1、 第8章 可编程接口芯片应用技术8.1 串行通信及接口芯片应用技术 8.1.1串行通信 CPU与外部设备（或计算机与计算机之间）的信息交换称为通信。通信的基本方式分为两种：并行通信方式：数据的所有二进制位同时被传输；串行通信时：数据通过一根传输线逐位顺序传输。在计算机系统中，串行通信是指计算机主机与外设之间、主机与主机之间数据的串行传送。当数据位数较多和传送距离较远时，采用串行通信，可以显著减少传输线，降低通信成本。1.异步通信和同步通信异步通信和同步通信 串行通信有两种基本通信方式：异步通信和同步通信。2.串行通信的制式串行通信的制式 单工制式 半双工制式 全双工制式 3.特率和发送特率和发
2、送/接收时钟接收时钟 4.串行通信传输通道配置串行通信传输通道配置 常用的标准异步串行通信总线有RS-232C、RS-422/485、USB通用接口等 8.1.2 可编程接口芯片8251A Intel 8251A是一种通用串行同步、异步接收发送器（USART）接口芯片，可通过编程设置某一种串行通信技术。对8251A编程，就是指把需要设置的8251A的控制字通过程序写入芯片内部相应的控制寄存器中，从而灵活方便地控制8251A工作在需要的方式、数据格式、数据传输率及状态下。1.8251A基本性能 2.8251A的结构及其引脚功能 8251A内部结构主要包括：数据总线缓冲器、读/写控制电路、MODE
3、M控制电路、发送/接收缓冲器及控制电路等，3.8251A控制字 8251A可以工作在各种不同的串行通信方式、操作时序等。CPU根据用户需要设置不同的控制字，以提供所需要的通信方式等 4.8251A工作方式8.1.5 8251A串行通信串行通信Proteus仿真示例仿真示例设计要求：PC机控制8251A输出串行数据，并经串转并移位寄存器芯片74lS164输出8位数据控制8个LED灯依次向左熄灭。第第8章可编程接口芯片及应用技术章可编程接口芯片及应用技术 8.2并行通信及并行通信及8255接口芯片接口芯片 8.2.1 并行通信及接口基本概念并行通信及接口基本概念 实现计算机与外部设备进行并行通信的
4、电路称为并行接口（电路）。并行通信方式是指同时使用多条数据线传输多位二进制数据，每一数据位数据独自占用一根数据线。在计算机系统中，并行通信一次可以传输8位或16位或32位数据。并行通信的特点是传输速度快，但不适合远距离传送。可编程并行I/O接口电路见教材图8-16。8.2.3 可编程并行接口芯片8255A Intel可编程并行接口芯片8255A是通用并行I/O接口芯片。用户可编程选择多种操作方式，通用性强、使用灵活。8255A为CPU与外设之间提供并行输入输出通道，通过它CPU可直接与外设相连接。1 8255A基本性能：（1）8255A具有三个相互独立的、带有锁存或缓冲功能的输入/输出端口：端
5、口A、端口B、端口C。（2）A，B，C三端口可以联合使用，具有三种可编程工作方式：基本I/O方式、选通I/O方式、双向选通I/O方式。（3）支持无条件传送方式、程序查询方式和中断传送方式完成CPU与外部设备之间的数据传送。（4）可以编程实现对通道C某一位的输入输出，具有比较方便的位操作功能。8.2.6 8255并行通信并行通信Protues仿真示例仿真示例8255A控制控制LED灯灯Protues仿真示例仿真示例设计要求：PC机控制8255A，8255A的PA口接开关，PB口接led灯，通过编写程序实现控制led灯的亮灭。图图8-33 8255A控制控制LED灯仿真电路灯仿真电路程序加载程序加
6、载：可以在EMU8086环境下输入汇编语言程序，编译生成.EXE文件并保存。在Protues原理图的8086CPU中加载EMU8086生成的.EXE文件。调试与仿真调试与仿真：连续运行程序，仿真结果如图8-34所示，拨动开关，LED灯对应点亮。也可以单步或者断点调试程序观察LED显示器点亮情况。8.3可编程定时器可编程定时器/计数器芯片及应用技术计数器芯片及应用技术 在微型计算机系统中，常常需要一些基准定时信号供系统内使用，如动态存储器的刷新、系统日历时钟的计时等，都是用定时信号产生的。在外部设备I/O接口电路中，常常需要对接口芯片和设备提供外部实时时钟信号、延时及计数控制等功能。一般的微机系
7、统中均配置了硬件定时器/计数器Intel8253和8254供系统使用。8.3.1 8253性能、结构及引脚功能性能、结构及引脚功能 Intel系列8253芯片是可编程定时器/计数器芯片，所谓定时器/计数器，其内部工作的实质都是计数器。作为定时器使用时，不过是对内部时钟脉冲进行计数；作为计数器使用时，是对外部输入的脉冲进行计数。1.8253的基本性能 （1）具有3个独立的16位可编程定时器/计数器，每个定时器/计数器的功能完全一样，既可作为定时器用，也可作为计数器用。（2）具有6种不同的工作方式。（3）由控制字可以方便实现按二进制计数或按十进制计数。（4）延时功能的实现是通过对标准时钟的计数来实
8、现的，故延时精确度高 （5）最高计数频率为可达2.6MHz，可作为实时时钟、方波发生器、分频器等使用。2.内部结构及功能内部结构及功能 3.8253引脚功能 8253芯片共24根引脚线，DIP型封装。引脚包括计数通道对外引脚、与CPU连接的数据线和控制信息引脚等，8253芯片引脚排列图 8.3.2 8253控制字及工作方式控制字及工作方式 1.控制字控制字 8253只有一个控制字，该控制字用于选择计数通道及其工作方式、计数制式及CPU访问计数器的顺序，由CPU编程写入控制字寄存器端口。8253控制字格式及含义：2.8253工作方式 方式0（计数结束时输出控制方式）方式0在计数结束时，OUT输出由低变为高电平，该信号可作为向CPU发出的中断请求信号。所以，方式0又称为计数结束时中断方式。方式1：方式1称为可编程单脉冲输出方式。方式2：方式2称为分频输出方式。3.8253编程 8253初始化编程步骤及注意事项如下：（1）首先根据所选择各计数器的工作方式，确定各计数器的控制字，并将其写入8253的控制端口。（2）写入方式控制字之后，任何时间都可以按照控制字D5D4位的规定，把所设计的各计数器的计数初值写入相应计数器通道端口中。
