负脉冲。6.1可编程定时/计数器82536.1.28253工作方式6.方式5：硬件触发选通方式5采用硬件启动，受GATE信号上升沿触发，一次触发计数一遍，不能自动重复，输出负脉冲信号，脉度等于时钟周期。方式5的流程为：①写入控制字后，输出为高电平；②接着，写入计数初值，等待GATE信号出现上升沿后，在其下一个时钟脉冲的下降沿，初值才装入减1计数寄存器；③在计数期间，每经历一个时钟信号的下降沿执行一次减1操作，GATE信号变低不影响计数；④最后，当计数值减到0，输出低电平，维持一个时钟周期后，输出高电平，从而形成一个脉宽为时钟周期的负脉冲。6.1可编程定时/计数器82536.1.38253控制字6.1可编程定时/计数器8253

A1A0作用1XXXX无效00001读计数器000101读计数器101001读计数器200010写计数器000110写计数器101010写计数器201110写控制寄存器6.1可编程定时/计数器82536.1.48253应用举例8253的初始化主要包括写入计数器的控制字和计数初值。因为8253的每个计数器都有端口地址，所以可以采取比较灵活的顺序对计数器初始化。8253的初始化需要遵循“先写控制字，再写计数值”的要求，对于16位的计数值，遵循“先写低字节，再写高字节”的要求。8253初始化的方法有两种：①逐个初始化计数器，即对某个计数器，先写入方式控制字，接着写入计数初值，完成后，再对了一个计数器进行初始化。②先写全部所用到的计数器的控制字，再写入各计数器的计数值。6.2可编并行接口8255

6.2可编并行接口82556.2.18255的引脚及结构8255的内部结构由数据端口、A组和B组控制电路、数据总线缓冲区和读写控制逻辑四部分组成(1)数据A口、B和C8255有A、B、C共3个8位数据端口，可以分别设置为输入口或输出口。因为A口和B口都各自有一个８位输入锁存器和一个８位输出锁存器/缓冲器，所以A口和B口作为输入或输出时数据都可以锁存。C口作为输出时能对数据锁存，但作为输入时没有锁存能力。当3个口作为输出端口时，可以用输入指令读取锁存器的内容。通常A口和B口作为独立的I/O端口，端口Ｃ可以做独立的I/O端口，也可以将C口分成2组，各位作为A口和B的控制和状态信号。6.2可编并行接口8255

6.2可编并行接口82556.2.28255工作方式1.工作方式0：基本输入/输出方式A口、B口、C口的高4位和低4位可分别独立的设置为输入或输出端口，这些端口可以共有16种不同的组合。在这种工作方式下，C口可以按位置位和复位。在方式0下，C口有按位进行置位和复位的能力。有关Ｃ口的按位操作见后续内容。2.工作方式1：选通输入/输出方式在工作方式１中，A口和B口仍作为I/O口，但需要选通信号控制完成，C口中部分的位作为控制和状态信号配合A口和B口在工作于方式1。3.工作方式2：双向选通输入输出只有A口可以采用工作方式2，这种方式能够实现发送和接收的双向通信，可以采用查询或中断方式进行数据传输。6.2可编并行接口82556.2.38255的控制字8255的控制字有两个：工作方式选择控制字和C口位控制字。两个控制字共用同一个地址，称为控制字寄存器地址，通过控制字的D7位区分这两个控制字，D7为1时，是工作方式选择控制字，D7为0时，是C口位控制字。工作方式选择控制字的格式如上图所示，控制字的D6~D3位用于设置A组的工作方式，包括了A口的8位和C口的高4位；控制字的D2~D0位用于设置B组的工作方式，包括B口的8位和C口的低4位。C口位控制字的格式如下图所示，这个控制字可以对C口的某一位置为1或0。控制字的D3