微机原理及接口技术：8251A应用案例

例6-10利用8251A可以在两个微机间实现串行通信。双机通信电路示意图如图6-36所示，可采用异步或同步方式实现单工、双工或半双工通信。以查询方式、异步传送、双工方式为例，一方定义为发送方，另一方定义为接收方。发送方CPU每次查询到发送缓冲器空时，则向8251A并行输出一个字节数据；接收方CPU每次查询到接收缓冲器满时，则从8251A并行输入一个字节数据，直至全部数据传送完为止。

解：设发送端8251A的控制端口地址为301H，数据端口地址为300H。发送数据块首地址为TDATA，发送字节数据个数为COUNT。接收端8251A的控制端口地址为201H，数据端口地址为200H。接收数据块首地址为RDATA。

图6-35 8251A初始化编程流程图

图6-36 双机通信电路示意图

发送端初始化程序与发送控制程序段如下：

接收端初始化程序和接收控制程序如下：

其中ERR为出错处理程序入口。

习题

6-1 CPU与I/O设备之间的接口信号主要有哪些？I/O接口的基本功能有哪些？

6-2 什么是接口？什么是端口？在8086/8088微机系统中，CPU是如何实现端口寻址的？

6-3 说明接口电路中控制寄存器与状态寄存器的功能，通常它们可共用一个端口地址码，为什么？

6-4 存储器映像的I/O寻址方式和I/O端口单独寻址方式各有什么特点和优缺点？

6-5 CPU与外设之间的数据传输控制方式有哪几种？各有何优缺点？

6-6 在CPU与外部设备接口电路的连接中，通过数据总线可传输哪几种信息？在这里地址译码器起什么作用？

6-7 试说明定时和计数在实际系统中的应用？这两者之间有何联系和差别？

6-8 8253每个计数通道与外设接口有哪些信号线？每个信号的用途是什么？

6-9 定时/计数器芯片Intel 8253占用几个端口地址？各个端口分别对应什么？

6-10 8253芯片共有几种工作方式？每种方式各有什么特点？其时钟信号CLK和门控信号GATE分别起什么作用？

6-11 8253初始化编程包含哪些内容？

6-12 8253每个通道的最大定时值是多少？如果欲使8253用于定时值超过其最大值时，应该如何应用？

6-13 设8253计数器0～计数器2和控制寄存器的I/O地址依次为0F8H～0FBH，说明如下程序的作用。

6-14 试按如下要求分别编写8253的初始化程序，已知8253的计数器0～计数器2和控制寄存器I/O地址依次为40H～43H。

（1）使计数器1工作于方式0，仅用8位二进制计数，计数初值为128。

（2）使计数器0工作于方式1，按BCD码计数，计数值为3000。

（3）使计数器2工作于方式2，计数值为02F0H。

6-15 某系统中CPU为8086，外接一片8253芯片，要求通道2提供一个定时启动信号，定时时间为10ms，通道2的工作时钟频率为2MHz。同时在通道0接收外部计数事件输入，计满100个输出一个负脉冲。控制口地址为0A0H，试完成硬件连线和初始化程序。

6-16 若8253芯片的接口地址为0D0D0H～0D0D3H，时钟信号频率为2MHz。现利用计数器0、1、2分别产生周期为10μs的对称方波及每1ms和1s产生一个负脉冲，试画出其与系统的电路连接图，并编写包括初始化在内的程序。(www.xing528.com)

6-17 设8253的通道0～通道2和控制端口的地址分别为300H、302H、304H和306H，又设由CLK₀输入计数脉冲频率为2MHz。要求通道0输出1.5kHz的方波，通道1用通道0的输出作计数脉冲，输出频率为300Hz的序列负脉冲，通道2每秒钟向CPU发50次中断请求。试编写初始化程序，并画出硬件连线图。

6-18 某系统中8253芯片的通道0～通道2和控制端口地址分别为0FFF0H～0FFF3H。定义通道0工作在方式2，CLK₀=2MHz，要求输出OUT₀为1kHz的速率波；定义通道1工作在方式0，其CLK₁输入外部计数事件，每计满100个则向CPU发出中断请求。试写出8253通道0和通道1的初始化程序。

6-19 8253的片选信号如图6-37所示。

（1）列出8253内各计数器及控制字寄存器的一组地址。

（2）现有1MHz方波，欲利用这片8253产生1kHz方波。请简单说明如何实现（说明利用的计数器、工作方式及计数初值），并写出对8253编程的有关内容。

6-20 试分析8255A方式0、方式1和方式2的主要区别，分别说明它们适合于什么应用场合。

6-21 8255各端口可以工作在几种方式下？当端口A工作在方式2时，端口B和C工作于什么方式下？

图6-37 题6-19图

6-22 若8255A的端口A定义为方式0，输入；端口B定义为方式1，输出；端口C的上半部定义为方式0，输出。试编写初始化程序（口地址为80H～83H）。

6-23 某8255A芯片的地址范围为0A380H～0A383H，工作于方式0，A口、B口为输出口，现欲将PC₄置“0”，PC₇置“1”，试编写初始化程序。

6-24 设8255A的端口地址范围为03F8H～03FBH，A组、B组均工作于方式0，A口作为数据输出口，C口低4位作为控制信号输入口，其他端口未使用。试画出该片8255A与系统的电路连接图，并编写初始化程序。

6-25 现有一片8255A，如图6-38所示，设其在系统中所分配的I/O地址为200H～203H，开关S₀～S₃闭合，其余开路，执行完下列程序之后，请指出：

图6-38 题6-25图

（1）A口和B口各工作于什么方式？是处于输入还是输出工作状态？

（2）指出各个发光二极管LED的发光状态。

6-26 如图6-39所示，某8086微型计算机系统中有一片8255A，其PA端口接一个8段LED显示器，开关设置的二进制信息由8255A的PB端口输入，经过程序转换成对应的8段LED字形码后，由PA口输出，来点亮此LED。

要求：（1）根据图中的译码电路，写出8255A的4个端口地址。

（2）试写出8255A的工作方式命令字和8086对8255A的初始化程序段。

（3）试编写实现此功能的程序段。

6-27 串行通信和并行通信有什么异同？它们各自的优缺点是什么？

6-28 什么是异步串行通信？什么是同步串行通信？

6-29 已知8251A发送的数据格式为数据位7位、偶校验、1个停止位、波特率因子64，全双工方式。设8251A控制寄存器的地址码是0F9H，发送/接收数据寄存器的地址码是0F8H。试编写初始化程序。

6-30 已知8251A发送的数据格式为数据位7位、偶校验、1个停止位、波特率因子64。设8251A控制寄存器的地址码是3FBH，发送/接收寄存器的地址码是3F8H。试编写用查询法和中断法收发数据的通信程序。

图6-39 题6-26图

6-31 RS-232C的最基本数据传送引脚是哪几根？RS-232C在串行通信中起什么作用？

6-32 为什么要在RS-232C与TTL之间加电平转换器件？一般采用哪些转换器件，请以图说明。