?第 6章 微型计算机接口技术第 6章 微型计算机接口技术
6.1 微型计算机接口技术概述
6.2 输入与输出
6.3 并行数据接口
6.4 串行数据接口
6.5 DMA接口
6.6 8253可编程定时计数器
6.7 数 /模、模 /数转换器及其与 CPU的接口
第 6章 微型计算机接口技术本章学习目的
掌握输入 /输出接口电路和基本概念,掌握 I/O端口编址方法和特点及地址译码方法 。
掌握 CPU与外设数据传送的方式方法 。
掌握并行数据接口的基本概念,可编程输入 /输出接口芯片 8255A的结构,应用及编程方法 。
掌握串行数据接口的基本概念,RS232C串行接口标准,可编程串行接口芯片 8250的结构,应用及编程方法 。
第 6章 微型计算机接口技术
掌握 DMA的基本概念,可编程 DMA控制器芯片 8237A的结构,应用及编程方法 。
掌握定时 /计数电路的基本概念,可编程定时 /
计数器芯片 8253的结构,应用及编程方法 。
掌握模 /数、数 /模转换的基本概念、应用方法，
了解 DAC0832芯片和 ADC0809,AD574等芯片的应用 。
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第 6章 微型计算机接口技术
6.1 微型计算机接口技术概述一个简单的微机系统需要 CPU,存储器,基本的输入／输出系统以及将它们连接在一起的各种信号线和接口电路 。
外部设备通过接口电路和系统总线相联，接口电路的作用是把计算机输出的信息变成外设能够识别的信息，把外设输入的信息转化成计算机所能接受的信息。
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第 6章 微型计算机接口技术
6.2 输入与输出
6.2.1 概述
6.2.2 CPU与外设数据传送的方式返回本章首页
第 6章 微型计算机接口技术
6.2.1 概述
1,输入 /输出接口的编址方式
（ 1） I/O端口与内存储器统一编址
（ 2） I/O端口单独编址 （ 如图 6-1所示 ）
第 6章 微型计算机接口技术
（ a ）存储器映射方式示意图 （ b ） I/ O 映射方式示意图图 6 -1 I/O 映射方式和存储器映射方式的示意图
I/O 空间
0000H
FFFFH
00000H
内存空间
FFFFFH
1M
00000H
供 I/O 接口使用内存空间
FFFFFH
第 6章 微型计算机接口技术
2,Intel × 86CPU中的端口访问
（ 1） 8086/8088采用 IN和 OUT指令访问端口
（ 2） 80286和 80386/80486还支持 INSB/INSW和
OUTSB/OUTSW指令访问端口
第 6章 微型计算机接口技术
3,Intel CPU的输入输出时序在 CPU进行输入输出操作时，若 8086 CPU
处在最大组态下，则 T1期间,S0~S1的编码为 I/O
操作；若 8086 CPU在最小组态下，则使 IO/信号为高电平，指明是对 I/O操作（如图 6-2所示）。
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-2 I/O读写时序图
第 6章 微型计算机接口技术
4,I/O端口地址译码
（ 1） 当接口电路的 I/O端口固定不变时,采用固定式译码电路 。
（ 2） 当端口地址可需适应不同的场合而改变时,
采用可选式译码电路 。
第 6章 微型计算机接口技术地址范围 I/O接口名称
000H~01FH DMA控制器
020H~03FH 中断控制器
040H~05FH 定时器 8253/8254
060H~07FH 并行接口芯片 8255
0A0H~0BFH NMI屏蔽寄存器
080H~09FH DMA页面寄存器
表 6-1 PC/XT机系统板配置的端口地址
第 6章 微型计算机接口技术
表 6-2 PC/XT机适配器控制卡的端口地址
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-3 门电路译码门电路译码
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-4 PC/XT机系统板 I/O接口电路的片选信号的产生电路专用译码器译码电路
第 6章 微型计算机接口技术返回本节图 6- 5 可选式译码电路
O J
12
O
7 4 L S3 0
A
3
A
4
A
5
A
6
A
7
A
9
A
8
O J
10
O
AEN
CS
7 4 L S0 4
第 6章 微型计算机接口技术
6.2.2 CPU与外设数据传送的方式
1,程序控制方式 （ 如图 6-6,6-7所示 ）
无条件传送方式,查询传送方式
2．中断传送方式 如图 6-8所示
3．直接存储器访问（ DMA）方式
4,I/O处理机方式
第 6章 微型计算机接口技术
图
6-
6
查询传送方式控制流程图 6- 6 查询传送方式控制流程
Y
N
读入设备状态准备好？
传送数据
第 6章 微型计算机接口技术
D6 D7
（ a）输入时状态信息 （ b）输出 时状态信息
图 6-7 查询式传送时读入的状态信息
D6 D7
第 6章 微型计算机接口技术返回本节入口主程序中断服务程序中断源断点图 6 -8 中断过程
第 6章 微型计算机接口技术
6.3 并行数据接口
6.3.1 简单并行口
6.3.2 8255A可编程输入 /输出接口返回本章首页
第 6章 微型计算机接口技术
6.3.1 简单并行口
1,行输入稳定量的输入,变化量的输入
2,行输出输出接口中要有数据锁存能力,以便输出设备能够得到正确的数据 。
3,双向输入 /输出接口利用数据总线进行双向传送信息返回本节
第 6章 微型计算机接口技术
6.3.2 8255A可编程输入 /输出接口
1,8255A的结构框图 （ 如图 6-9所示 ）,从功能上来分,8255A的结构可分为：总线接口电路,
内部控制逻辑和输入 /输出接口电路 。
（ 1） 总线接口电路数据总线缓冲器和读 /写控制逻辑 。
（ 2） 内部控制逻辑
（ 3） 输入 /输出接口电路
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-9 8255A的结构框图内部数据总线
PB
7
~PB
0
B 组
B 口
(8 位 )
PC
3
~PC
0
B 组
C 口
(4 位 )
PC
7
~PC
4
PA
7
~PA
0
A 组
A 口
(8 位 )
A 组
C 口
(4 位 )
A 组控制
B 组控制
D
7
~D
0
数据总线缓冲器读 / 写控制逻辑
RD
WR
A1
A0
RE S E T
CS
第 6章 微型计算机接口技术
2,8255A的引脚说明
8255A是 40根引脚，双列直插式芯片。 40根引脚的分布图如图 6-10所示，这些引脚可分成：
（ 1）与外设连接的引脚
（ 2）与 CPU连接的引脚
第 6章 微型计算机接口技术
图
6-
10
82
55A
引脚分布图
A
口
B
口
C
口
PA
0
PA
1
PA
2
PA
3
PA
4
PA
5
PA
6
PA
7
PB
0
PB
1
PB
2
PB
3
PB
4
PB
5
PB
6
PB
7
PC
0
PC
1
PC
2
PC
3
PC
4
PC
5
PC
6
PC
7
D
0
D
1
D
2
D
3
D
4
D
5
D
6
D
7
A
0
A
1
CS
RD
WR
R E S E T
Vcc
GND
3 4 4
3 3 3
3 2 2
3 1 1
3 0 4 0
2 9 3 9
2 8 3 8
2 7 3 7
1 8
8 2 5 5 A 1 9
9 2 0
8 2 1
6 2 2
5 2 3
3 6 2 4
3 5 2 5
1 4
1 5
1 6
1 7
1 3
2 6 1 2
7 1 1
1 0
第 6章 微型计算机接口技术
表 6-3 8255A端口选择表
第 6章 微型计算机接口技术
3,8255A的编程控制字
（ 1） 工作方式控制字：用来设定通道的工作方式及数据的传送方向的 。
（ 2） C口按位置位 /复位控制字：向控制寄存器写入控制字,而使它的每一位置位或复位 。
（ 3）两个控制字的差别工作方式控制字放在程序的开始部分；按位置位 /
复位控制字可放在初始化程序以后的任何地方 。
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-11 8255A工作方式控制字格式
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-12 8255AC口按位置位 /复位控制
第 6章 微型计算机接口技术
4,8255A的工作方式及应用
（ 1） 方式 0及其应用 （ 如图 6-13所示 ）
（ 2） 方式 1及其应用 （ 如图 6-14,6-18所示 ）
（ 3） 方式 2及其应用 （ 如图 6-19,6-23所示 ）
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-13 系统连接图
PB
7
~P B
0
PA
7
~P A
0
8 位开关
8 位 L ED
指示灯
R ES ET 接系统
R ES ET 信号线 蜂鸣片按钮
82 55 A
PC
0
PC
4
数据总线
D
7
~D
0
CS
第 6章 微型计算机接口技术
（ a ） A 通道方式 1 引脚配置 （ b ） B 通道方式 1 引脚配置图 6 -1 4 8 2 5 5 A 方式 1 输入
RD
ST B
a
IBF
a
INT Ra
I/O
PC
4
PC
5
PC
3
PA
7
~PA
0
I N T E A
PC
6
,
7
ST B
b
INT R
b
I B F b
RD
PC
2
PC
1
PC
0
PB
7
~PB
0
I N T E B
第 6章 微型计算机接口技术图 6 -1 5 方式 1 输入时序从外设输入
PA
7
~ PA
0
（ PB
7
~ PB
0
）
STB
RD
IBF
I N T R
tPH
tSI
T
tSIB
tST
tPS
tRIB
tRIT
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-16 8255A方式 1输出
（ a ） A 通道方式 1 引脚配置 （ b ） B 通道方式 1 引脚配置
O B Fa
ACKa
IN T R
a
I/O
WR
PC
7
PC
6
PC
3
PA
7
~P A
0
IN T E
A
PC
4,
PC
5
S T B b
IN T R b
ACKb
WR
PC
1
PC
2
PC
0
PB
7
~P B
0
IN T E
B
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-17 8255A方式 1输出时序
OBF
WR
输出
INTR
ACK
tWOB
tWB
tAOB
tAK tAIT
tWIT
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-18 8255A方式 1状态字
D7 D6 D5 D4 D 3 D2 D1 D 0
I / O I / O I B F a I N T E a I N T R a
O B F a I N T E a I / O I / O I N T R a
A 组状态
I N T E b I B F b I N T R b
I N T E b O B F b I N T R b
B 组状态
第 6章 微型计算机接口技术
图
6-
19
82
55A
方式
2
引脚定义
I NT Ra
RD
WR
O BF a
ACK a
PC
7
PC
6
P A
7
～ P A
0
I NT E
B
I BFa
ST B a
I/O
PC
2 ～ 0
PC
4
PC
5
I NT E
A
PC
3
第 6章 微型计算机接口技术
t
KDt
AD
外部总线
PA
7
～ PA
0
WR
RD
I N T R
OBF
ACK
STB
IBF
t
AOB
t
WOB
t
AK
t
ST
t
SIB
t
PS
t
PH
t
RIB
图 6-20 方式 2的输入输出时序
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-21 方式 2的状态字
D2
D1
D0
OBF a I N T E a I B F a I N T E b I N T R a I N T E b I N T E b I / O
O B F b I B F b I / O
I N T R b I N T R b I / O
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
A 组 B 组
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-22 方式 2应用接口电路图系统总线
IR Q
0
IR Q
1
IR Q
2
IR Q
7
主机
IN T R
8259A
IN T
主机 8255
P C 3 （ IN T R ）
第 6章 微型计算机接口技术
图
6-
23
程序的流程返回本节主程序,中断服务程序：
发送数据初始化发送字节首址→ SI
接收数据初始化接收缓冲器首址→ DI
开中断
8255A 初始化
8259A 初始化开始等待接收中断否是是是输入中断?
禁止输入 / 输出中断关系统中断断读入 8255A 状态字断是输出中断?
从 A 口输出一个数据否允许输入 / 输出中断开系统中断发 EO I 命令中断返回读入数据送接收数据缓冲器
第 6章 微型计算机接口技术
6.4 串行数据接口
6.4.1 概述
6.4.2 可编程串行接口芯片 8250
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第 6章 微型计算机接口技术
6.4.1 概述
1．通信的概念串行通信就是数据在一根传输线上一位一位的按顺序传送的通信方式 。 串行通信时,所有的数据,状态,控制信息都是在这一根传输线上传送的 。 这样,在通信时所连接的物理线路最少,
也最经济,因而特别适合远距离的信息传输 。
第 6章 微型计算机接口技术
2．串行通信的一些基本术语
（ 1） 串行数据在传输线上的形式：采用调幅和调频如图 6-24,6-25所示 。
（ 2）数据传输速率的单位：波特率、比特率
（ 3）串行通信的连接方式：单工、双工、半双工。
图 6-26所示。
（ 4）同步通信和异步通信：异步通信是利用起始位使收发双方同步。同步通信通知收方，开始接收数据（如图 6-27,6-28所示）。
第 6章 微型计算机接口技术
（ 5）信息的检错与纠错：检错是指如何发现传输中的错误；纠错是指发现错误之后应如何消除错误（如图 6-29所示） 。
（ 6）信号的调制与解调：调制采用调制器，解调采用解调器。
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-24 mark/space串行数据格式
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-25 曼彻斯特标准串行数据格式
第 6章 微型计算机接口技术
图
6-
26
单工
、
双工
、
半双工连接示意图
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-27 异步通信信息格式
第 6章 微型计算机接口技术同步信息数据 1
数据 2
…
…
数据 n
校验 1
校验 2
同步信息
图 6-28 同步通信信息格式
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-29 方阵校验字符生成原理
第 6章 微型计算机接口技术
3．串行接口标准 RS-232C
（ 1） 电气特性：对数据,逻辑,1”的电平低于 -
3V,逻辑,0”的电平高于 +3V；对控制信号,接通状态的电平高于 +3V,断开状态的电平低于 -3V。
（ 2） 机械特性,RS-232C采用 DB-25型 25针连接器 （ 如图 6-30所示 ） 。
（ 3） RS-232C的接口信号,设备状态信号线,送控制信号线,接收控制线,数据发送与接收线
第 6章 微型计算机接口技术
о о о о о о о о о о о о о
13 1 2 1 1 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1
о о о о о о о о о о о о
25 24 23 22 21 20 1 9 18 17 16 15 14
图 6-30 DB-25型连接器
第 6章 微型计算机接口技术
表6-
4
RS
-232
连接器信号返回本节
第 6章 微型计算机接口技术
6.4.2 可编程串行接口芯片 8250
1,主要功能
INS 8250的主要功能有：
1） 8250支持异步通信规程,
2） 8250的异步通信的数据格式可由用户编程选择 。
3） 内部具有可编程时钟产生电路 。
第 6章 微型计算机接口技术
4） 具有独立的接收时钟输入引脚 。
5） 有 CPU发向调制解调器的信号,还有能接收并记录由调制解调器发送到计算机的状态信息 。
可方便地与 MODEM相连 。
6） 具有带优先级排序的中断系统,有多种中断源 。
7）具有可记录所有状态信息的状态寄存器和检查起始位出错的能力。
第 6章 微型计算机接口技术
2,8250的结构框图和引脚
图
6-
31
82
50
的结构框图
B A U D O U T
数据总线缓冲器内部数据总线接收缓冲寄存器接收移位寄存器
S IN
发送缓冲寄存器发送移位寄存器
S O U T
传输线状态寄存器分频次数锁存器 （低）
分频次数锁存器 （高）
波特率发生器传输线控制寄存器接收同步控制发送同步控制
R C L K
INT RP T
中 断 允 许寄 存 器中 断 识 别寄 存 器中 断 控制 逻 辑
M O D E M 控制 寄 存 器
M O D E M
状 态 寄 存 器调 制 解调 控 制逻辑选择和读写控制逻辑
CS
0
CS
1
CS
2
A
0
A
1
A
2
A D S
D I S T R
D I S T R
D O S T R
D O S T R
D D I R
C S O U T
MR
X T A L
1
X T A L
2
+5V
G N D
R T S
C T S
D T R
D S R
R L S D
RI
O U T
1
O U T
2
第 6章 微型计算机接口技术
1
2
3 1 0
4
5 9
6
7 1 5
8
12
13
1 4 1 1
2 8 3 2
2 7 8 2 5 0 3 6
2 6 3 3
2 5 3 7
2 2 3 8
2 1 3 9
1 9 3 4
1 8 3 1
2 3 3 0
24
3 5 4 0
1 6 2 0
17
D
0
D
1
D
2
D
3
D
4
D
5
D
6
D
7
CS
0
CS
1
CS
2
A
0
A
1
A
2
AD S
DIS T R
DIS T R
DO STR
DO STR
DD IR
CS O U T
MR
XT AL
1
XT AL
2
SIN
RC L K
BAU DO U T
SO UT
RT S
CT S
DT R
DS R
RLSD
RI
O UT
1
O UT
2
INT RP T
+5V
G ND
图 6-32 8250的引脚配置
第 6章 微型计算机接口技术
3,8250的内部寄存器及初始化编程
（ 1） 8250的内部寄存器及其寻址表 6-5 8250内部寄存器寻址
第 6章 微型计算机接口技术
（ 2） 8250内部寄存器的编程格式
图
6-
33
传输线控制寄存器
LCR
的控制字格
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
字符长
0 0 = 5 位
0 1 = 6 位
1 0 = 7 位
1 1 = 8 位停止位的位数
0 = 1 位停止位
1= 当字符长为 5 位时,1.5
位停止位；当字符长为
6~8 位时,2 位停止位。
有无奇偶校验
0= 无奇偶校验
1= 有奇偶校验附加奇偶标志位
0= 不附加
1= 附加 1 位 (D
4
= 1,D
3
= 1,偶校验,奇 偶 校 验 位 为 0 ；
D
4
= 0,D
3
= 1,奇校验,奇偶校验位为 1) 。
寻址识别位 （ D LA B ）
0= 寻址 RBR,T B R,IER
1= 寻址分频次数锁存器
D LL,D L H
设置间断
0= 禁止间断
1= 强迫 SO U T 引脚连续输出空白状态奇偶校验的类型
0= 奇校验
1= 偶校验
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-34 LSR寄存器的格式
D R = 1 接收数据准备好
B I = 1,检测到间断
O E = 1,重叠错
T B R E = 1,发送缓冲器空
P E = 1,奇偶错
F E = 1,帧错
T S R E = 1,发送移位寄存器空恒为 0
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
传输线状态寄存器 LSR
第 6章 微型计算机接口技术
表 6-6 分频次数与波特率对应表分频次数锁存器 DLH和 DLL
第 6章 微型计算机接口技术图 6-35 MCR寄存器的格式
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
1 ＝ D T R 引脚为低电平（表示数据终端准备好） 1 ＝自测试循环回送状态
0 ＝正常工作状态
1 ＝ R T S 引脚为低电平（表示请求发送）
1 ＝ O U T 1 引脚为低电平
1 ＝ O U T 2 引脚为低电平恒为 0
MCR是 8位的寄存器
第 6章 微型计算机接口技术
△ C T S 位
1= C T S 引脚电平发生变化
△ D SR 位
1= D SR 引脚电平发生变化
△ T ER I 位
1= R I 引脚电平发生变化
△ R LSD 位
1= R LSD 引脚电平发生变化
0= C T S 引脚为高电平
1= C T S 引脚为低电平
0= D SR 引脚为高电平
1= D SR 引脚为低电平
0= R I 引脚为高电平
1= R I 引脚为低电平
0= R LSD 引脚为高电平
1= R LSD 引脚为低电平
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
图 6-36 MSR的格式
MODEM状态寄存器 MSR
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-37 中断识别寄存器 IIR的状态字格式
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
有无中断请求位 （ IP ）
0= 有中断请求
1= 无中断请求中断源识别
0 0 = M O DE M 状态发生变化中断
01= 发送缓冲器空中断
10= 接收数据准备就绪中断
11= 接收数据发行错中断恒为 0
中断识别寄存器 IIR
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-38 中断允许寄存器 IER格式
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
恒为 0
1= 开放接收数据就绪中断
1= 开放发送缓冲器空中断
1= 开放接收字符错或接收到间断状态中断
1= 开放 M O D E M 状态改变中断中断允许寄存器 IER
第 6章 微型计算机接口技术
4,8250编程举例例：设数据传输速率 1200波特,通信格式为 7位 /字符,2 位停止位,奇校验,数据传输不采用中断方式,则其初始化程序段为：
第 6章 微型计算机接口技术
MOV DX,2FBH ； LCR的口地址
MOV AL,80H ；将 DLAB位置 1
OUT DX,AL
MOV DX,2FBH ； DLL的口地址
MOV AL,60H ；写入 1200波特的 DLL值,通过查表可知 1200对应的； DLH DLL值分别为 0060H
OUT DX,AL
MOV DX,2F9H ； DLH口地址
MOV AX,0
OUT DX,AX ；写入 12000波特的 DLH值
MOV DX,2FBH ；设定 LCR的口地址
第 6章 微型计算机接口技术
MOV AL,0EH ； 7位字符,1位停止位,奇校验
OUT DX,AL ；写入 LCR控制字
MOV DX,2FCH ；设定 MCR口地址
MOV AL,03H ；置 MCR控制字
OUT DX,AL
MOV DX,2F9H ；设定 IER口地址
MOV AL,0 ；禁止一切中断
OUT DX,AL ；置 IER控制字返回本节
第 6章 微型计算机接口技术
6.5 DMA接口
6.5.1 概述
6.5.2 可编程 DMA控制器 Intel 8237
返回本章首页
第 6章 微型计算机接口技术
6.5.1 概述
1,DMA传送的基本原理
图 6-39 DMA方式传送路径程序控制的数据输入 / 输出
D M A 控制的数据输入 / 输出
C P U
总线外设存储器
第 6章 微型计算机接口技术
2,DMA数据传送的基本过程
1） 向 DMAC发出 DMA传送请求信号 （ DREQ） 。
2） DMAC向总线仲裁机构请求占用总线 。
3） DMAC接到 HLDA信号后成为总线的主控者 。
4） 向存储器和进行 DMA传送的外设发出读写命令,开始 DMA传送 。
5） 撤消对 CPU的总线请求,交回系统总线的管理和控制权 。
第 6章 微型计算机接口技术
3,DMA控制器的功能结构
1） 总线控制功能 。
2） 具有用于提供交换数据地址的地址寄存器 。
3） 具有数据块长度计数器 。
4） 具有编程寄存器和状态寄存器 。
返回本节
第 6章 微型计算机接口技术
6.5.2 可编程 DMA控制器 Intel 8237
1,8237的结构框图和引脚 （ 如图 6-40,6-41,表
6-7所示 ） 。
2,8237的内部寄存器
（ 1） 当前地址寄存器和当前字节计数寄存器
（ 2） 基地址寄存器和基字节计数寄存器
（ 3） 请求寄存器 （ 如图 6-42~6-44所示 ）
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-40 8237的结构框图定时和控制逻辑优先权控制逻辑写缓冲器 读缓冲器
A
4
~A
7
输出缓冲 器
DB
0
~DB
7
D
0
~D
1
I/O 缓冲器命 令控 制
1 6 位总线 16 位总线读 / 写缓冲器当前地址 当前字计寄存器 数寄存器
(1 6 位 ) ( 1 6
位 )
读缓冲器基地址 基字计数寄存器 寄存器
(1 6 位 ) (1 6 位 )
A
0
~A
3
A
8
~A
15
A
0
~A
7
减 1 电路暂时字计数器
(1 6 位 )
加 1/ 减 1 电路暂时地址寄存器
(1 6 位 )
I/O 缓冲器命令寄存器
(8 位 )
屏蔽寄存器 (1 位 )
请求寄存器 (1 位 )
读 / 写工作方式寄存器
(1 6 位 )
状态寄存器
(8 位 )
暂存寄存器
(8 位 )
CS
RESET
READY
CL K
EO P
IO R
IO W
M E M R
M E M W
AEN
ADS T B
HRQ
HL DA
DREQ
0
~DREQ
3
DACK
0
~DACK
3
第 6章 微型计算机接口技术
表 6-7 8237的内部寄存器名称 位数 数量 CPU访问方式基地址寄存器 16 4 只写基字节计数寄存器 16 4 只写当前地址寄存器 16 4 可读可写当前字节计数寄存器 16 4 可读可写地址暂存器 16 1 不能访问字节计数寄存器 16 1 不能访问命令寄存器 8 1 只写工作方式寄存器 6 4 只写屏蔽寄存器 4 1 只写请求寄存器 4 1 只写状态寄存器 8 1 只读暂存寄存器 8 1 只读
第 6章 微型计算机接口技术
图
6-
41
82
37
的引脚配置
1 40
8237
20 2 1
I O R
I O W
M EM R
M EM W
NC
R EA D Y
HLDA
A D ST B
A EN
HRQ
CS
CLK
R ESET
D A C K 2
D A C K 3
D R EQ 3
D R EQ 2
D R EQ 1
D R EQ 0
G N D
A 7
A 6
A 5
A 4
EO P
A 3
A 2
A 1
A 0
V cc
DB 0
DB 1
DB 2
DB 3
DB 4
D A C K 0
D A C K 1
DB 5
DB 6
DB 7
第 6章 微型计算机接口技术
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
00 —选通道 0
01 —选通道 1
10 —选通道 2
11 —选通道 3
0--
复位请求位
1--
置位请求位无效位
图 6-42 请求寄存器的格式
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-43 同时对四个通道设定屏蔽标志的命令字格式
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
0
通道无效位
1
通道
2
通道
3
通道
0-- 清除通道屏蔽位
1-- 通道屏蔽位置位
第 6章 微型计算机接口技术
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
1 — 表 示 该 通 道 有
D M A 请求
0
通道
1
通道
2
通道
3
通道
0 — R E S E T 或 C P U 读状态寄存器后
1 — 表示该通道计数到终点或 E O P 输入
0
通道
1
通道
2
通道
3
通道
图 6-44 状态寄存器格式
第 6章 微型计算机接口技术
表 6-8 8237循环优先权的变化
3,8237的工作方式及编程控制字
第 6章 微型计算机接口技术
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
00 — 选通道 0
01 — 选通道 1
10 — 选通道 2
11 — 选通道 3
00 — 校验 （或 M → M ）
01 — 写传送 I/O → M
10 — 读传送 M → I/O
11 — 无效
D
7
,D
6
都为 1 时 D
3
,D
2
无意义
0 — 禁止自动预置
1 — 允许自动预置
0 — 选择地址加 1
1 — 选择地址减 1
00 — 请求传送方式
01 — 单次传送方式
10 — 成组传送方式
11 — 级联方式
图 6-45 工作方式寄存器格式
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-46 命令寄存器的命令格式
0 — 禁止存储器→存储器
1 — 允许存储器→存储器
0 — 通道 0 地址不保持
1 — 通道 0 地址保持不变
× — D
0
＝ 0 时该位无意义
0 — 允许 8 2 3 7 操作
1 — 禁止 8 2 3 7 操作
0 — 正常时序
1 — 压缩时序
× — D
0
＝ 0 时该位无意义
0 — 固定优先权
1 — 循环优先权
0 — 滞后写
1 — 扩展写
× — D
3
＝ 1 时,该位无意义
0 — D R E Q 高电平有效
1 — D R E Q 低电平有效
0 — D A C K 低电平有效
1 — D A C K 高电平有效
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
第 6章 微型计算机接口技术
4,8237的初始化编程举例例,PC机系统,程序中的变量 DMA地址为 00H,设对 8237的 0通道编程,使其工作于单一传送方式,地址加 1,自动预置,读出操作 。
MOV AL,04H ；命令字禁止 8237操作
OUT DMA+8,AL ；命令字送命令寄存器
OUT DMA+0DH,AL；发主清命令
MOV AL,0FFH ；传送字节数送 AL
第 6章 微型计算机接口技术
OUT DMA+1,AL ；写 0通道字节计数器和当前字节计数器低
8位
OUT DMA+1,AL ；写 0通道字节计数器和当前字节计数器高
8位
MOV AL,58H ； DMA工作方式字,单一传送,地址加 1，
自动预置,；读出,0通道
OUT DMA+0BH,AL
MOV AL,0 ；置命令寄存器
OUT DMA+08H,AL ；命令字送命令寄存器
OUT DMA+10 ；写单一屏蔽寄存器,允许通道 0请求
第 6章 微型计算机接口技术
5,8237在 PC系列机中的应用
（ 1） PC/XT机的 DMA系统,PC/XT机支持 4个
DMA通道,
（ 2） PC/AT机的 DMA系统,PC/AT机支持 7个
DMA通道,其中通道 4用作主片与从片的级联 。
返回本节
第 6章 微型计算机接口技术
6.6 8253可编程定时计数器
6.6.1 概述
6.6.2 8253定时计数器返回本章首页
第 6章 微型计算机接口技术
6.6.1 概述
实现定时和计数有两种方法：硬件定时和软件定时 。
软件定时是利用 CPU每执行一条指令都需要几个固定的指令周期的原理,运用软件编程的方式进行定时 。
硬件定时,是利用专门的定时电路实现精确定时 。
这种定时方式又可分为简单硬件定时和利用可编程接口芯片实现定时 。
返回本节
第 6章 微型计算机接口技术
6.6.2 8253定时计数器图 6-47 8253的结构框图
8
D
7
-D
0
计数器
0 号控制字寄存器计数器
1 号计数器
2 号内部数据总线数据总线缓冲器读 / 写逻辑
RD
WR
A
0
A
1
CS
C L K
0
G AT E
0
OUT
0
C L K
1
G AT E
1
OUT
1
C L K
2
G AT E
2
OUT
2
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-48 8253的引脚配置
D
0
D
1
D
2
D
3
D
4
D
5
D
6
D
7
RD
WR
A
0
A
1
CS
Vc c
地电源线控制线数据线
C L K
0
G AT E
0
OUT
0
G A T E
0
O U T
0
C L K
1
G AT E
1
OU T
1
G A T E
1
O U T
1
C L K
2
G AT E
2
OU T
2
G A T E
2
O U T
2
计数器
0 号计数器
1 号计数器
2 号
9
11
10
15
14
13
18
16
17
8
7
6
5
4
3
2
1
22
23
19
2
21
24
12
第 6章 微型计算机接口技术
A1A0编码与 8253内部寄存器的对应关系表 6-9 8253寄存器寻址
A1 A2 寄存器选择和操作
0 1 0 0 0 写入 0通道计数寄存器
0 1 0 0 1 写入 1通道计数寄存器
0 1 0 1 0 写入 2通道计数寄存器
0 1 0 1 1 写入 3通道计数寄存器
0 0 1 0 0 读 0通道锁存器
0 0 1 0 1 读 1通道寄存器
0 0 1 1 0 读 2通道寄存器
第 6章 微型计算机接口技术
2,8253的编程控制字
图
6-
49
82
53
控制字格式
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
0= 二进制
1= 二—十进制工作方式选择
000= 方式 0
001= 方式 1
010= 方式 2
011= 方式 3
100= 方式 4
101= 方式 5
通道控制字寻址
00= 通道 0 控制寄存器
01= 通道 1 控制寄存器
10= 通道 2 控制寄存器
11= 不用读写操作
00= 锁定当前计数值
01= 读 / 写计数器低 8 位
10= 读写计数器高 8 位
11= 先读 / 写计数器低 8 位再读 / 写计数器高 8 高位
第 6章 微型计算机接口技术本 节 以 下 各 例 均 设 8253 占 用 端 口 地 址
40H~43H。
方式 0 减 1计数到 0时发中断请求
3,8253的工作方式及举例
第 6章 微型计算机接口技术
（设计数初值为 3 ）
写计数值写 CW
CL K
G AT E
（允许计数高电平）
WR
O UT
0 0
123
G AT E ’
2 223
1
O UT ’
0
0
图 6-50 方式 0的时序图
第 6章 微型计算机接口技术例：设 8253计数器通道 0工作于方式 0,用 8位二进制计数,其计数值为 50,二 — 十进制,则它的初始化程序段如下：
MOV AL,11H ；设置控制字
OUT 43H,AL ；写入控制字寄存器
MOV AL,50 ；设置计数初值
OUT 40H,AL ；写入计数初值寄存器
第 6章 微型计算机接口技术 开始计数
CLK
WR
G A T E
OUT
1
G A T E ’
OUT
1
’
3 2 1 3 2 1 0
3 2 1 0
重新开始计数不停计数
CW LSB
图 6-51 方式 1的时序图方式 1 可编程单脉冲输出
第 6章 微型计算机接口技术例：设计数器通道 1工作于方式 1,按二进制计数,计数初值为 40H,它的初始化程序段为：
MOV AL,62H ；工作方式控制字
OUT 43H,AL
MOV AL,40H ；送计数初值
OUT 41H,AL
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-52 方式 2的时序图
3 2 1
3
高电平 1
CW L S B
CL K
WR
G AT E
2
O UT
2
G AT E
2
’
O UT
2
’
自动重复计数
3 2 1
禁止计数
3 2 1
重新开始计数方式 2 周期性时间间隔计时器（频率发生器）
第 6章 微型计算机接口技术例：设 8253计数器 0工作于方式 2,按二进制计数,
计数初值为 0304H。
MOV AL,00110100B；设控制字,通道 0,先读
/写高 8位 ；再读写低 8位,方式 2,二进制 。
OUT 43H,AL
MOV AL,04H ；送计数值低字节
OUT 40H,AL MOV AL,03H
OUT 40H,AL ；送计数值高字节
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-53 方式 3的时序图
CL K
WR
G AT E
3
O UT
3
(N= 奇数 )
O UT
3
’
(N= 偶数 )
高电平 1
5 4 3
自动重复计数
2 1 5 （ 0 ） 4 3
CW L S B
4 3 2 1 4 3 2 1
方式 3 方波发生器
第 6章 微型计算机接口技术例：设 8253计数器 2工作在方式 3,按二 — 十进制计数,计数初值为 4,则它的初始化程序段如下：
MOV AL,10010111B ；计数器 2,只读
/写低 8位,工作方式 3,二 ~十进制
OUT 43H,AL；控制字送控制字寄存器
MOV AL,4 ；送计数初值
OUT 42H,AL
第 6章 微型计算机接口技术高电平 1
CW L S B
3 2 1 0 CL K 1
禁止计数
3 2 1 3 2 1 0
重新开始计数
CL K
WR
G AT E
4
O UT
4
G AT E
4
’
O UT
4
’
图 6-54 方式 4的时序图方式 4 软件触发选通
第 6章 微型计算机接口技术例：设 8253计数器 1工作于方式 4,按二进制计数,计数初值为 3,则初始化程序段为：
MOV AL,058H ；设置控制字寄存器
OUT 43H,AL ；送控制字
MOV AL,3 ；置计数初值
OUT 41H,AL ；送计数初值
第 6章 微型计算机接口技术
3 2 1 3 2 1 0
重新开始计数
CW L S B
3 2 1 0 1
CL K
WR
G AT E
5
O UT
5
G AT E
5
’
O UT
5
’
开始计数不停计数
图 6-55 方式 5时序图方式 5 硬件触发脉冲
第 6章 微型计算机接口技术例：设 8253的通道 1工作于方式 5,按二进制计数,
计数初值为 4000H,则它的初始化程序段为：
MOV AL,01101010B；通道 1,只读写高字节,
方式 5,二进制计数 。
OUT 43H,AL
MOV AL,40H
OUT 41H,AL ；送计数初值
第 6章 微型计算机接口技术
4,8253的读操作
（ 1） 读之前先停止计数
（ 2） 读之前先送计数值锁存命令
第 6章 微型计算机接口技术
5,PC/XT机中 8253的应用
（ 1） 计数器 0：用于产生实时时钟信号
（ 2） 计数器 1：用于产生动态存储器刷新的地址更新信号
（ 3） 计数器 2：产生扬生器的发音驱动信号返回本节
第 6章 微型计算机接口技术
6.7 数 /模、模 /数转换器及其与 CPU的接口
6.7.1 概述
6.7.2 数模转换器及其与 CPU的接口
6.7.3 模 /数转换器及其与 CPU的接口返回本章首页
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-56 计算机自动控制系统生产或实验过程计算机传感器
1
传感器 n
执 行 部件
n
D /An
D /A
1
A /D n
A /D
1
执 行 部件
1
物理量 数字电信号模拟电信号模拟电信号模拟电信号模拟电信号数字电信号数字电信号数字电信号物理量物理量物理量
6.7.1 概述返回本节
第 6章 微型计算机接口技术
6.7.2 数模转换器及其与 CPU的接口
1,D/A芯片的性能参数和术语
（ 1） 分辨率
（ 2） 转换时间
（ 3） 精度
（ 4） 线性误差和微分线性误差
（ 5） 温度系数 。
第 6章 微型计算机接口技术
2,DAC和微处理器接口中需要考虑的问题
(1)输入缓冲能力
(2) 输入码制
(3)输入数据的宽度
(4) DAC是电流型还是电压型
(5)AC是单极性输出还是双极性输出
第 6章 微型计算机接口技术
表 6-10 DAC芯片介绍
3,D/A芯片简介
第 6章 微型计算机接口技术
4,DAC与微处理器接口实例
（ 1） DAC的分辨率小于等于系统数据总线宽度时 （ 如图 6-57,6-58所示 ） 。
（ 2） 分辨率大于系统总线宽度时,DAC与系统的连接如图 6-59所示 。
第 6章 微型计算机接口技术
D
7
Q
7
D
6
D
5
D
4
锁存器
D
3
7 4 L S
D
2
2 7 3
D
1
D
0
Q
0
80H
74LS
138
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
IO R Q
WR
A
7
~A
0
D
7
A D 1 4
08
D
0
C P U
图 6-57 ADC1408与 CPU的连接图
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-58 CPU与 DAC0832的接口
81H
74LS
138
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
IO R Q
A
7
~A
0
W R
+ 5V
C PU
DI
7
D AC 08 32
DI
0
ILE
CS
X FER
WR
1
WR
2
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-59 AD561与 CPU的接口电路返回本节
第 6章 微型计算机接口技术
6.7.3 模 /数转换器及其与 CPU的接口
1,采样和量化模拟量转换为数字量，一般经过三个步骤：采样、量化、和编码。
2,A/D的性能参数和术语
1）分辨率,2）量化误差,3）转换时间,4）
绝对精度,5）相对精度。
第 6章 微型计算机接口技术
3,A/D与 CPU接口中应注意的问题
（ 1） A/D的数字输出特性
（ 2） A/D和 CPU的时间配合问题
（ 3） A/D分辨率超过微处理器数据总线位数时的接口如图 6-60所示
（ 4） ADC的控制和状态信号
第 6章 微型计算机接口技术图 6-6 0 高分辨率 A /D 与数据总线为 8 位的 C P U 接口原理图
W R IT E
CP U
READ
S T A R T
LO W B Y T E
E N A B LE
H IG H T B Y T E
E N A B LE
A D C
数字输出
CS
2
CS
1
地址译码
第 6章 微型计算机接口技术
4,A/D芯片简介
表 6-11 ADC芯片介绍
第 6章 微型计算机接口技术
5,A/D与微处理器接口实例
图 6-61 AD574A与 CPU相连的接口电路返回本节地址译码
D
0
~D
7
CP U
A
1
~A
9
IO W
IO R
DB
4
~DB
11
DB
0
~DB
3
ST S
AD 57 4A
CS
A0
R /C
12/8
CE
第 6章 微型计算机接口技术
THANK YOU VERY MUCH ！
本章到此结束，
谢谢您的光临！
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6.1 微型计算机接口技术概述
6.2 输入与输出
6.3 并行数据接口
6.4 串行数据接口
6.5 DMA接口
6.6 8253可编程定时计数器
6.7 数 /模、模 /数转换器及其与 CPU的接口
第 6章 微型计算机接口技术本章学习目的
掌握输入 /输出接口电路和基本概念,掌握 I/O端口编址方法和特点及地址译码方法 。
掌握 CPU与外设数据传送的方式方法 。
掌握并行数据接口的基本概念,可编程输入 /输出接口芯片 8255A的结构,应用及编程方法 。
掌握串行数据接口的基本概念,RS232C串行接口标准,可编程串行接口芯片 8250的结构,应用及编程方法 。
第 6章 微型计算机接口技术
掌握 DMA的基本概念,可编程 DMA控制器芯片 8237A的结构,应用及编程方法 。
掌握定时 /计数电路的基本概念,可编程定时 /
计数器芯片 8253的结构,应用及编程方法 。
掌握模 /数、数 /模转换的基本概念、应用方法，
了解 DAC0832芯片和 ADC0809,AD574等芯片的应用 。
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第 6章 微型计算机接口技术
6.1 微型计算机接口技术概述一个简单的微机系统需要 CPU,存储器,基本的输入／输出系统以及将它们连接在一起的各种信号线和接口电路 。
外部设备通过接口电路和系统总线相联，接口电路的作用是把计算机输出的信息变成外设能够识别的信息，把外设输入的信息转化成计算机所能接受的信息。
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第 6章 微型计算机接口技术
6.2 输入与输出
6.2.1 概述
6.2.2 CPU与外设数据传送的方式返回本章首页
第 6章 微型计算机接口技术
6.2.1 概述
1,输入 /输出接口的编址方式
（ 1） I/O端口与内存储器统一编址
（ 2） I/O端口单独编址 （ 如图 6-1所示 ）
第 6章 微型计算机接口技术
（ a ）存储器映射方式示意图 （ b ） I/ O 映射方式示意图图 6 -1 I/O 映射方式和存储器映射方式的示意图
I/O 空间
0000H
FFFFH
00000H
内存空间
FFFFFH
1M
00000H
供 I/O 接口使用内存空间
FFFFFH
第 6章 微型计算机接口技术
2,Intel × 86CPU中的端口访问
（ 1） 8086/8088采用 IN和 OUT指令访问端口
（ 2） 80286和 80386/80486还支持 INSB/INSW和
OUTSB/OUTSW指令访问端口
第 6章 微型计算机接口技术
3,Intel CPU的输入输出时序在 CPU进行输入输出操作时，若 8086 CPU
处在最大组态下，则 T1期间,S0~S1的编码为 I/O
操作；若 8086 CPU在最小组态下，则使 IO/信号为高电平，指明是对 I/O操作（如图 6-2所示）。
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-2 I/O读写时序图
第 6章 微型计算机接口技术
4,I/O端口地址译码
（ 1） 当接口电路的 I/O端口固定不变时,采用固定式译码电路 。
（ 2） 当端口地址可需适应不同的场合而改变时,
采用可选式译码电路 。
第 6章 微型计算机接口技术地址范围 I/O接口名称
000H~01FH DMA控制器
020H~03FH 中断控制器
040H~05FH 定时器 8253/8254
060H~07FH 并行接口芯片 8255
0A0H~0BFH NMI屏蔽寄存器
080H~09FH DMA页面寄存器
表 6-1 PC/XT机系统板配置的端口地址
第 6章 微型计算机接口技术
表 6-2 PC/XT机适配器控制卡的端口地址
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-3 门电路译码门电路译码
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-4 PC/XT机系统板 I/O接口电路的片选信号的产生电路专用译码器译码电路
第 6章 微型计算机接口技术返回本节图 6- 5 可选式译码电路
O J
12
O
7 4 L S3 0
A
3
A
4
A
5
A
6
A
7
A
9
A
8
O J
10
O
AEN
CS
7 4 L S0 4
第 6章 微型计算机接口技术
6.2.2 CPU与外设数据传送的方式
1,程序控制方式 （ 如图 6-6,6-7所示 ）
无条件传送方式,查询传送方式
2．中断传送方式 如图 6-8所示
3．直接存储器访问（ DMA）方式
4,I/O处理机方式
第 6章 微型计算机接口技术
图
6-
6
查询传送方式控制流程图 6- 6 查询传送方式控制流程
Y
N
读入设备状态准备好？
传送数据
第 6章 微型计算机接口技术
D6 D7
（ a）输入时状态信息 （ b）输出 时状态信息
图 6-7 查询式传送时读入的状态信息
D6 D7
第 6章 微型计算机接口技术返回本节入口主程序中断服务程序中断源断点图 6 -8 中断过程
第 6章 微型计算机接口技术
6.3 并行数据接口
6.3.1 简单并行口
6.3.2 8255A可编程输入 /输出接口返回本章首页
第 6章 微型计算机接口技术
6.3.1 简单并行口
1,行输入稳定量的输入,变化量的输入
2,行输出输出接口中要有数据锁存能力,以便输出设备能够得到正确的数据 。
3,双向输入 /输出接口利用数据总线进行双向传送信息返回本节
第 6章 微型计算机接口技术
6.3.2 8255A可编程输入 /输出接口
1,8255A的结构框图 （ 如图 6-9所示 ）,从功能上来分,8255A的结构可分为：总线接口电路,
内部控制逻辑和输入 /输出接口电路 。
（ 1） 总线接口电路数据总线缓冲器和读 /写控制逻辑 。
（ 2） 内部控制逻辑
（ 3） 输入 /输出接口电路
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-9 8255A的结构框图内部数据总线
PB
7
~PB
0
B 组
B 口
(8 位 )
PC
3
~PC
0
B 组
C 口
(4 位 )
PC
7
~PC
4
PA
7
~PA
0
A 组
A 口
(8 位 )
A 组
C 口
(4 位 )
A 组控制
B 组控制
D
7
~D
0
数据总线缓冲器读 / 写控制逻辑
RD
WR
A1
A0
RE S E T
CS
第 6章 微型计算机接口技术
2,8255A的引脚说明
8255A是 40根引脚，双列直插式芯片。 40根引脚的分布图如图 6-10所示，这些引脚可分成：
（ 1）与外设连接的引脚
（ 2）与 CPU连接的引脚
第 6章 微型计算机接口技术
图
6-
10
82
55A
引脚分布图
A
口
B
口
C
口
PA
0
PA
1
PA
2
PA
3
PA
4
PA
5
PA
6
PA
7
PB
0
PB
1
PB
2
PB
3
PB
4
PB
5
PB
6
PB
7
PC
0
PC
1
PC
2
PC
3
PC
4
PC
5
PC
6
PC
7
D
0
D
1
D
2
D
3
D
4
D
5
D
6
D
7
A
0
A
1
CS
RD
WR
R E S E T
Vcc
GND
3 4 4
3 3 3
3 2 2
3 1 1
3 0 4 0
2 9 3 9
2 8 3 8
2 7 3 7
1 8
8 2 5 5 A 1 9
9 2 0
8 2 1
6 2 2
5 2 3
3 6 2 4
3 5 2 5
1 4
1 5
1 6
1 7
1 3
2 6 1 2
7 1 1
1 0
第 6章 微型计算机接口技术
表 6-3 8255A端口选择表
第 6章 微型计算机接口技术
3,8255A的编程控制字
（ 1） 工作方式控制字：用来设定通道的工作方式及数据的传送方向的 。
（ 2） C口按位置位 /复位控制字：向控制寄存器写入控制字,而使它的每一位置位或复位 。
（ 3）两个控制字的差别工作方式控制字放在程序的开始部分；按位置位 /
复位控制字可放在初始化程序以后的任何地方 。
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-11 8255A工作方式控制字格式
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-12 8255AC口按位置位 /复位控制
第 6章 微型计算机接口技术
4,8255A的工作方式及应用
（ 1） 方式 0及其应用 （ 如图 6-13所示 ）
（ 2） 方式 1及其应用 （ 如图 6-14,6-18所示 ）
（ 3） 方式 2及其应用 （ 如图 6-19,6-23所示 ）
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-13 系统连接图
PB
7
~P B
0
PA
7
~P A
0
8 位开关
8 位 L ED
指示灯
R ES ET 接系统
R ES ET 信号线 蜂鸣片按钮
82 55 A
PC
0
PC
4
数据总线
D
7
~D
0
CS
第 6章 微型计算机接口技术
（ a ） A 通道方式 1 引脚配置 （ b ） B 通道方式 1 引脚配置图 6 -1 4 8 2 5 5 A 方式 1 输入
RD
ST B
a
IBF
a
INT Ra
I/O
PC
4
PC
5
PC
3
PA
7
~PA
0
I N T E A
PC
6
,
7
ST B
b
INT R
b
I B F b
RD
PC
2
PC
1
PC
0
PB
7
~PB
0
I N T E B
第 6章 微型计算机接口技术图 6 -1 5 方式 1 输入时序从外设输入
PA
7
~ PA
0
（ PB
7
~ PB
0
）
STB
RD
IBF
I N T R
tPH
tSI
T
tSIB
tST
tPS
tRIB
tRIT
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-16 8255A方式 1输出
（ a ） A 通道方式 1 引脚配置 （ b ） B 通道方式 1 引脚配置
O B Fa
ACKa
IN T R
a
I/O
WR
PC
7
PC
6
PC
3
PA
7
~P A
0
IN T E
A
PC
4,
PC
5
S T B b
IN T R b
ACKb
WR
PC
1
PC
2
PC
0
PB
7
~P B
0
IN T E
B
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-17 8255A方式 1输出时序
OBF
WR
输出
INTR
ACK
tWOB
tWB
tAOB
tAK tAIT
tWIT
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-18 8255A方式 1状态字
D7 D6 D5 D4 D 3 D2 D1 D 0
I / O I / O I B F a I N T E a I N T R a
O B F a I N T E a I / O I / O I N T R a
A 组状态
I N T E b I B F b I N T R b
I N T E b O B F b I N T R b
B 组状态
第 6章 微型计算机接口技术
图
6-
19
82
55A
方式
2
引脚定义
I NT Ra
RD
WR
O BF a
ACK a
PC
7
PC
6
P A
7
～ P A
0
I NT E
B
I BFa
ST B a
I/O
PC
2 ～ 0
PC
4
PC
5
I NT E
A
PC
3
第 6章 微型计算机接口技术
t
KDt
AD
外部总线
PA
7
～ PA
0
WR
RD
I N T R
OBF
ACK
STB
IBF
t
AOB
t
WOB
t
AK
t
ST
t
SIB
t
PS
t
PH
t
RIB
图 6-20 方式 2的输入输出时序
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-21 方式 2的状态字
D2
D1
D0
OBF a I N T E a I B F a I N T E b I N T R a I N T E b I N T E b I / O
O B F b I B F b I / O
I N T R b I N T R b I / O
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
A 组 B 组
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-22 方式 2应用接口电路图系统总线
IR Q
0
IR Q
1
IR Q
2
IR Q
7
主机
IN T R
8259A
IN T
主机 8255
P C 3 （ IN T R ）
第 6章 微型计算机接口技术
图
6-
23
程序的流程返回本节主程序,中断服务程序：
发送数据初始化发送字节首址→ SI
接收数据初始化接收缓冲器首址→ DI
开中断
8255A 初始化
8259A 初始化开始等待接收中断否是是是输入中断?
禁止输入 / 输出中断关系统中断断读入 8255A 状态字断是输出中断?
从 A 口输出一个数据否允许输入 / 输出中断开系统中断发 EO I 命令中断返回读入数据送接收数据缓冲器
第 6章 微型计算机接口技术
6.4 串行数据接口
6.4.1 概述
6.4.2 可编程串行接口芯片 8250
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第 6章 微型计算机接口技术
6.4.1 概述
1．通信的概念串行通信就是数据在一根传输线上一位一位的按顺序传送的通信方式 。 串行通信时,所有的数据,状态,控制信息都是在这一根传输线上传送的 。 这样,在通信时所连接的物理线路最少,
也最经济,因而特别适合远距离的信息传输 。
第 6章 微型计算机接口技术
2．串行通信的一些基本术语
（ 1） 串行数据在传输线上的形式：采用调幅和调频如图 6-24,6-25所示 。
（ 2）数据传输速率的单位：波特率、比特率
（ 3）串行通信的连接方式：单工、双工、半双工。
图 6-26所示。
（ 4）同步通信和异步通信：异步通信是利用起始位使收发双方同步。同步通信通知收方，开始接收数据（如图 6-27,6-28所示）。
第 6章 微型计算机接口技术
（ 5）信息的检错与纠错：检错是指如何发现传输中的错误；纠错是指发现错误之后应如何消除错误（如图 6-29所示） 。
（ 6）信号的调制与解调：调制采用调制器，解调采用解调器。
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-24 mark/space串行数据格式
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-25 曼彻斯特标准串行数据格式
第 6章 微型计算机接口技术
图
6-
26
单工
、
双工
、
半双工连接示意图
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-27 异步通信信息格式
第 6章 微型计算机接口技术同步信息数据 1
数据 2
…
…
数据 n
校验 1
校验 2
同步信息
图 6-28 同步通信信息格式
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-29 方阵校验字符生成原理
第 6章 微型计算机接口技术
3．串行接口标准 RS-232C
（ 1） 电气特性：对数据,逻辑,1”的电平低于 -
3V,逻辑,0”的电平高于 +3V；对控制信号,接通状态的电平高于 +3V,断开状态的电平低于 -3V。
（ 2） 机械特性,RS-232C采用 DB-25型 25针连接器 （ 如图 6-30所示 ） 。
（ 3） RS-232C的接口信号,设备状态信号线,送控制信号线,接收控制线,数据发送与接收线
第 6章 微型计算机接口技术
о о о о о о о о о о о о о
13 1 2 1 1 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1
о о о о о о о о о о о о
25 24 23 22 21 20 1 9 18 17 16 15 14
图 6-30 DB-25型连接器
第 6章 微型计算机接口技术
表6-
4
RS
-232
连接器信号返回本节
第 6章 微型计算机接口技术
6.4.2 可编程串行接口芯片 8250
1,主要功能
INS 8250的主要功能有：
1） 8250支持异步通信规程,
2） 8250的异步通信的数据格式可由用户编程选择 。
3） 内部具有可编程时钟产生电路 。
第 6章 微型计算机接口技术
4） 具有独立的接收时钟输入引脚 。
5） 有 CPU发向调制解调器的信号,还有能接收并记录由调制解调器发送到计算机的状态信息 。
可方便地与 MODEM相连 。
6） 具有带优先级排序的中断系统,有多种中断源 。
7）具有可记录所有状态信息的状态寄存器和检查起始位出错的能力。
第 6章 微型计算机接口技术
2,8250的结构框图和引脚
图
6-
31
82
50
的结构框图
B A U D O U T
数据总线缓冲器内部数据总线接收缓冲寄存器接收移位寄存器
S IN
发送缓冲寄存器发送移位寄存器
S O U T
传输线状态寄存器分频次数锁存器 （低）
分频次数锁存器 （高）
波特率发生器传输线控制寄存器接收同步控制发送同步控制
R C L K
INT RP T
中 断 允 许寄 存 器中 断 识 别寄 存 器中 断 控制 逻 辑
M O D E M 控制 寄 存 器
M O D E M
状 态 寄 存 器调 制 解调 控 制逻辑选择和读写控制逻辑
CS
0
CS
1
CS
2
A
0
A
1
A
2
A D S
D I S T R
D I S T R
D O S T R
D O S T R
D D I R
C S O U T
MR
X T A L
1
X T A L
2
+5V
G N D
R T S
C T S
D T R
D S R
R L S D
RI
O U T
1
O U T
2
第 6章 微型计算机接口技术
1
2
3 1 0
4
5 9
6
7 1 5
8
12
13
1 4 1 1
2 8 3 2
2 7 8 2 5 0 3 6
2 6 3 3
2 5 3 7
2 2 3 8
2 1 3 9
1 9 3 4
1 8 3 1
2 3 3 0
24
3 5 4 0
1 6 2 0
17
D
0
D
1
D
2
D
3
D
4
D
5
D
6
D
7
CS
0
CS
1
CS
2
A
0
A
1
A
2
AD S
DIS T R
DIS T R
DO STR
DO STR
DD IR
CS O U T
MR
XT AL
1
XT AL
2
SIN
RC L K
BAU DO U T
SO UT
RT S
CT S
DT R
DS R
RLSD
RI
O UT
1
O UT
2
INT RP T
+5V
G ND
图 6-32 8250的引脚配置
第 6章 微型计算机接口技术
3,8250的内部寄存器及初始化编程
（ 1） 8250的内部寄存器及其寻址表 6-5 8250内部寄存器寻址
第 6章 微型计算机接口技术
（ 2） 8250内部寄存器的编程格式
图
6-
33
传输线控制寄存器
LCR
的控制字格
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
字符长
0 0 = 5 位
0 1 = 6 位
1 0 = 7 位
1 1 = 8 位停止位的位数
0 = 1 位停止位
1= 当字符长为 5 位时,1.5
位停止位；当字符长为
6~8 位时,2 位停止位。
有无奇偶校验
0= 无奇偶校验
1= 有奇偶校验附加奇偶标志位
0= 不附加
1= 附加 1 位 (D
4
= 1,D
3
= 1,偶校验,奇 偶 校 验 位 为 0 ；
D
4
= 0,D
3
= 1,奇校验,奇偶校验位为 1) 。
寻址识别位 （ D LA B ）
0= 寻址 RBR,T B R,IER
1= 寻址分频次数锁存器
D LL,D L H
设置间断
0= 禁止间断
1= 强迫 SO U T 引脚连续输出空白状态奇偶校验的类型
0= 奇校验
1= 偶校验
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-34 LSR寄存器的格式
D R = 1 接收数据准备好
B I = 1,检测到间断
O E = 1,重叠错
T B R E = 1,发送缓冲器空
P E = 1,奇偶错
F E = 1,帧错
T S R E = 1,发送移位寄存器空恒为 0
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
传输线状态寄存器 LSR
第 6章 微型计算机接口技术
表 6-6 分频次数与波特率对应表分频次数锁存器 DLH和 DLL
第 6章 微型计算机接口技术图 6-35 MCR寄存器的格式
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
1 ＝ D T R 引脚为低电平（表示数据终端准备好） 1 ＝自测试循环回送状态
0 ＝正常工作状态
1 ＝ R T S 引脚为低电平（表示请求发送）
1 ＝ O U T 1 引脚为低电平
1 ＝ O U T 2 引脚为低电平恒为 0
MCR是 8位的寄存器
第 6章 微型计算机接口技术
△ C T S 位
1= C T S 引脚电平发生变化
△ D SR 位
1= D SR 引脚电平发生变化
△ T ER I 位
1= R I 引脚电平发生变化
△ R LSD 位
1= R LSD 引脚电平发生变化
0= C T S 引脚为高电平
1= C T S 引脚为低电平
0= D SR 引脚为高电平
1= D SR 引脚为低电平
0= R I 引脚为高电平
1= R I 引脚为低电平
0= R LSD 引脚为高电平
1= R LSD 引脚为低电平
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
图 6-36 MSR的格式
MODEM状态寄存器 MSR
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-37 中断识别寄存器 IIR的状态字格式
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
有无中断请求位 （ IP ）
0= 有中断请求
1= 无中断请求中断源识别
0 0 = M O DE M 状态发生变化中断
01= 发送缓冲器空中断
10= 接收数据准备就绪中断
11= 接收数据发行错中断恒为 0
中断识别寄存器 IIR
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-38 中断允许寄存器 IER格式
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
恒为 0
1= 开放接收数据就绪中断
1= 开放发送缓冲器空中断
1= 开放接收字符错或接收到间断状态中断
1= 开放 M O D E M 状态改变中断中断允许寄存器 IER
第 6章 微型计算机接口技术
4,8250编程举例例：设数据传输速率 1200波特,通信格式为 7位 /字符,2 位停止位,奇校验,数据传输不采用中断方式,则其初始化程序段为：
第 6章 微型计算机接口技术
MOV DX,2FBH ； LCR的口地址
MOV AL,80H ；将 DLAB位置 1
OUT DX,AL
MOV DX,2FBH ； DLL的口地址
MOV AL,60H ；写入 1200波特的 DLL值,通过查表可知 1200对应的； DLH DLL值分别为 0060H
OUT DX,AL
MOV DX,2F9H ； DLH口地址
MOV AX,0
OUT DX,AX ；写入 12000波特的 DLH值
MOV DX,2FBH ；设定 LCR的口地址
第 6章 微型计算机接口技术
MOV AL,0EH ； 7位字符,1位停止位,奇校验
OUT DX,AL ；写入 LCR控制字
MOV DX,2FCH ；设定 MCR口地址
MOV AL,03H ；置 MCR控制字
OUT DX,AL
MOV DX,2F9H ；设定 IER口地址
MOV AL,0 ；禁止一切中断
OUT DX,AL ；置 IER控制字返回本节
第 6章 微型计算机接口技术
6.5 DMA接口
6.5.1 概述
6.5.2 可编程 DMA控制器 Intel 8237
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第 6章 微型计算机接口技术
6.5.1 概述
1,DMA传送的基本原理
图 6-39 DMA方式传送路径程序控制的数据输入 / 输出
D M A 控制的数据输入 / 输出
C P U
总线外设存储器
第 6章 微型计算机接口技术
2,DMA数据传送的基本过程
1） 向 DMAC发出 DMA传送请求信号 （ DREQ） 。
2） DMAC向总线仲裁机构请求占用总线 。
3） DMAC接到 HLDA信号后成为总线的主控者 。
4） 向存储器和进行 DMA传送的外设发出读写命令,开始 DMA传送 。
5） 撤消对 CPU的总线请求,交回系统总线的管理和控制权 。
第 6章 微型计算机接口技术
3,DMA控制器的功能结构
1） 总线控制功能 。
2） 具有用于提供交换数据地址的地址寄存器 。
3） 具有数据块长度计数器 。
4） 具有编程寄存器和状态寄存器 。
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第 6章 微型计算机接口技术
6.5.2 可编程 DMA控制器 Intel 8237
1,8237的结构框图和引脚 （ 如图 6-40,6-41,表
6-7所示 ） 。
2,8237的内部寄存器
（ 1） 当前地址寄存器和当前字节计数寄存器
（ 2） 基地址寄存器和基字节计数寄存器
（ 3） 请求寄存器 （ 如图 6-42~6-44所示 ）
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-40 8237的结构框图定时和控制逻辑优先权控制逻辑写缓冲器 读缓冲器
A
4
~A
7
输出缓冲 器
DB
0
~DB
7
D
0
~D
1
I/O 缓冲器命 令控 制
1 6 位总线 16 位总线读 / 写缓冲器当前地址 当前字计寄存器 数寄存器
(1 6 位 ) ( 1 6
位 )
读缓冲器基地址 基字计数寄存器 寄存器
(1 6 位 ) (1 6 位 )
A
0
~A
3
A
8
~A
15
A
0
~A
7
减 1 电路暂时字计数器
(1 6 位 )
加 1/ 减 1 电路暂时地址寄存器
(1 6 位 )
I/O 缓冲器命令寄存器
(8 位 )
屏蔽寄存器 (1 位 )
请求寄存器 (1 位 )
读 / 写工作方式寄存器
(1 6 位 )
状态寄存器
(8 位 )
暂存寄存器
(8 位 )
CS
RESET
READY
CL K
EO P
IO R
IO W
M E M R
M E M W
AEN
ADS T B
HRQ
HL DA
DREQ
0
~DREQ
3
DACK
0
~DACK
3
第 6章 微型计算机接口技术
表 6-7 8237的内部寄存器名称 位数 数量 CPU访问方式基地址寄存器 16 4 只写基字节计数寄存器 16 4 只写当前地址寄存器 16 4 可读可写当前字节计数寄存器 16 4 可读可写地址暂存器 16 1 不能访问字节计数寄存器 16 1 不能访问命令寄存器 8 1 只写工作方式寄存器 6 4 只写屏蔽寄存器 4 1 只写请求寄存器 4 1 只写状态寄存器 8 1 只读暂存寄存器 8 1 只读
第 6章 微型计算机接口技术
图
6-
41
82
37
的引脚配置
1 40
8237
20 2 1
I O R
I O W
M EM R
M EM W
NC
R EA D Y
HLDA
A D ST B
A EN
HRQ
CS
CLK
R ESET
D A C K 2
D A C K 3
D R EQ 3
D R EQ 2
D R EQ 1
D R EQ 0
G N D
A 7
A 6
A 5
A 4
EO P
A 3
A 2
A 1
A 0
V cc
DB 0
DB 1
DB 2
DB 3
DB 4
D A C K 0
D A C K 1
DB 5
DB 6
DB 7
第 6章 微型计算机接口技术
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
00 —选通道 0
01 —选通道 1
10 —选通道 2
11 —选通道 3
0--
复位请求位
1--
置位请求位无效位
图 6-42 请求寄存器的格式
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-43 同时对四个通道设定屏蔽标志的命令字格式
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
0
通道无效位
1
通道
2
通道
3
通道
0-- 清除通道屏蔽位
1-- 通道屏蔽位置位
第 6章 微型计算机接口技术
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
1 — 表 示 该 通 道 有
D M A 请求
0
通道
1
通道
2
通道
3
通道
0 — R E S E T 或 C P U 读状态寄存器后
1 — 表示该通道计数到终点或 E O P 输入
0
通道
1
通道
2
通道
3
通道
图 6-44 状态寄存器格式
第 6章 微型计算机接口技术
表 6-8 8237循环优先权的变化
3,8237的工作方式及编程控制字
第 6章 微型计算机接口技术
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
00 — 选通道 0
01 — 选通道 1
10 — 选通道 2
11 — 选通道 3
00 — 校验 （或 M → M ）
01 — 写传送 I/O → M
10 — 读传送 M → I/O
11 — 无效
D
7
,D
6
都为 1 时 D
3
,D
2
无意义
0 — 禁止自动预置
1 — 允许自动预置
0 — 选择地址加 1
1 — 选择地址减 1
00 — 请求传送方式
01 — 单次传送方式
10 — 成组传送方式
11 — 级联方式
图 6-45 工作方式寄存器格式
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-46 命令寄存器的命令格式
0 — 禁止存储器→存储器
1 — 允许存储器→存储器
0 — 通道 0 地址不保持
1 — 通道 0 地址保持不变
× — D
0
＝ 0 时该位无意义
0 — 允许 8 2 3 7 操作
1 — 禁止 8 2 3 7 操作
0 — 正常时序
1 — 压缩时序
× — D
0
＝ 0 时该位无意义
0 — 固定优先权
1 — 循环优先权
0 — 滞后写
1 — 扩展写
× — D
3
＝ 1 时,该位无意义
0 — D R E Q 高电平有效
1 — D R E Q 低电平有效
0 — D A C K 低电平有效
1 — D A C K 高电平有效
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
第 6章 微型计算机接口技术
4,8237的初始化编程举例例,PC机系统,程序中的变量 DMA地址为 00H,设对 8237的 0通道编程,使其工作于单一传送方式,地址加 1,自动预置,读出操作 。
MOV AL,04H ；命令字禁止 8237操作
OUT DMA+8,AL ；命令字送命令寄存器
OUT DMA+0DH,AL；发主清命令
MOV AL,0FFH ；传送字节数送 AL
第 6章 微型计算机接口技术
OUT DMA+1,AL ；写 0通道字节计数器和当前字节计数器低
8位
OUT DMA+1,AL ；写 0通道字节计数器和当前字节计数器高
8位
MOV AL,58H ； DMA工作方式字,单一传送,地址加 1，
自动预置,；读出,0通道
OUT DMA+0BH,AL
MOV AL,0 ；置命令寄存器
OUT DMA+08H,AL ；命令字送命令寄存器
OUT DMA+10 ；写单一屏蔽寄存器,允许通道 0请求
第 6章 微型计算机接口技术
5,8237在 PC系列机中的应用
（ 1） PC/XT机的 DMA系统,PC/XT机支持 4个
DMA通道,
（ 2） PC/AT机的 DMA系统,PC/AT机支持 7个
DMA通道,其中通道 4用作主片与从片的级联 。
返回本节
第 6章 微型计算机接口技术
6.6 8253可编程定时计数器
6.6.1 概述
6.6.2 8253定时计数器返回本章首页
第 6章 微型计算机接口技术
6.6.1 概述
实现定时和计数有两种方法：硬件定时和软件定时 。
软件定时是利用 CPU每执行一条指令都需要几个固定的指令周期的原理,运用软件编程的方式进行定时 。
硬件定时,是利用专门的定时电路实现精确定时 。
这种定时方式又可分为简单硬件定时和利用可编程接口芯片实现定时 。
返回本节
第 6章 微型计算机接口技术
6.6.2 8253定时计数器图 6-47 8253的结构框图
8
D
7
-D
0
计数器
0 号控制字寄存器计数器
1 号计数器
2 号内部数据总线数据总线缓冲器读 / 写逻辑
RD
WR
A
0
A
1
CS
C L K
0
G AT E
0
OUT
0
C L K
1
G AT E
1
OUT
1
C L K
2
G AT E
2
OUT
2
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-48 8253的引脚配置
D
0
D
1
D
2
D
3
D
4
D
5
D
6
D
7
RD
WR
A
0
A
1
CS
Vc c
地电源线控制线数据线
C L K
0
G AT E
0
OUT
0
G A T E
0
O U T
0
C L K
1
G AT E
1
OU T
1
G A T E
1
O U T
1
C L K
2
G AT E
2
OU T
2
G A T E
2
O U T
2
计数器
0 号计数器
1 号计数器
2 号
9
11
10
15
14
13
18
16
17
8
7
6
5
4
3
2
1
22
23
19
2
21
24
12
第 6章 微型计算机接口技术
A1A0编码与 8253内部寄存器的对应关系表 6-9 8253寄存器寻址
A1 A2 寄存器选择和操作
0 1 0 0 0 写入 0通道计数寄存器
0 1 0 0 1 写入 1通道计数寄存器
0 1 0 1 0 写入 2通道计数寄存器
0 1 0 1 1 写入 3通道计数寄存器
0 0 1 0 0 读 0通道锁存器
0 0 1 0 1 读 1通道寄存器
0 0 1 1 0 读 2通道寄存器
第 6章 微型计算机接口技术
2,8253的编程控制字
图
6-
49
82
53
控制字格式
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
0= 二进制
1= 二—十进制工作方式选择
000= 方式 0
001= 方式 1
010= 方式 2
011= 方式 3
100= 方式 4
101= 方式 5
通道控制字寻址
00= 通道 0 控制寄存器
01= 通道 1 控制寄存器
10= 通道 2 控制寄存器
11= 不用读写操作
00= 锁定当前计数值
01= 读 / 写计数器低 8 位
10= 读写计数器高 8 位
11= 先读 / 写计数器低 8 位再读 / 写计数器高 8 高位
第 6章 微型计算机接口技术本 节 以 下 各 例 均 设 8253 占 用 端 口 地 址
40H~43H。
方式 0 减 1计数到 0时发中断请求
3,8253的工作方式及举例
第 6章 微型计算机接口技术
（设计数初值为 3 ）
写计数值写 CW
CL K
G AT E
（允许计数高电平）
WR
O UT
0 0
123
G AT E ’
2 223
1
O UT ’
0
0
图 6-50 方式 0的时序图
第 6章 微型计算机接口技术例：设 8253计数器通道 0工作于方式 0,用 8位二进制计数,其计数值为 50,二 — 十进制,则它的初始化程序段如下：
MOV AL,11H ；设置控制字
OUT 43H,AL ；写入控制字寄存器
MOV AL,50 ；设置计数初值
OUT 40H,AL ；写入计数初值寄存器
第 6章 微型计算机接口技术 开始计数
CLK
WR
G A T E
OUT
1
G A T E ’
OUT
1
’
3 2 1 3 2 1 0
3 2 1 0
重新开始计数不停计数
CW LSB
图 6-51 方式 1的时序图方式 1 可编程单脉冲输出
第 6章 微型计算机接口技术例：设计数器通道 1工作于方式 1,按二进制计数,计数初值为 40H,它的初始化程序段为：
MOV AL,62H ；工作方式控制字
OUT 43H,AL
MOV AL,40H ；送计数初值
OUT 41H,AL
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-52 方式 2的时序图
3 2 1
3
高电平 1
CW L S B
CL K
WR
G AT E
2
O UT
2
G AT E
2
’
O UT
2
’
自动重复计数
3 2 1
禁止计数
3 2 1
重新开始计数方式 2 周期性时间间隔计时器（频率发生器）
第 6章 微型计算机接口技术例：设 8253计数器 0工作于方式 2,按二进制计数,
计数初值为 0304H。
MOV AL,00110100B；设控制字,通道 0,先读
/写高 8位 ；再读写低 8位,方式 2,二进制 。
OUT 43H,AL
MOV AL,04H ；送计数值低字节
OUT 40H,AL MOV AL,03H
OUT 40H,AL ；送计数值高字节
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-53 方式 3的时序图
CL K
WR
G AT E
3
O UT
3
(N= 奇数 )
O UT
3
’
(N= 偶数 )
高电平 1
5 4 3
自动重复计数
2 1 5 （ 0 ） 4 3
CW L S B
4 3 2 1 4 3 2 1
方式 3 方波发生器
第 6章 微型计算机接口技术例：设 8253计数器 2工作在方式 3,按二 — 十进制计数,计数初值为 4,则它的初始化程序段如下：
MOV AL,10010111B ；计数器 2,只读
/写低 8位,工作方式 3,二 ~十进制
OUT 43H,AL；控制字送控制字寄存器
MOV AL,4 ；送计数初值
OUT 42H,AL
第 6章 微型计算机接口技术高电平 1
CW L S B
3 2 1 0 CL K 1
禁止计数
3 2 1 3 2 1 0
重新开始计数
CL K
WR
G AT E
4
O UT
4
G AT E
4
’
O UT
4
’
图 6-54 方式 4的时序图方式 4 软件触发选通
第 6章 微型计算机接口技术例：设 8253计数器 1工作于方式 4,按二进制计数,计数初值为 3,则初始化程序段为：
MOV AL,058H ；设置控制字寄存器
OUT 43H,AL ；送控制字
MOV AL,3 ；置计数初值
OUT 41H,AL ；送计数初值
第 6章 微型计算机接口技术
3 2 1 3 2 1 0
重新开始计数
CW L S B
3 2 1 0 1
CL K
WR
G AT E
5
O UT
5
G AT E
5
’
O UT
5
’
开始计数不停计数
图 6-55 方式 5时序图方式 5 硬件触发脉冲
第 6章 微型计算机接口技术例：设 8253的通道 1工作于方式 5,按二进制计数,
计数初值为 4000H,则它的初始化程序段为：
MOV AL,01101010B；通道 1,只读写高字节,
方式 5,二进制计数 。
OUT 43H,AL
MOV AL,40H
OUT 41H,AL ；送计数初值
第 6章 微型计算机接口技术
4,8253的读操作
（ 1） 读之前先停止计数
（ 2） 读之前先送计数值锁存命令
第 6章 微型计算机接口技术
5,PC/XT机中 8253的应用
（ 1） 计数器 0：用于产生实时时钟信号
（ 2） 计数器 1：用于产生动态存储器刷新的地址更新信号
（ 3） 计数器 2：产生扬生器的发音驱动信号返回本节
第 6章 微型计算机接口技术
6.7 数 /模、模 /数转换器及其与 CPU的接口
6.7.1 概述
6.7.2 数模转换器及其与 CPU的接口
6.7.3 模 /数转换器及其与 CPU的接口返回本章首页
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-56 计算机自动控制系统生产或实验过程计算机传感器
1
传感器 n
执 行 部件
n
D /An
D /A
1
A /D n
A /D
1
执 行 部件
1
物理量 数字电信号模拟电信号模拟电信号模拟电信号模拟电信号数字电信号数字电信号数字电信号物理量物理量物理量
6.7.1 概述返回本节
第 6章 微型计算机接口技术
6.7.2 数模转换器及其与 CPU的接口
1,D/A芯片的性能参数和术语
（ 1） 分辨率
（ 2） 转换时间
（ 3） 精度
（ 4） 线性误差和微分线性误差
（ 5） 温度系数 。
第 6章 微型计算机接口技术
2,DAC和微处理器接口中需要考虑的问题
(1)输入缓冲能力
(2) 输入码制
(3)输入数据的宽度
(4) DAC是电流型还是电压型
(5)AC是单极性输出还是双极性输出
第 6章 微型计算机接口技术
表 6-10 DAC芯片介绍
3,D/A芯片简介
第 6章 微型计算机接口技术
4,DAC与微处理器接口实例
（ 1） DAC的分辨率小于等于系统数据总线宽度时 （ 如图 6-57,6-58所示 ） 。
（ 2） 分辨率大于系统总线宽度时,DAC与系统的连接如图 6-59所示 。
第 6章 微型计算机接口技术
D
7
Q
7
D
6
D
5
D
4
锁存器
D
3
7 4 L S
D
2
2 7 3
D
1
D
0
Q
0
80H
74LS
138
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
IO R Q
WR
A
7
~A
0
D
7
A D 1 4
08
D
0
C P U
图 6-57 ADC1408与 CPU的连接图
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-58 CPU与 DAC0832的接口
81H
74LS
138
D
7
D
6
D
5
D
4
D
3
D
2
D
1
D
0
IO R Q
A
7
~A
0
W R
+ 5V
C PU
DI
7
D AC 08 32
DI
0
ILE
CS
X FER
WR
1
WR
2
第 6章 微型计算机接口技术
图 6-59 AD561与 CPU的接口电路返回本节
第 6章 微型计算机接口技术
6.7.3 模 /数转换器及其与 CPU的接口
1,采样和量化模拟量转换为数字量，一般经过三个步骤：采样、量化、和编码。
2,A/D的性能参数和术语
1）分辨率,2）量化误差,3）转换时间,4）
绝对精度,5）相对精度。
第 6章 微型计算机接口技术
3,A/D与 CPU接口中应注意的问题
（ 1） A/D的数字输出特性
（ 2） A/D和 CPU的时间配合问题
（ 3） A/D分辨率超过微处理器数据总线位数时的接口如图 6-60所示
（ 4） ADC的控制和状态信号
第 6章 微型计算机接口技术图 6-6 0 高分辨率 A /D 与数据总线为 8 位的 C P U 接口原理图
W R IT E
CP U
READ
S T A R T
LO W B Y T E
E N A B LE
H IG H T B Y T E
E N A B LE
A D C
数字输出
CS
2
CS
1
地址译码
第 6章 微型计算机接口技术
4,A/D芯片简介
表 6-11 ADC芯片介绍
第 6章 微型计算机接口技术
5,A/D与微处理器接口实例
图 6-61 AD574A与 CPU相连的接口电路返回本节地址译码
D
0
~D
7
CP U
A
1
~A
9
IO W
IO R
DB
4
~DB
11
DB
0
~DB
3
ST S
AD 57 4A
CS
A0
R /C
12/8
CE
第 6章 微型计算机接口技术
THANK YOU VERY MUCH ！
本章到此结束，
谢谢您的光临！
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