可编程并行接口芯片

两种可编程并行接口芯片的应用

可编程芯片：
- 可以通过软件命令，控制芯片的工作方式

改变数据传输方向
输入/输出方式

可编程定时器8253

定时/计算器的工作基准是时钟脉冲

计数脉冲周期恒定 –> 定时
定时的事件长度取决于时钟脉冲的周期及脉冲数

计数初值: 为了计数需求，所需要的脉冲数

两种计数方式：

加法计数
减法计数

8253特点

可编程的逻辑器件；
非通道型的接口，具有特定功能；
可实现计数和定时；
工作方式：
- 减法计数
- 计数值减为0时输出相应控制信号
- 输出控制信号的形式可通过软件设置

外部主要引脚信号功能及内部结构
计数启动方式
工作方式
控制命令字格式
应用

外部引线

连接系统端的主要引线：
- D0-D7
- #CS
- #RD
- #WR
- A0, A1
连接外设端的主要引线：
- CLK—-时钟脉冲输入
- GATE—-门控信号输入
- OUT—-定时输出

右边示意图的芯片右侧引脚，排列了三组完全相同的 CLK, GATE, OUT

内部结构

内部结构特点

具有三个完全相同的、独立的计数/定时器

内部3个计数器均为减法计数器
- 根据计数脉冲的频率及需要定时的事件长度确定计数初值。
控制寄存器 –> 存放控制命令字
每个计数器含：
- 16bit初值寄存器
- 16bit计数寄存器

两寄存器，拥有相同端口地址，存放计数初值
仅有计数寄存器会count

三个可独立工作的16bit定时/计数器，一个控制寄存器。共占用4个端口地址。

4个端口的地址编码：

A1  A0
0   0   CNT0
0   1   CNT1
1   0   CNT2
1   1   控制寄存器

A1和A0时片选地址

计数启动方式

启动方式由GATE端信号的形式决定

软件启动 –> GATE端为高电平
硬件启动 –> GATE端有一个上升沿

工作方式

方式0
- 软件启动，不自动重复计数；
- 计数结束输出高电平。

当GATE端为高电平时，输入初值后开始计数。
计数结束后输出高电平。
其输出信号可用于外部可屏蔽中断请求信号

方式1
- 硬件启动，不自动重复计数；
- 计数开始输出低电平，结束后又变高。

自动重复计数->计数结束后，计数初值自动倒入计数器

计数一旦启动，GATE端既变低电平也不会影响计数。
可重复出发。当计数到0后，不用再次写入计算初值，只要重新产生GATE上升沿，即可获得一个同样宽度的负脉冲

方式2
- 软、硬件启动，自动重复计数。
- 计数到最后一个脉冲时输出低电平

可输出频率为（1/N）CLK脉冲频率的连续方波信号。
每1个OUT端脉冲包含（N-1)*CLK的正脉冲，1CLK的负脉冲

方式3
- 软、硬件启动，自动计数
- 输出对称方波

若N为偶数，输出频率为（1/N）CLK频率的连续对称方波信号。
若N为基数，输出波形为（N+1）/2CLK周期正脉冲，（N-1）/2CLK负脉冲

方式4
- 软件启动，不自动重复计数
- 计数结束输出一个CLK宽短的低电平
方式5
- 硬件启动，不自动重复计数
- 波形与方式4相同

工作方式小结

需要两个写脉冲————两次写操作
- 第1个写脉冲写入控制字
- 第2个写脉冲写入计数初值
  - 如果初值是8位字长，则一次写入；
    *若初值为16位字长，则需两次写入；
不同的工作方式，有不同的计数启动方法。
可根据对输出波形的要求，选择不同的工作方式。
能输出连续波形的只有方式2和方式3。

控制字

用于设定各计数器的工作方式

有点糊，慢慢解说各个位代表含义

高位(7bit/6bit SC) 片选信号

00: 计数器0
01: 计数器1
10: 计数器2
11: 非法

计数长度选择(5bit/4bit)RL

00: 将计数器中的数据锁存于缓冲器
01: 只读/写计数器低8位
10: 只读/写计数器高8位
11: 先读/写低8位，再高8位

M(3/2/1bit)

000 方式0
001 方式1
x10 方式2
x11 方式3
100 方式4
101 方式5

BCD最低位(计数值选择)
1 BCD计数
0 二进制计数

8253应用

硬件设计：
- 与系统的连接
软件设计
- 初始化程序设计
  - 写入控制字
  - 置计数初值

初始化程序流程

当有两个以上计数器被应用时的初始化程序设计流程：

另一种初始化方法

8253接口

可编程8bit并行接口
- 通过软件初始化控制其工作方式和计数/定时市场
实现对外部设备的定时/计数控制
- 减法计数器

可编程并行接口8255

通道型接口
- 主要用于数据的输入或输出
含3个独立的8位并行输入/输出端口
- 2个为8位端口（PA，PB）
- 1个可拆分为两个4位端口（PC口）
各端口均具有数据的控制和锁存能力
- 既可作为输入端口，也可以作输出端口。
可通过编程，设置各端口工作在某一确定状态下

引线

连接系统端的主要引线：

D0-D7
#CS
#RD
#WR
A0, A1
RESST

A1  A0
0   0   PORT A
0   1   PORT B
1   0   PORT C
1   1   控制寄存器

三个端口对应：
PA0-PA7 PORT A
PB0-PB7 PORT B
PC0-PC7 PORT C

工作方式

基本输入/输出方式（方式0
选通工作方式（方式1
双向传送方式（方式2

方式0

相当于三个独立的8位简单接口
各端口既可设置为输入口，也可设置为输出口，但不能同时实现输入及输出
C端口可以是一个8为的简单端口，也可以分为两个独立的4位端口
常用于连接简单外设，适于无条件或查询方式

习惯上，A和C作为8位数据的输入或输出口
C端口的某些位作为状态输入

NOTE: 若C端口低4位中，有一位作为输入口，则低4位中其他位数，均为输入口。

方式1

利用一组选通控制信号控制A端口和B端口的数据输入输出
A口、B口作输入或输出口，C口的部分位用作选通控制信号
A口、B口在作为输入和输出时的选通信号不同

PC0,PC1,PC2会作为B端口工作在方式1下的选通控制信号
PC3,PC6,PC7将作为A端口工作在方式1下的选通控制信号

应用：

方式1主要用于中断控制方式下的输入输出
C端口的8位除用作选通信号外，其余位可工作于方式0下，作为输入或输出口。

方式2

双向输入输出方式
- 可以即作为输入口，又作为输出口。
只有A端口可以工作在方式2下
可使A端口作为双向端口所有
用于中断控制方式
当A口工作于方式2时
- B口可工作于方式1
  - 此时C口所有的位都用作选通控制信号的输入输出
- B口也可工作于方式0
  - 此时C口的剩余位也可工作于方式0

方式控制字及位控制字

方式控制字：
- 用于确定3个端口的工作方式及数据传送方向；
位控制字
- 仅用于C端口
- 可设置C口某位的初始状态（为高电平或低电平）
- 当其工作于方式0下且作为输出口时，一般需要对作为输出的位设置初始状态（即初始化）

8255芯片的应用

芯片与系统的连接
芯片的初始化
相应的控制程序