常用可编程并行接口芯片及应用

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1、主要内容8.1可编程接口芯片的概念8.2计数器/定时器82538.3可编程并行接口8255A8.4可编程DMA控制器8237A学习要求1.掌握8253的编程应用2.掌握8255A的编程应用第八章可编程接口芯片及应用8.1可编程接口芯片的基本概念（1）CPU与I/O外设交换信息的方式有两种：①并行通信：数据各位同时向外传送。优点：传输速率快；缺点：传输多少位至少要多少根传输线，工程造价高。②串行通信：数据一位一位传送，通信双方沿单根线或双根线实现二进制序列传输称串行通信。优点：一根或两根线，线路简单，成本低，适

2、用于远距离传输。缺点：传输速率慢。（2）可编程接口芯片①不可编程接口芯片，接口功能单一，用户不可改变。如74LS244、74LS273②可编程接口芯片，大多是多功能、多通道的。一个通道用户可定义为输入端口，也可以规定为输出端口。选择的方法是在芯片正式工作之前，编写一段程序写入该该芯片的控制寄存器中，用来选择不同的通道和不同的电路功能，使之按照人们所希望的方式工作，这个过程称为“初始化编程”。8.1可编程接口芯片的基本概念（3）多通道、多功能多通道：是指一个接口芯片一方面可与CPU相连，另一方面可连接多个外设。

3、多功能：是指一个接口芯片能够实现多种接口功能，使接口芯片具有不同的电路工作状态。8.2计数器/定时器8253/8254定时及计数技术在计算机中具有很重要的作用。比如：定时采样、定时中断、定时启动电机等，这都需要一类定时及计数电路，因此微机系统都必须有定时技术。为获得稳定准确的定时，必须有准确稳定的时间基准（简称时基）。定时：本质是计数，把时间片加起来就获得一段时间。定时方式：软件或硬件件。软件定时：利用CPU执行指令需要若干指令周期的原理，运用软件编程，然后循环一段程序而产生延时，再配合简单接口可以向外发送定

4、时控制信号。优点：不需增加硬件电路只需编制相应的延时子程序即可；缺点：占用CPU的工作时间，浪费CPU资源。硬件定时：硬件定时有专用的多谐振荡器件或单稳态触发器。缺点：改变定时要改变硬件。可编程通用定时器/计数器芯片：使用灵活，定时时间长，改变定时时间或工作方式只要改变编程控制参数即可。初始化编程后，就按设定的方式工作，不再占用CPU的时间。8.2.18253功能概述主要功能特点：8253是可编程的计数定时器每个8253有三个独立的16位计数器通道，有六种工作方式可供选择。每个计数器可按二-十进制计数。每来一

5、个脉冲计数器减1，当计数器减到0时，输出端OUT产生一个跳变。每个计数器可用作定时器，也可用作计数器。二者的本质都是基于计数器减1工作方式。所有输入/输出都与TTL电平兼容。8.2.2计数/定时的内部结构及工作原理控制寄存器初始值寄存器减1计数器计数输出寄存器状态寄存器CLKGATEOUT组成：控制寄存器——决定工作模式状态寄存器——反应工作状态初值寄存器——计数的初值计数输出寄存器——CPU从中读当前计数值计数器——执行计数操作，CPU不能访问每个计数器有三个引脚与外设相连：CLK——外脉冲输入端GATE—

6、—门控输入端OUT——计数器回零/时间到的信号输出端8.2.3计数/定时的工作原理工作原理：对CLK信号进行减1计数首先，CPU把控制字写入控制寄存器，计数初始值写入初值寄存器计数从初值开始，每当CLK信号出现一次，计数值减1当计数值减到0，从OUT端输出规定的信号CLK信号出现时，计数器是否减1，由门控信号GATE控制8.2.3计数/定时的工作原理CLK是计数输入信号，计数器对CLK端出现的脉冲个数进行计数CLK端可以输入外部事件CLK端可以接入固定频率的时钟信号，从而实现计时OUT信号在计数结束时发生变化

7、可将OUT作为外部设备的控制信号可将OUT作为向CPU申请中断的信号CPU可以从计数输出寄存器读出当前计数值。读前，应向控制寄存器发送锁存命令8.2.48253的编程结构1片8253内部有三个计数器，结构完全相同8253的引脚如下图所示。DIP24，+5V电源。其内部结构和寻址方式见：P.388一片8253占用四个连续的端口地址，分别对应三个计数器CNT0、CNT1、CNT2和控制寄存器。每个计数器内部都有一个8位控制寄存器，三个控制寄存器共用一个端口，在编程结构图中画为一个。8253内部寄存器与地址码A1、

8、A0的关系A1A000选中CNT0计数器进行读写01选中CNT1计数器进行读写10选中CNT2计数器进行读写11选中控制寄存器进行写8.2.48253的编程结构8.2.48253的编程结构8253控制字的格式每个计数器的初值寄存器（CR）、输出锁存器（OL）都是16位的，但它们对应相同的一个8位端口地址，所以16位的CR、OL作为两个8位寄存器读写，由控制寄存器控制读写高8位/低8位8.2.5825