第8章可编程接口芯片及应用课件.ppt

1、第第8章章 可编程接口芯片及应用可编程接口芯片及应用 8.1 可编程定时器可编程定时器/计数器芯片计数器芯片8253 8.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A 8.3 串行通信及可编程串行接口芯片串行通信及可编程串行接口芯片8251A 8.4 模模/数数(A/D)与数与数/模模(D/A)转换技术及其接口转换技术及其接口 定时功能的实现方法定时功能的实现方法软件定时（延时）软件定时（延时）利用微处理器执行一个延利用微处理器执行一个延时程序段实现时程序段实现硬件定时硬件定时采用分频器、单稳电路或简易定时采用分频器、单稳电路或简易定时电路控制定时时间电路控制定时时间可编程硬件定时可编程

2、硬件定时软件硬件相结合、用可编程软件硬件相结合、用可编程定时器芯片构成一个方便灵活的定时电路定时器芯片构成一个方便灵活的定时电路8.1 可编程定时可编程定时/计数器计数器8253/82548.1.1 8253的结构及引脚功能的结构及引脚功能3 3个独立的个独立的1616位计数器通道位计数器通道每个计数器有每个计数器有6 6种工作方式种工作方式按二进制或十进制（按二进制或十进制（BCDBCD码）计数码）计数可用于准确计数或精确定时可用于准确计数或精确定时1、内部结构、内部结构D7D0计数器0控制字寄存器计数器1计数器2内部数据总线数据总线缓冲器读写控制逻辑RDWRA0A1CSCLK0GATE0O

3、UT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2VccGND计数器计数器CLKCLK时钟输入信号时钟输入信号在计数过程中，此引脚在计数过程中，此引脚上每输入一个时钟信号（下降沿），计数器的上每输入一个时钟信号（下降沿），计数器的计数值减计数值减1 1GATEGATE门控输入信号门控输入信号控制计数器工作，可控制计数器工作，可分成电平控制和上升沿控制两种类型分成电平控制和上升沿控制两种类型OUTOUT计数器输出信号计数器输出信号当一次计数过程结束当一次计数过程结束（计数值减为（计数值减为0 0），），OUTOUT引脚上将产生一个输引脚上将产生一个输出信号出信号 定时时间定时时间=时钟周

4、期时钟周期计数初值计数初值读读/写逻辑写逻辑D0 D7D0 D7数据线数据线A0 A1A0 A1地址线地址线RDRD读信号读信号WRWR写信号写信号CSCS片选信号片选信号CS A1 A0读操作读操作RD写操作写操作WR0 0 00 0 10 1 00 1 1读计数器读计数器0读计数器读计数器1读计数器读计数器2无操作无操作写计数器写计数器0写计数器写计数器1写计数器写计数器2写控制字写控制字2、8253引脚及与引脚及与CPU的连接的连接 计计0 计计1 计计2 控制口控制口端口地址：端口地址：10011000B、9AH、9CH、9EH D0D7 RD WR A2 A1 A7 A6 A0 M/

5、IO A5 A4 A3 D0D7RD CLK0WR GATE0A1 OUT0A0CSGG2AG2B Y3 C B A18086最小模式最小模式82538.1.2 8253的工作方式的工作方式两个周期两个周期时钟周期时钟周期 输入时钟输入时钟CLK的周期的周期输出周期输出周期 输出端输出端OUT的输出波形的周期的输出波形的周期 主要区别主要区别启动计数方式（硬件、软件）启动计数方式（硬件、软件）计数结束信号计数结束信号GATE的作用的作用方式方式0 计数结束中断计数结束中断GATEOUTCLK 031244方式方式0WR特征特征高电平触发高电平触发初始低电平初始低电平减到减到“0”0”时时OUT

6、OUT由低变高由低变高方式方式1 单稳负脉冲信号发生器单稳负脉冲信号发生器GATEOUTCLK 031244方式方式1WR特征特征上升沿触发上升沿触发初始高电平初始高电平开始计数开始计数OUTOUT由高变低，到由高变低，到0 0输出变低输出变低方式方式2 速率信号发生器（分频器）速率信号发生器（分频器）03124GATEOUTCLK 4方式方式2031240312403124WR特征特征高电平和上升沿触发高电平和上升沿触发初始高电平初始高电平减到减到“1”1”时时OUTOUT由高变低，减到由高变低，减到“0”0”时重新时重新计数计数方式方式3 方波发生器方波发生器03124GATEOUTCLK

7、 4方式方式3031240312403124WR特征特征高电平和上升沿触发高电平和上升沿触发初始高电平初始高电平计数完成一半时计数完成一半时OUTOUT由高变低，减到由高变低，减到0 0重新计数重新计数方式方式4 软件触发选通信号软件触发选通信号GATEOUTCLK031244方式方式4223331 0WR特征特征高电平触发高电平触发初始高电平初始高电平计数到计数到“0”OUT0”OUT由高变低，维持一个由高变低，维持一个CLKCLK周周期期方式方式5 硬件触发选通信号硬件触发选通信号GATEOUTCLK031244方式方式52233311 0WR特征特征上升沿触发上升沿触发初始高电平初始高电

8、平计数到计数到“0”OUT0”OUT由高变低，维持一个由高变低，维持一个CLKCLK周周期期需要注意：需要注意：n处理器写入处理器写入82538253的计数初值只是写入了预的计数初值只是写入了预置寄存器，之后到来的第一个置寄存器，之后到来的第一个CLKCLK输入脉冲输入脉冲（需先由低变高，再由高变低）才将预置寄（需先由低变高，再由高变低）才将预置寄存器的初值送到减存器的初值送到减1 1计数器。计数器。n从第二个从第二个CLKCLK信号的下降沿，计数器才真正信号的下降沿，计数器才真正开始减开始减1 1计数。计数。8.1.3 8253的编程的编程1、控制字控制字 SC1 SC0 RL1 RL0 M

9、2 M1 M0 BCD00 计计001 计计110 计计211 无操作无操作00 锁存锁存01 读读/写低写低8位位10 读读/写高写高8位位11 读读/写先低后高写先低后高0 0 0 方式方式00 0 1 方式方式11 0 方式方式21 1 方式方式31 0 0 方式方式41 0 1 方式方式50 二进制计数二进制计数1 十进制计数十进制计数2、初始化编程、初始化编程步骤：步骤：写入控制字写入控制字 可使计数通道复位可使计数通道复位写入计数初值写入计数初值 选择二进制时选择二进制时n计数值范围：计数值范围：0000HFFFFHn0000H是最大值，代表是最大值，代表65536 选择十进制时选

10、择十进制时（BCD码）码）n计数值范围：计数值范围：00009999n0000是最大值，代表是最大值，代表100003、读取、读取82538253计数值计数值n对对8位数据线，读取位数据线，读取16位计数值需分两次位计数值需分两次n读取方法读取方法 1.直接读取直接读取 2.锁存读取锁存读取 计数在不断进行，应该将当前计数值先计数在不断进行，应该将当前计数值先行锁存，然后读取：行锁存，然后读取：q写控制字：给写控制字：给8253写入锁存命令写入锁存命令q从计数器从计数器I/O地址读出：读取锁存的计数地址读出：读取锁存的计数值值例例1：设设82538253芯片的端口地址为芯片的端口地址为388H

11、388H 38BH38BH。现要求。现要求计数器计数器0 0工作在方式工作在方式3 3，计数初值为，计数初值为23542354，十进制计，十进制计数；计数器数；计数器1 1工作在方式工作在方式2 2，计数初值为，计数初值为18H18H，二进，二进制计数。试根据上述要求编写初始化程序及读取计制计数。试根据上述要求编写初始化程序及读取计数器数器0 0当前计数值的程序。当前计数值的程序。计数器计数器0：方式：方式3 控制字控制字 00110111B 计数初值计数初值 2354 计数器计数器1：方式：方式2 控制字控制字 01010100B 计数初值计数初值=18H8.1.4 8253应用实例应用实例

12、初始化程序初始化程序 MOV DX,38BH ；给计数器；给计数器0送控制字送控制字 MOV AL，37H OUT DX，AL MOV DX，388H MOV AL，54H ;送计数初值的低送计数初值的低8位（位（BCD码）码）OUT DX，AL MOV AL，23H ；送计数初值的高；送计数初值的高8位位 OUT DX，AL MOV DX,38BH ；给计数器；给计数器1送控制字送控制字 MOV AL，54H OUT DX，AL MOV DX，389H ；计数初值送低；计数初值送低8位位 MOV AL，18H OUT 9CH，AL计数器计数器0计数值读出程序计数值读出程序MOV DX，38B

13、H；送计数器；送计数器0计数值锁存命令计数值锁存命令MOV AL，00HOUTDX，ALMOV DX，388H；读出当前计数值的低；读出当前计数值的低8位位INAL，DXMOV CL，ALINAL，DX；读出当前计数值的高；读出当前计数值的高8位位MOV CH，AL例例2 2：某：某80868086系统中，有一片系统中，有一片82538253芯片，利用通道芯片，利用通道1 1完成对外部事件的计数，计满完成对外部事件的计数，计满500500次，向次，向CPUCPU发出中发出中断请求，利用通道断请求，利用通道2 2输出频率为输出频率为1KHz1KHz的方波。编写的方波。编写初始化程序。初始化程序。

14、通道通道1 1：方式：方式0 0 控制字控制字 01110001B01110001B 计数初值计数初值 499499通道通道2 2：方式：方式3 CLK2=1.19MHz3 CLK2=1.19MHz 控制字控制字 10110111B10110111B 计数初值计数初值=1190=1190KHzKHz11019.13设端口地址为设端口地址为98H、9AH、9CH、9EH（十进制计数）（十进制计数）MOV AL，71H OUT 9EH，AL MOV AL，99H OUT 9AH，AL MOV AL，04H OUT 9AH，AL MOV AL，0B7H OUT 9EH，AL MOV AL，90H O

15、UT 9CH，AL MOV AL，11H OUT 9CH，AL 二进制计数二进制计数 MOV AL，10110110B OUT 9EH，AL MOV AX，1190 OUT 9CH，AL MOV AL，AH OUT 9CH，AL例例3 3：信号源频率为：信号源频率为1MHz1MHz，现要分频使之产生周期为，现要分频使之产生周期为4s4s的方波，点亮发光二极管工作，编程实现。的方波，点亮发光二极管工作，编程实现。10010100B、95H、96H、97H D0D7 RD WR A1 A0 A7 A6 A5 M/IO A4 A3 A2 D0D7RD CLK0WR GATE0A1 OUT0A0 CL

16、K1 GATE1CSGG2AG2B Y5 C B A18088最小模式最小模式82535V1MHZ1KHz65536104614SSN因此采用通道连接，如上图所示因此采用通道连接，如上图所示因为因为1000110KHzMHzN40004111HzKHzN通道通道0 方式方式3 控制字控制字 00100111B通道通道1 方式方式3 控制字控制字 01100111B MOV AL，27H OUT 97H，AL MOV AL，10H OUT 94H，AL MOV AL，67H OUT 97H，AL MOV AL，40H OUT 95H，AL8.2 并行通信和并行接口芯片并行通信和并行接口芯片825

17、5A8255A通信：通信：计算机与外设之间或计算机与计算计算机与外设之间或计算机与计算 机之间的信息交换或数据传输。机之间的信息交换或数据传输。通信的两种基本方式通信的两种基本方式并行通信并行通信串行通信串行通信8.2.1 并行通信的基本概念并行通信的基本概念1、并行通信并行通信 将数据的各位将数据的各位同时同时在在多根并行传输线上多根并行传输线上进行传输。进行传输。D0D1D2D3D4D5D6D7目目的的D0D1D2D3D4D5D6D7源源01010110数据的各位同时由源到达目的地数据的各位同时由源到达目的地 快快多根数据线多根数据线 距离短、远程费用高距离短、远程费用高并行通信并行通信适

18、于适于短距离短距离、高速高速通信通信2、并行接口并行接口l 并行接口连接并行接口连接CPU与并行外设，实现与并行外设，实现 两者间的并行通信，两者间的并行通信，在信息传送过程中，起到输出锁存或输入缓冲的作用。在信息传送过程中，起到输出锁存或输入缓冲的作用。l 并行接口的典型硬件结构包括：并行接口的典型硬件结构包括：1、一个或一个以上具有锁存或缓冲的数据端口、一个或一个以上具有锁存或缓冲的数据端口2、与、与CPU进行数据交换所必须的控制和状态信号进行数据交换所必须的控制和状态信号3、与外设进行数据交换所必须的控制和状态信号、与外设进行数据交换所必须的控制和状态信号4、端口译码电路、端口译码电路5

19、、控制电路、控制电路8.2.2 可编程并行通信接口芯片可编程并行通信接口芯片8255A1 1、8255A8255A的的编程结构及引脚功能编程结构及引脚功能2 2、CPUCPU与与8255A8255A的接口的接口3 3、8255A8255A的初始化编程的初始化编程4 4、8255A8255A三种工作方式及应用三种工作方式及应用5 5、键盘和显示接口、键盘和显示接口数据数据总线总线缓冲器缓冲器内部控制线内部控制线内部数据线内部数据线D0D7A组组控制控制A组组端口端口AA组组端口端口C上部上部B组组控制控制B组组端口端口C下部下部B组组端口端口B读写读写控制控制逻辑逻辑 PC0PC3 PB0PB7

20、 PC4PC7 PA0PA7RDWRA0A1CSRESET1、8255A的的编程结构及引脚功能编程结构及引脚功能VccGNDCS、A1、A0、RD、WR逻辑关系表逻辑关系表2、CPU与与8255A的接口的接口 D0D7 RD WR A2 A1 RESET A9 A8 A7 A6 A0 M/IO A5 A4 A3 D0D7RDWR PAA1 A0RESET PB PCCS GG2A Y6G2B C B A18086最小模式最小模式8255A A口口 B口口 C口口 控制口控制口端口地址：端口地址：1110110000B、3B2H、3B4H、3B6HD7D6D5D4D3D2D1D0PC3PC01：

21、输入0：输出00：方式 001：方式 11x：方式 2A端口1：输入0：输出PC7PC41：输入0：输出B组方式0：方式01：方式1B端口1：输入0：输出B组控制A组控制方式选择控制字识别位，为1选中3、8255A初始化编程初始化编程 8255A的控制字的控制字 8255A方式控制字方式控制字方式选择控制字方式选择控制字置位复位控制字（对置位复位控制字（对C口任一位）口任一位）置位复位控制字置位复位控制字D7D6D5D4D3D2D1D0C端口置位识别位，为0有效任意值C口位选择000:PC0001:PC1010:PC2011:PC3100:PC4101:PC5110:PC6111:PC7选中位

22、置1/置0选择0:置01:置1PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7例例1 1：8255A初始化编程。设初始化编程。设8255A的的A口工作方式口工作方式1 1输出，输出，B口工作方式口工作方式1 1输入，输入，PC4和和PC5输入，允许输入，允许A口中断口中断(PC6控制控制)禁止禁止B口中断口中断(PC2控制控制)。设片选。设片选信号由信号由A9 A2=10000000确定。试编写程序对确定。试编写程序对8255A进行初始化。进行初始化。8255A四个端口地址：四个端口地址：200H 201H 202H 203H 8255A的方式控制字：的方式控制字：10101110B 初始化程

23、序如下：初始化程序如下：MOV AL，0AEH;控制字送控制字送ALMOV DX，203H;8255A控制字寄存器地址送控制字寄存器地址送DXOUTDX，AL;控制字送控制字送8255A的控制寄存器的控制寄存器MOV AL，00001101B;PC6置置1，允许，允许A口中断口中断OUTDX，ALMOV AL，00000100B;PC2置置0，禁止，禁止B口中断口中断OUTDX，AL 4、8255A三种工作方式及应用三种工作方式及应用根据根据A A口和口和C C口、口、B B口和口和C C口之间硬件关系的不同，可以口之间硬件关系的不同，可以有三种不同的工作方式有三种不同的工作方式,分别称为方式

24、分别称为方式 0 0、方式、方式 1 1、方式、方式 2 2（只针对（只针对A A口）。口）。A A口或口或B B口工作在方式口工作在方式 0:0:与与C C口之间没有硬件联系。口之间没有硬件联系。A A口或口或B B口工作在方式口工作在方式 1:C1:C口的某口的某3 3根引脚作为端口根引脚作为端口与外设的联络信号。与外设的联络信号。A A口工作在方式口工作在方式 2:C2:C口的某口的某5 5根引脚作为端口与外设根引脚作为端口与外设的联络信号。的联络信号。1）方式）方式0（基本输入（基本输入/输出方式）输出方式）它适用于不需要应答信号的简单输入输它适用于不需要应答信号的简单输入输出场合，若

25、需要联络时，可自定义出场合，若需要联络时，可自定义C口为联络口为联络信号。信号。构成构成3个个8位端口位端口，或，或2个个4位、位、2个个8位端位端口口，以适应不同应用场合。以适应不同应用场合。例例2：设某：设某8086系统中连接一片系统中连接一片8255A，8255A的的A口接拨码盘，口接拨码盘，B口接共阴数码管，口接共阴数码管，设计程序段使数码管显示拨码盘的数字。设计程序段使数码管显示拨码盘的数字。8255APA0PA1PA2PA3PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7驱驱动动电电路路abcdefgh+5V控制字：控制字：10010000Bhgfedcba设端口地址为设端口地址为

26、3B0H3B0H、3B2H3B2H、3B4H3B4H、3B6H3B6HTAB1 DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DHTAB1 DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH DB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH DB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH DB 39H,5EH,79H,71H DB 39H,5EH,79H,71H MOV DX,MOV DX,3B6H3B6H MOV AL,MOV AL,90H90H OUT DX,AL OUT DX,ALADDR:MOV DX,ADDR:MOV DX,3B0H3B0H IN AL,DX IN AL

27、,DX AND AL,0FH AND AL,0FH MOV BX,OFFSET TAB1 MOV BX,OFFSET TAB1 XLAT XLAT MOV DX,MOV DX,3B2H3B2H OUT DX,AL OUT DX,AL例例3 3：利用：利用8255A8255A方式方式0 0驱动打印机，实现将驱动打印机，实现将CLCL中的中的ASCASC码字符送打印机。码字符送打印机。当主机要往打印机输出字符时当主机要往打印机输出字符时,打印机工作过程为：打印机工作过程为：先查询打印机先查询打印机BUSYBUSY信号，当信号，当BUSY=0BUSY=0时可传送字符。时可传送字符。然后将要打印字符的

28、然后将要打印字符的ASCIIASCII码传送码传送(从从A A口口)至打印机。至打印机。同时发出选通信号（同时发出选通信号（STBSTB）将字符选通到打印机输入）将字符选通到打印机输入缓冲器。缓冲器。设设82558255的端口地址为：的端口地址为：3B0H 3B2H 3B4H 3B6H3B0H 3B2H 3B4H 3B6H PA PC6 PC2STBBUSY控制字：控制字：10000001B MOV AL，81H MOV DX，3B6H OUT DX，AL MOV AL，00001101B OUT DX，AL ROT：MOV DX，3B4H IN AL，DX TEST AL，04H JNZ R

29、OT MOV AL，CL MOV DX，3B0H OUT DX，AL MOV AL，00001100B MOV DX，3B6H OUT DX，AL INC AL OUT DX，AL2）方式）方式1（选通输入（选通输入/输出方式）输出方式）PA7PA7PA0PA0PC4PC4PC5PC5PC3PC3INTEAINTEAPC4PC4与门与门IBFIBFA ASTBSTBA AINTRINTRA ARDRDPB7PB7PB0PB0PC2PC2PC1PC1PC0PC0INTEBINTEBPC2PC2与门与门RDRDIBFIBFB BSTBSTBB BINTRINTRB B A口输入口输入 B口输入口输

30、入对方式对方式1输入的端口，输入的端口，C口提供与外部联络的信号有：口提供与外部联络的信号有：STB 选通信号（低电平有效）选通信号（低电平有效）由外设发出，送给由外设发出，送给8255A，作用是将外设送来的数据锁存到作用是将外设送来的数据锁存到8255A的输入端口。的输入端口。IBF 输入缓冲器满信号（高电平有效）输入缓冲器满信号（高电平有效）8255A 发出，发出，表示外设送来的数据已进入输入端口。表示外设送来的数据已进入输入端口。当外设送来的数据送入输入端口后，当外设送来的数据送入输入端口后，8255A自动发出。自动发出。INTR 中断申请信号（高电平或上升沿有效）中断申请信号（高电平或

31、上升沿有效）8255A 发出，用来向发出，用来向CPU发出中断申请。发出中断申请。STB、IBF、INTE均为时，均为时，8255A自动发出自动发出INTR。注意：注意：INTE无引出端，设计规定由软件对无引出端，设计规定由软件对PC4或对或对PC2置置1触发中断允许触发器。触发中断允许触发器。PA7PA7PA0PA0PC6PC6PC7PC7PC3PC3INTEAINTEAPC6PC6与门与门OBFOBFA AACKACKA AINTRINTRA AWRWRPB7PB7PB0PB0PC2PC2PC1PC1PC0PC0INTEBINTEBPC2PC2与门与门WRWROBFOBFB BACKACK

32、B BINTRINTRB B A口输出口输出 B口输出口输出对方式对方式1输出的端口，输出的端口，C口提供与外部联络的信号有口提供与外部联络的信号有：OBF 输出缓冲器满信号（低电平有效）输出缓冲器满信号（低电平有效）当数据送至当数据送至8255A输出缓冲器后，输出缓冲器后，8255A自动发出。自动发出。表示表示CPU送来的数据已进入送来的数据已进入8255A输出端口，输出端口，可用来通知外设把数据取走。可用来通知外设把数据取走。ACK 外设响应信号（低电平有效）外设响应信号（低电平有效）由外设发出，送给由外设发出，送给8255A。作用是通知作用是通知 8255A 输出端口的数据已被外设取走，

33、输出端口的数据已被外设取走，可以传送下一个数据。可以传送下一个数据。INTR 中断申请信号（高电平或上升沿有效）中断申请信号（高电平或上升沿有效）8255A 发出发出,用来向用来向CPU发出中断申请。发出中断申请。当当OBF、ACK、INTE均为时，均为时，8255A自动发出自动发出INTR。例例3 3：利用：利用8255A8255A的端口的端口A A工作在方式工作在方式1 1驱动打印机，把驱动打印机，把缓冲区缓冲区BUFFBUFF中的中的400H400H个字节的个字节的ASCASC码字符送到打印码字符送到打印机打印。设端口地址分别为机打印。设端口地址分别为60H60H、61H61H、62H6

34、2H、63H63H。控制字：控制字：10101000B PA PC7 PC6 PC4STBACKBUSY MOV CX，400H MOV AL，0A8H OUT 63H，AL MOV DI，OFFSET BUFFROT1：MOV AL，DI OUT 60H，ALROT2：IN AL，62H TEST AL，10H JNZ ROT2 INC DI LOOP ROT1 3）方式）方式2（双向传送方式）（双向传送方式）PAPA7 7PAPA0 0PC6PC6PC7PC7ACKACKA AOBFOBFA ARDRDWRWRPC4PC4PC5PC5STBSTBA AIBFIBFA AINTEA1INTE

35、A1PC4PC4INTEA2INTEA2PC6PC6与与门门PC3PC3INTRINTRA A或门或门与与门门工作在方式工作在方式2时，时，C口有口有5根引脚作为根引脚作为A口的联络信号，口的联络信号，是方式是方式1下下A口输入、输出联络信号的组合口输入、输出联络信号的组合。5、键盘和显示接口、键盘和显示接口1）LED数码显示接口数码显示接口 （8段）段）LED数码管分共阴数码管分共阴LED和共阳和共阳LED，发光时通过的，发光时通过的平均电流为平均电流为10mA 20mA、电压为、电压为1.5V，实际使用时要加驱动，实际使用时要加驱动及限流。及限流。显示方式显示方式静态显示静态显示 各数码管

36、能稳定地同时显示各自字符。各数码管能稳定地同时显示各自字符。动态显示动态显示 各数码管轮流地一遍一遍显示各自字各数码管轮流地一遍一遍显示各自字 符，人们因视觉器官惰性而看到的是符，人们因视觉器官惰性而看到的是 各数码管似乎在同时显示不同字型。各数码管似乎在同时显示不同字型。静态显示接口静态显示接口3#MC14495a h2#MC14495a h1#MC14495a h 8255APA0 PA1 PA2PA3PB0PB1PB2 MC14495具有译码（具有译码（BCD显示码）、显示码）、锁存、驱动、限流作用。锁存、驱动、限流作用。D0D1D2D3D4D5D6D7位位0a b c d e f g

37、h位位1位位2同同相相驱驱动动器器PB2 PB1 PB0 8255A PA共阴共阴动态显示接口动态显示接口1112）键盘及其接口）键盘及其接口键盘键盘 键盘是一组开关的集合，是微型计算机不可缺键盘是一组开关的集合，是微型计算机不可缺少的输入设备，人们通过它往计算机传递信息。少的输入设备，人们通过它往计算机传递信息。v一般性问题一般性问题 检测是否有键按下；检测是否有键按下；若有键按下，判定是哪一个键；若有键按下，判定是哪一个键；确定被按键的读数；确定被按键的读数；去抖动；去抖动；不管一次按键持续的时间有多长，仅采用一个数据；不管一次按键持续的时间有多长，仅采用一个数据；处理同时按键。处理同时按

38、键。v键盘工作原理键盘工作原理键盘可以分为独立连接式和矩阵式键盘可以分为独立连接式和矩阵式+5V+5V+5V 独立连接式也称为线性独立连接式也称为线性结构键盘结构键盘,是最简单的键盘。是最简单的键盘。n每一个引脚连接一个键每一个引脚连接一个键n输入输入0/10/1反映健是否高低反映健是否高低+5V+5V控制线控制线检检测测线线n常用的常用的矩阵结构矩阵结构键盘键盘n每行连接一个引脚每行连接一个引脚n每列连接一个引脚每列连接一个引脚n利用控制线为低、利用控制线为低、读取检测线来识别闭合读取检测线来识别闭合键键键盘接口及键的识别键盘接口及键的识别 为了识别键盘上的闭合键，通常采用两种方法，为了识别

39、键盘上的闭合键，通常采用两种方法，一种为一种为行扫描法行扫描法，另一种称为，另一种称为行反转法行反转法。v行扫描法行扫描法PA0PA1PA2PA3PB0PB1PB2PB310k45V原理：原理：CPU每次使并行每次使并行输出端口的某位为零，输出端口的某位为零，而其它位为而其它位为1，然后，然后CPU只要读取输入端口中的只要读取输入端口中的数据，就可判别。数据，就可判别。0 1 2Cv行反转法行反转法5VPA0PA1PA2PA3PB0PB1PB2PB310k8原理：原理：第一步设第一步设A口输出口输出B口输入口输入A口输出全口输出全0值，然后值，然后从从B口读入；口读入；第二步设第二步设A口输入

40、口输入B口输出口输出将将B口刚读入的值输出，口刚读入的值输出，再从再从A口读入口读入90前沿抖动前沿抖动后沿抖动后沿抖动键稳定键稳定键按下键按下抖动和重健问题抖动和重健问题v机械按键的抖动现象机械按键的抖动现象 抖动的持续时间随操作员而异，通常总是不大于抖动的持续时间随操作员而异，通常总是不大于10ms，用，用软件方法软件方法可以很容易地解决抖动问题，这就可以很容易地解决抖动问题，这就是通过延迟来等待抖动消失，这之后再读入键码。另是通过延迟来等待抖动消失，这之后再读入键码。另外还可使用硬件消抖电路。外还可使用硬件消抖电路。+5V3.6K+5V3.6K输出信号输出信号+5V输出信号输出信号双稳态

41、电路双稳态电路斯密特电路斯密特电路硬件消抖电路硬件消抖电路v重键问题重键问题重键指两个或多个键同时闭合重键指两个或多个键同时闭合q出现重键时，读取的键值必然出现有一个以上的出现重键时，读取的键值必然出现有一个以上的0 0，是否给予识别和识别哪一个键是否给予识别和识别哪一个键 简单情况：不予识别，认为是错误的按键简单情况：不予识别，认为是错误的按键 通常情况：只承认先识别出来的键通常情况：只承认先识别出来的键q连锁法：直到所有键都释放后，读入下一个键连锁法：直到所有键都释放后，读入下一个键q巡回法：等被识别的键释放以后，就可以对其他闭合键作识巡回法：等被识别的键释放以后，就可以对其他闭合键作识别

42、，而不必等待全部键释放别，而不必等待全部键释放 正常的组合键：都识别出来正常的组合键：都识别出来8.3 串行通信和串行接口芯片串行通信和串行接口芯片8251A1 1、串行通信、串行通信 将数据的各位将数据的各位按时间顺序按时间顺序依次在依次在一根传输线上一根传输线上传输。传输。数据的各位依次由源到达目的地数据的各位依次由源到达目的地 慢慢数据线少数据线少 远程远程,费用低费用低串行通信串行通信适于适于长距离长距离、中低速中低速通信通信 RD目目的的TD源源8.3.1 串行通信的基本概念串行通信的基本概念2、串行接口、串行接口能够完成串行通信任务的接口能够完成串行通信任务的接口功能：功能：1、接

43、收并行数据转换为一定格式的串行数据送出；、接收并行数据转换为一定格式的串行数据送出；2、接收串行数据流，并将其转换为并行数据输入。、接收串行数据流，并将其转换为并行数据输入。串行接口的典型硬件结构包括串行接口的典型硬件结构包括 除了包括并行接口芯片所具有端口及控制电路之外，还有串除了包括并行接口芯片所具有端口及控制电路之外，还有串入并出、并入串出移位寄存器。入并出、并入串出移位寄存器。3、串行通信的数据传输方式、串行通信的数据传输方式单工方式单工方式半双工方式半双工方式A接收器接收器B接收器接收器数据流数据流发送器发送器发送器发送器A接收器接收器B发送器发送器数据流数据流A接收器接收器B发送器

44、发送器发送器发送器接收器接收器全双工方式全双工方式4、串行通信类型串行通信类型 所有串行通信都需要一个时钟信号来作为数据的定时参考。所有串行通信都需要一个时钟信号来作为数据的定时参考。发送器和接收器用时钟来决定何时发送和读取每一位数据。根据发送器和接收器用时钟来决定何时发送和读取每一位数据。根据采用统一时钟还是本地局部时钟，分为如下两种类型采用统一时钟还是本地局部时钟，分为如下两种类型串行异步通信串行异步通信(异步通信异步通信)串行同步通信串行同步通信(同步通信同步通信)1 1）异步通信）异步通信 字符与字符之间的传送是异步的，而字符的位与位之间是同字符与字符之间的传送是异步的，而字符的位与位

45、之间是同步的。步的。以字符为单位进行传输，其通信协议是以字符为单位进行传输，其通信协议是起止式异步通信协议起止式异步通信协议(Protocol)说明：说明：1、两个字符间的间隔任意、两个字符间的间隔任意 2、发送时钟与接收时钟不必完全同步，只要比较接近、发送时钟与接收时钟不必完全同步，只要比较接近 3、在同一传输系统中，通信双方协议的数据格式是相、在同一传输系统中，通信双方协议的数据格式是相 同的同的 4、可设波特率因子为、可设波特率因子为1、16、64 波特率因子指时钟频率是波特率的波特率因子指时钟频率是波特率的1倍、倍、16倍、倍、64倍倍字符字符低位低位高位高位0/10/1 0/10/1

46、0/10/10/10/11 10 01 11 11 1标识态标识态启始位启始位 数数 据据 位位校验位校验位停止位停止位标识态标识态2）同步通信）同步通信 以一个数据块（帧）为传输单位，每个数据块附加以一个数据块（帧）为传输单位，每个数据块附加1 1个个或或2 2个同步字符，最后以校验字符结束。个同步字符，最后以校验字符结束。同步字符同步字符数据数据数据数据数据数据 校验校验1 校验校验2说明：说明：1、分为单同步（、分为单同步（1）、双同步（）、双同步（2）、外同步（无）、外同步（无）2、字符间不允许有间隔，在没有信息传输时，要填上、字符间不允许有间隔，在没有信息传输时，要填上 同步字符同步

47、字符 3、接收端在收到确定数量的同步字符后，才认为传输、接收端在收到确定数量的同步字符后，才认为传输 开始开始 4、要求通信双方保持完全的同步、要求通信双方保持完全的同步3）波特率与发送接收时钟）波特率与发送接收时钟1、波特率波特率 是指单位时间内传送二进制数据的是指单位时间内传送二进制数据的位数位数，其单位其单位是位是位/秒（秒（bit/s)bit/s)。它是衡量串行数据速度快慢的重要。它是衡量串行数据速度快慢的重要指标。最常用的标准波特率是指标。最常用的标准波特率是110110、300300、600600、12001200、24002400、48004800、96009600、19200b

48、/s19200b/s等。等。注：区分字符速率注：区分字符速率与波特率概念。与波特率概念。2、发送发送/接收时钟接收时钟 在发送数据时，发送器在发送时钟作用下将发送在发送数据时，发送器在发送时钟作用下将发送移位寄存器的数据按位串行移位输出；移位寄存器的数据按位串行移位输出；在接收数据时，接收器在接收时钟作用下对来自在接收数据时，接收器在接收时钟作用下对来自通信线上串行数据，按位串行移入接收移位寄存器。通信线上串行数据，按位串行移入接收移位寄存器。8.3.2 串行通信接口标准串行通信接口标准 计算机与计算机之间的通信问题，涉及计算机与计算机之间的通信问题，涉及短距离通信也涉及长距离通信，而且通信形

49、短距离通信也涉及长距离通信，而且通信形式也可能是各种各样的，为了使通信双方相式也可能是各种各样的，为了使通信双方相互衔接，也为了使计算机及其它通信设备互互衔接，也为了使计算机及其它通信设备互相沟通。必须对串行通信建立一致的概念和相沟通。必须对串行通信建立一致的概念和标准。接口电路也必须按此标准来设计。标准。接口电路也必须按此标准来设计。串行通信接口标准经过使用和发展，目串行通信接口标准经过使用和发展，目前已有几种。但都是在前已有几种。但都是在RS-232C标准的基础标准的基础上经过改进而形成的。所以主要介绍上经过改进而形成的。所以主要介绍RS-232C。RS-232C接口标准（接口标准（EIA

50、-RS-232C）是美国是美国EIA(EIA(电子工业联合会电子工业联合会)与与BELLBELL等公司一起等公司一起开发的开发的19691969年公布的通信协议。它适合于数据传输年公布的通信协议。它适合于数据传输速率在速率在0 020000b/s20000b/s范围内的通信。范围内的通信。1 1、应用、应用计计算算机机串串行行接接口口电电平平转转换换Modem TTLRS-232C公用交换公用交换电话网电话网计计算算机机串串行行接接口口电电平平转转换换Modem TTLRS-232C2、机械标准、机械标准 DB-25DB-25插座，具有插座，具有2525针的电缆连接器，定义了针的电缆连接器，定