常用接口芯片及应用（4）.ppt

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1、8250的引脚n分分成成连连接接CPU的的部部分分和连接外设的部分和连接外设的部分n注注 意意：8250不不 是是Intel公公 司司 的的 产产 品品(Intel 8251)，所所以以该该芯芯片片引引脚脚名名称称与与前前面面 学学 习习 的的 8253、8255等等Intel产产品品有有所所不不同同，但但是是引引脚脚功功能却是类似的能却是类似的与处理器接口串行接口(RS-232)123 1045 967 158121314 1128 3227 8250 3626 3325 3722 3821 3919 3418 3123 302435 4016 2017D0D1D2D3D4D5D6D7CS0

2、CS1CS2A0A1 A2ADSDISTRDISTRDOSTRDOSTRDDISCSOUTMRXTAL1XTAL2SINRCLKBAUDOUTSOUTRTSCTSDTRDSRRLSDRIOUT1OUT2INTR+5VGND2021/9/211时钟信号n时钟输入引脚时钟输入引脚XTAL1：8250的基准工作时钟的基准工作时钟n时钟输出引脚时钟输出引脚XTAL2：基准时钟信号的输出端基准时钟信号的输出端n波波特特率率输输出出引引脚脚BAUDOUT*：基基准准时时钟钟经经8250内部波特率发生器分频后产生发送时钟内部波特率发生器分频后产生发送时钟n接接收收时时钟钟引引脚脚RCLK：接接收收外外部部提

3、提供供的的接接收收时时钟钟信信号号；若若采采用用发发送送时时钟钟作作为为接接收收时时钟钟，则则只只要要将将RCLK引脚和引脚和BAUDOUT*引脚直接相连引脚直接相连2021/9/212 8250的内部结构n8250实现了实现了起止式串行异步通信协议起止式串行异步通信协议，全双工通信，全双工通信n通信字符可选择数据位为通信字符可选择数据位为58位位n停止位停止位1、1.5或或2位位n可进行奇偶校验可进行奇偶校验n具有奇偶、帧和溢出错误检测电路具有奇偶、帧和溢出错误检测电路起始位起始位校验位校验位停止位停止位空闲位空闲位数据位数据位低位低位高位高位字符字符0/10/1 0/10/10/10/10

4、/10/11 10 01 11 11 12021/9/213内部寄存器n8250内内部部有有9种种可可访访问问的的寄寄存存器器，除除数数寄寄存存器器是是16位位的的，占用两个连续的占用两个连续的8位端口位端口n内内部部寄寄存存器器用用引引脚脚A0A2来来寻寻址址；同同时时还还要要利利用用通通信信线线路路控控制制寄寄存存器器的的最最高高位位，即即除除数数寄寄存存器器访访问问位位DLAB，来来区别共用两个端口地址的不同寄存器区别共用两个端口地址的不同寄存器2021/9/214本次课内容n可编程串行接口可编程串行接口8250n1.8250的内部结构的内部结构n2.8250的引脚的引脚n3.内部寄存器

5、内部寄存器n4.8250的编程的编程 n5.异步通信适配器异步通信适配器n键盘接口键盘接口n矩阵键盘结构矩阵键盘结构n键盘接口硬件电路键盘接口硬件电路n键盘编程键盘编程n键盘接口设计实例键盘接口设计实例本次课内容2021/9/2154.可编程串行接口8250编程举例例例：设设数数据据传传输输速速率率1200波波特特，通通信信格格式式为为7位位/字字符符，2 位位停停止止位位，奇奇校校验验，数数据据传传输不采用中断方式，则其初始化程序段为：输不采用中断方式，则其初始化程序段为：2021/9/216MOVDX，2FBH ；LCR的的口地址口地址MOV AL，80H ；将；将DLAB位置位置1OUT

6、 DX，AL MOV DX，2FBH；DLL的口地址的口地址MOV AL，60H；写写入入1200波波特特的的 DLL值值，通通过过查查表表可可知知1200对应的对应的 DLH DLL值分别为值分别为0060HOUT DX，AL MOV DX，2F9H ；DLH口地址口地址MOVAX，0 OUT DX，AX；写入；写入12000波特的波特的 DLH值值MOV DX，2FBH ；设定；设定 LCR的口地址的口地址MOV AL，0EH；7位字符，位字符，2位停止位，奇校验位停止位，奇校验OUT DX，AL；写入；写入 LCR控制字控制字MOV DX，2FCH ；设定；设定 MCR口地址口地址MOV

7、 AL，03H ；置；置 MCR控制字控制字OUT DX，ALMOV DX，2F9H；设定；设定 IER口地址口地址MOV AL，0 ；禁止一切中断；禁止一切中断OUT DX，AL；置；置 IER控制字控制字2021/9/2175.异步通信适配器nIBM PC机的串行异步通信适配器机的串行异步通信适配器n完完成成发发送送时时的的并并转转串串和和接接收收时时的的串串转转并并以以及及相相应的控制工作应的控制工作n以以8250为核心为核心,构成构成RS-232n配置了配置了TTL电平与电平与EIA电平转换电平转换电路等电路等2021/9/218 图.8250的连接2021/9/219RCLKRCLK

8、BAUDOUTBAUDOUTIRQIRQ4 4IRQIRQ3 3RESETRESET+5V+5VA A8 8AENAENA A3 3A A7 7A A9 9IOR IOR IOWIOWA A0 0A A2 2MRMRXTAL1XTAL1OUTOUT1 1OUTOUT2 2INTRPTINTRPTDISTRDISTRDOSTRDOSTRA A0 0A A2 2CS2CS282508250LS245LS245D D0 0D D7 7D D0 0D D7 7J9J9J10J10J11J11J12J12DIRDIR1.8432MHz1.8432MHzCS0CS0CS1CS1ADSADSDISTRDIS

9、TRDOSTRDOSTR5V5V 异步通信适配器的接口电路(书224页图5.35)(1)和CPU接口部分2021/9/2110异步通信适配器的接口电路(书224页图5.35)(2)串行异步接口(RS-232)部分8250数据装置准备好数据装置准备好DSR*数据终端准备好数据终端准备好DTR*发送数据发送数据SOUT (TXD)接收数据接收数据SIN (RXD)请求发送请求发送RTS*允许发送允许发送CTS*信号地信号地GND载波检测载波检测RLSD*(CD)振铃指示振铃指示RI*对应对应RS-232TXDRXDRTSCTSDSRDTRGNGCDRITXCRXC波特率输出波特率输出BAUDOUT

10、*接收时钟引脚接收时钟引脚RCLKMAX2322021/9/211182508250教学要求教学要求1.掌掌握握起起止止式式通通信信协协议议、RS-232C引引脚定义和连接脚定义和连接2.了解了解8250的引脚和内部寄存器功能的引脚和内部寄存器功能3.掌握掌握8250的初始化编程的初始化编程2021/9/21125.5 键盘接口n简单键盘接口简单键盘接口-可用三态门可用三态门(231页图页图5.39)n8255作为键盘接口作为键盘接口(上次实验上次实验)n矩阵键盘结构矩阵键盘结构(231页图页图5.40)n键盘编程键盘编程-键盘扫描键盘扫描 查表法查表法n去抖动去抖动 n硬健去抖硬健去抖n软件

11、延时软件延时n被按键的识别和键码的产生被按键的识别和键码的产生 n查表法确定按下的键查表法确定按下的键2021/9/2113键盘接口设计实例 8255与小键盘接口实验n 8255 端端口口地地址址为为318H31BH,请请编编程程实实现现在在PC上显示所按键上显示所按键n硬件电路分析硬件电路分析n软件分析软件分析-键盘扫描键盘扫描 查表法查表法n键值表的产生键值表的产生 高高8位位(列值列值)低低8位位(行值行值)取反取反n8255的初始化编程的初始化编程n流程图流程图n去抖动去抖动(软件延时软件延时)n被按键的识别和键码的产生被按键的识别和键码的产生 n查表法确定按下的键查表法确定按下的键P

12、A0PA7PB0PB18255行矩阵列矩阵键盘CPU2021/9/2114键值表的产生 高8位(列值)低8位(行值)取反nTABLE DW 101H,0102H,0104H,0108H,0110H,0120H,0140H,0180Hn DW 201H,0202H,0204H,0208H,0210H,0220H,0240H,0280Hn DW 0401H,0402H,0404H,0408H2021/9/2115作业n预习预习8253基本工作方式实验基本工作方式实验 8253 端端口口地地址址为为300H303H,观观察察计计数数器器0工工作作在方式在方式0 时时out0的波形及其受的波形及其受G

13、ATE信号的影响信号的影响n要求要求n在分析参考程序在分析参考程序(方式方式0)基础上编出程序基础上编出程序n(选做选做)8253计数器计数器0工作在方式工作在方式2 OUT0GATA0CLK08253示波器 地2021/9/21168253D7D0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RDWRA0A1CSCLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2与处理器接口与处理器接口计数器计数器3个独立的个独立的16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（BCD码）计数

14、码）计数2021/9/2117 计数器预置寄存器预置寄存器GATECLKOUT减减1计数器计数器输出锁存器输出锁存器CLK时钟输入信号时钟输入信号在在计计数数过过程程中中，此此引引脚脚上上每每输输入入一一个个时时钟钟信信号号（下下降降沿沿），计数器的计数值减，计数器的计数值减1 1GATE门控输入信号门控输入信号控控制制计计数数器器工工作作，可可分分成成电电平平控控制制和和上上升升沿沿控控制制两两种种类类型型OUT计数器输出信号计数器输出信号当当一一次次计计数数过过程程结结束束（计计数数值值减减为为0 0），OUTOUT引引脚脚上上将将产产生一个输出信号生一个输出信号2021/9/211882

15、53的工作方式n8253有有6种工作方式，由方式控制字确定种工作方式，由方式控制字确定n熟熟悉悉每每种种工工作作方方式式的的特特点点才才能能根根据据实实际际应应用用问题，选择正确的工作方式问题，选择正确的工作方式n每种工作方式的过程类似：每种工作方式的过程类似：设定工作方式设定工作方式 设定计数初值设定计数初值 硬件启动硬件启动 计数初值进入减计数初值进入减1计数器计数器 每输入一个时钟计数器减每输入一个时钟计数器减1的计数过程的计数过程 计数过程结束计数过程结束2021/9/2119方式0：计数结束产生中断GATEOUTCLK 031244方式方式0WR设设定定工工作作方方式式设设定定计计数

16、数初初值值计计数数值值送送入入计计数数器器计计数数过过程程计计数数结结束束2021/9/21208253的编程n8253加电后的工作方式不确定加电后的工作方式不确定n8253必须初始化编程，才能正常工作必须初始化编程，才能正常工作 每个计数器须初始化每个计数器须初始化n写入方式控制字写入方式控制字n写入计数初值写入计数初值D7D6D5D4D3D2D1D08253/8254的的I/O地址地址2021/9/2121写入方式控制字计数器计数器读写格式读写格式工作方式工作方式数制数制D7D6D5D4D3D2D1D000 计数器计数器001 计数器计数器110 计数器计数器211 非法非法00 计数器锁

17、存命令计数器锁存命令 01 只读写低字节只读写低字节10 只读写高字节只读写高字节11 先读写低字节先读写低字节 后读写高字节后读写高字节000 方式方式0001 方式方式1010 方式方式2011 方式方式3100 方式方式4101 方式方式50 二进制二进制1 十进制十进制控制字写入控制字控制字写入控制字I/O地址（地址（A1A011）2021/9/2122写入计数值n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65536n选择十进制（选择十进制（BCD码）码）n计数值范围：计数值范围：00009999n0000代表最大值代

18、表最大值10000计数值写入计数器各自的计数值写入计数器各自的I/O地址地址示例示例2021/9/2123 串行通信总线(串行接口标准)RS-232Cn美国电子工业协会美国电子工业协会EIA制定的制定的通用标准串行接口通用标准串行接口n设计目的是用于连接调制解调器设计目的是用于连接调制解调器n现现已已成成为为数数据据终终端端设设备备DTE（例例如如计计算算机机）与与数数据据通通信信设备设备DCE（例如调制解调器）的标准接口（例如调制解调器）的标准接口nRS-232C接接口口标标准准使使用用一一个个25针针连连接接器器,绝绝大大多多数数设设备备只使用其中只使用其中9个信号，所以就有了个信号，所以

19、就有了9针连接器针连接器nTxD：发送数据发送数据 串行数据的发送端串行数据的发送端nRxD：接收数据接收数据 串行数据的接收端串行数据的接收端nTxC：发送器时钟：发送器时钟 控制数据终端发送串行数据的时钟信号控制数据终端发送串行数据的时钟信号nRxC：接收器时钟：接收器时钟 控制数据终端接收串行数据的时钟信号控制数据终端接收串行数据的时钟信号nGND：信号地信号地 为所有的信号提供一个公共的参考电平为所有的信号提供一个公共的参考电平2021/9/2124RS-232C的电气特性n232C接口采用接口采用EIA电平电平n高电平为高电平为3V15Vn低电平为低电平为3V15Vn实际常用实际常用

20、12V或或15Vn标准标准TTL电平电平n高电平：高电平：2.4V5Vn低电平：低电平：0V0.4V相互转换相互转换2021/9/2125起止式异步通信协议起起始始位位每每个个字字符符开开始始传传送送的的标标志志，起始位采用逻辑起始位采用逻辑0电平电平数数据据位位数数据据位位紧紧跟跟着着起起始始位位传传送送。由由58个二进制位组成，低位先传送个二进制位组成，低位先传送校校验验位位用用于于校校验验是是否否传传送送正正确确；可可选择奇检验、偶校验或不传送校验位选择奇检验、偶校验或不传送校验位停停止止位位表表示示该该字字符符传传送送结结束束。停停止止位采用逻辑位采用逻辑1电平，可选择电平，可选择1、

21、1.5或或2位位空空闲闲位位传传送送字字符符之之间间的的逻逻辑辑1电电平平，表示没有进行传送表示没有进行传送起始位起始位校验位校验位停止位停止位空闲位空闲位数据位数据位低位低位高位高位字符字符0/10/1 0/10/10/10/10/10/11 10 01 11 11 12021/9/21262.RS-232C的连接n方方法法1：微微机机利利用用232C接接口口连连接接调调制制解解调调器器，用于实现通过电话线路的远距离通信，用于实现通过电话线路的远距离通信n方方法法2：微微机机利利用用232C接接口口直直接接连连接接进进行行短距离通信。不使用调制解调器。短距离通信。不使用调制解调器。2021/

22、9/2127分频次数锁存器DLH和DLL（除数锁存器）分频系数基准时钟频率分频系数基准时钟频率（16比特率）比特率）2021/9/2130传输线控制寄存器LCR（通信控制寄存器）指定串行异步通信的指定串行异步通信的字符格式字符格式2021/9/2131传输线状态寄存器LSR（通信状态寄存器）提供串行异步通信的当前状态提供串行异步通信的当前状态供供CPU读取和处理读取和处理2021/9/2132为为1使使DTR*引脚为低引脚为低否则为高否则为高 MODEM控制寄存器MCR设置设置8250与数据通信设备之间与数据通信设备之间联络应答的输出信号联络应答的输出信号0 0 0LOOP OUT2OUT1R

23、TS DTR为为1使使RTS*引脚为低引脚为低否则为高否则为高 为为1使使OUT1*引脚为低引脚为低否则为高否则为高 为为1使使OUT2*引脚为低引脚为低否则为高否则为高 为为1使使8250为为循环工作方式循环工作方式否则为正常工作方式否则为正常工作方式2021/9/2133CTS 位1=CTS 引脚电平发生变化DSR位1=DSR 引脚电平发生变化 RI位1=RI 引脚电平发生变化RLSD 位1=RLSD引脚电平发生变化0=CTS 引脚为高电平1=CTS 引脚为低电平0=DSR 引脚为高电平1=DSR 引脚为低电平0=RI引脚为高电平1=RI 引脚为低电平0=RLSD引脚为高电平1=RLSD

24、引脚为低电平D7D6D5D4D3D2D1D0MODEM状态寄存器MSRn反映反映4个控制输入信号的当前状态及其变化个控制输入信号的当前状态及其变化nMSR高高4位中某位为位中某位为1，说明相应输入信号当前为低有效，否则为高电平，说明相应输入信号当前为低有效，否则为高电平nMSR低低4位位中中某某位位为为1，则则说说明明从从上上次次CPU读读取取该该状状态态字字后后，相相应应输输入入信信号号已发生改变，从高变低或反之已发生改变，从高变低或反之2021/9/2134中断允许寄存器IERn8250设计有设计有2个中断寄存器个中断寄存器(IER、IIR)和和4级中断级中断n4级级中中断断的的优优先先权

25、权，是是按按照照串串行行通通信信过过程程中中事事件件的的紧紧迫迫程程度安排的、是固定不变的度安排的、是固定不变的n用户可利用用户可利用IER中断允许或禁止进行控制中断允许或禁止进行控制n中断允许寄存器中断允许寄存器的低的低4位控制位控制8250这这4级中断是否被允许级中断是否被允许n某位为某位为1，则对应的中断被允许，则对应的中断被允许n否则，被禁止否则，被禁止n接收数据错误中断接收数据错误中断D2n接收数据寄存器满接收数据寄存器满(准备好准备好)中断中断D0n发送数据寄存器空中断发送数据寄存器空中断D1n调制解调器状态发生变化中断调制解调器状态发生变化中断D3优先权高优先权高优先权高优先权高

26、优先权低优先权低2021/9/2135中断识别寄存器IIR（中断标志寄存器）保存正在请求中断的优先权最高保存正在请求中断的优先权最高的中断级别编码的中断级别编码0 0 0 0 0ID1 ID0IP0 有中断有中断1 无中断无中断ID1ID0优先权优先权中断类型中断类型1 11 00 10 01234 接收错误接收错误 接收数据准备好接收数据准备好 发送数据寄存器空发送数据寄存器空 调制解调器状态变化调制解调器状态变化2021/9/213602H号DOS功能调用n显示一个字符显示一个字符 功能调用号：功能调用号：AH02H 入口参数：入口参数：DL欲显示字符的欲显示字符的ASCII码码 功能调用

27、：功能调用：INT 21H 出口参数：无出口参数：无例：显示例：显示data中的一个字符中的一个字符;在数据段定义要显示的字符在数据段定义要显示的字符data dba ;在代码段编写程序在代码段编写程序mov ah,02h；设置功能调用号；设置功能调用号mov dl,a；设置入口参数；设置入口参数int 21h；功能调用；功能调用2021/9/21378255A的引线及内部结构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上半部上半部B组组控制控制B组组端口端口BB组组端口端口C下半部下半部读写读写控制控制逻辑逻辑PC

28、0PC3PB0PB7PC4PC7PA0PA7RDWRA0A1CSRESET外设数据端口外设数据端口与处理器口与处理器口2021/9/2138外设数据端口n端口端口A：PA0 PA7nA组，支持工作方式组，支持工作方式0、1、2n端口端口B：PB0 PB7nB组，支持工作方式组，支持工作方式0、1n端口端口C：PC0 PC7n仅支持工作方式仅支持工作方式0nA组控制高组控制高4位位PC4PC7nB组控制低组控制低4位位PC0PC3n端口端口A：PA0PA7n常作数据端口，功能最强大常作数据端口，功能最强大n端口端口B：PB0PB7n常作数据端口常作数据端口n端口端口C：PC0PC7n可作数据、状

29、态和控制端口可作数据、状态和控制端口n分两个分两个4位，每位可独立操作位，每位可独立操作n控制最灵活，最难掌握控制最灵活，最难掌握2021/9/21398255的工作方式n方式方式0：基本输入输出方式基本输入输出方式n三三个个端端口口（端端口口A、B、C）皆皆作作为为输输入入或或输输出出数数据据传传送，各端口是输入还是输出，初始化编程设定。送，各端口是输入还是输出，初始化编程设定。n无联络信号线无联络信号线n适用于无条件传送和查询方式的接口电路适用于无条件传送和查询方式的接口电路n方式方式1：选通输入输出方式。选通输入输出方式。nA、B口用作数据传送，口用作数据传送，C口部分引脚作联络信号线口

30、部分引脚作联络信号线n适用于查询和中断方式的接口电路适用于查询和中断方式的接口电路n方式方式2：双向选通传送方式双向选通传送方式nA口口（方方式式2只只用用于于A口口）作作双双向向输输入入/输输出出数数据据传传送送，C口口作作联联络络信信号号线线。外外设设可可通通过过端端口口A的的8位位数数据据线线，向向CPU发送收据，也可从发送收据，也可从CPU接收数据接收数据n适用于与双向传送数据的外设适用于与双向传送数据的外设n适用于查询和中断方式的接口电路适用于查询和中断方式的接口电路2021/9/2140n方式控制字方式控制字n端口端口C C的位控制字的位控制字n状态字状态字n当当8255的的A口口

31、、B口口工工作作在在方方式式1或或A口口工工作作在在方方式式2时时,通通过过读读C口口的的状状态态,可可以以检检测测A口口和和B口的状态。口的状态。n初始化编程：一个方式控制字初始化编程：一个方式控制字n采用控制采用控制I/OI/O地址：地址：A A1 1A A0 011113.控制字及状态字2021/9/2141方式控制字格式例：要求例：要求 A A端口：方式端口：方式1 1输入输入 B B端口：方式端口：方式0 0输出输出 C C端口上半部：输出，端口上半部：输出，C C口下半部：输入口下半部：输入方式控制字方式控制字10110001B10110001B或或B1HB1H2021/9/2142端口C的位控制字格式n位位控控制制字字写写入入控控制制端口端口n使使C端端口口的的某某个个引引脚脚输输出出1或或0，或或置置位位复复位位内内部部中中断断允允许许触发器触发器INTE2021/9/2143