微机原理与接**术。
起止日期： 2024年 5月21日至 2024年5月27日。
计算机与通信学院。
2024年 5 月 28日
目录。一、 8255a的基本原理 1
1.1 8255a并行接口逻辑框图 1
1.2 8255a三个8位数据端口 1
1.3 a组控制和和b组控制 2
1.4 8255a的端口地址 2
1.5 8255a的控制字 2
1.6 8255a的工作方式 3
二、 8253a的基本原理 4
2.1 8253a的内部结构 4
2.2 8253a端口的地址分配 4
2.3 8253a的控制字格式 4
2.4 8253a的工作方式 5
2.5 8253a用于分频时的原理图 7
三、 电子琴的电路设计 7
3.1 电子琴电路原理图 7
3.3 按键扫描原理 8
四、电子琴程序设计 8
4.1 程序流程图 8
4.2 8255a与8253a的初始化 10
4.3 按键扫描 10
4.4 通过按键确定音阶 11
4.5 8253a分频 12
五、程序调试 12
六、心得体会 12
参考文献 13
附件 14本设计用到了8255a芯片，它是intel系列中的并行接口芯片。由于它是可编程的，可以通过软件来设置芯片的工作方式，所以，用它连接外部设备时，通常不需要再附加外部电路。
图1-1 8255a并行接口逻辑框图。
1)端口a端口a对应1个8位数据输入锁存器和1个8位数据输出锁存器/缓存器，所以，用端口a作为输入或输出时，数据均受到锁存。
2）端口b端口b对应1个8位数据输入缓冲器和1个8位数据输出锁存器/缓冲器。
3）端口c端口c对应1个8位数据输入缓冲器和1个8位数据输出锁存器/缓冲器。这样，当端口c作为输入端口时，对数据不作锁存，而作为输出端口时，对数据进行锁存。
在方式0下工作时，它们都是基本的输入输出口，该方式下是单向传输的。
这两组控制电路一方面接收芯片内部总线上的控制字，一方面接收来自读写控制逻辑电路的读写命令，据此而决定两组端口的工作方式和读写操作。
a组控制电路控制端口a和端口c的高4位（pc7~pc4）的工作方式和读写操作。
b组控制电路控制端口b和端口c的低4位（pc3~pc0）的工作方式和读写操作。
1) 和外设一边相连的信号。
pa7--pa0 a组数据信号；
pb7--pb0 b组数据信号；
pc7--pc0 c组数据信号；
2）可编程并行接口8255的地址分配：
a口300h
b口301h
c口302h
控制寄存器端口303h
8255a可以通过指令在控制端口中设置控制字来决定他的工作。
8255ａ的控制字如图2所示
其中：d6、d5是a组方式选择，00为方式0，01为方式1，1×为方式2
d4表示端口ａ工作方式，0为输出，1为输入
d3表示端口c高八位pc7-pc4，1为输入，0为输出。
d2表示b组方式选择，0为方式0，1为方式1
d1表示端口b工作方式，1为输入，0为输出。
d0表示端口c低八位pc3-pc0，1为输入，0为输出
图1-2 8255a的工作模式选择控制字。
1)方式0 基本的输入输出方式。
方式0也叫基本的输入输出方式。在这种方式下，端口a和端口b可以通过方式选择字规定为输入口或输出口，端口c分为两个4位端口，高4位为一个端口，低4位为一个端口。这两个4位端口也可由方式选择字规定为输入口或输出口。
2)方式1 选通的输入输出方式。
方式1也叫选通的输入输出方式。和方式0相比，最重要的是a端口和b端口用方式1进行输入输出传输时，要利用端口c提供的选通下和应答信号，而这些信号与端口c中的数位之间有着固定的联系，这种关系不是程序能改变的，除非改变工作方式。
3）方式2 双向传输方式。
方式2也叫双向传输方式，这种方式只适合用于端口a。在方式2下，外设在8位数据线上，既能往cpu发送数据，又能从cpu接收数据。此外，和工作方式1情况类似，端口c在端口a工作于方式2时自动提供相应的控制信号和状态信号。
本课题中用到了8253a分频，下面我们将详细介绍8253a的工作原理：
图2-1 8253a的原理图。
可编程定时器／计数器8253的地址分配：
计数器0 304h
计数器1305h
计数器2 306h
控制寄存器 307h
在8253的初始化编程中，由cpu向8253的控制字寄存器写入一个控制字，它规定了8253的工作方式。其格式如图2-2所示。
1）计数器选择（d7d6）。控制字的最高两位决定这个控制字是哪一个计数器的控制字。
图2-2 8253a的控制字格式。
2）数据读/写格式（d5d4）。cpu向计数器写入初值和读取它们的当前状态时，有几种不同的格式。
3）工作方式（d3d2d1）。8253的每个计数器可以有6种不同的工作方式，由这三位决定。每一种方式的特点，随后介绍。
4）数制选择（d0）。8253的每个计数器有两种计数制：二进制计数和bcd码计数，由这位决定。
d0=0 按二进制计数，写入初值的范围为：0000h—ffffh，最大数为 0000h，表示65536
d0=1 按十进制计数，写入的初值范围：0000h—9999h，最大值为0000h，表示10000。
1） 方式0—计完最后一个数时中断。
在这种方式下，当控制字cw（control word）写入控制字寄存器，则使out输出端变低，此时计数器没有赋予初值，也没开始计数。要开始计数，gate信号必须为高电平，并在写入计数初值lsb后，通道开始计数，在计数过程中 out线一直维持为低，直到计数到“0”时。out输出变高。
2） 方式1—可编程序的单拍脉冲。
在这种方式下，当cpu写控制字之后（的上升沿），out输出将保持为高（若原为低，则由低变高）。当cpu写完计数值后，计数器并不开始计数，直到外部门控脉冲gate启动之后的下一个输入clk脉冲的下降沿开始计数，输出out变低。因整个计数过程中，out都维持为低，直到计数到0，输出变为高，因此，输出为一个单拍负脉冲，脉冲宽度为 n 个t。
若外部再次触发启动，则可以再产生一个单拍脉冲。
3） 方式2—速率发生器。
在这种方式下，当cpu输出控制字后，out输出将为高。在写入计数值后，计数器将立即自动对输入时钟clk计数。在计数过程中输出始终保持为高，直至计数器减到1时，输出将变低，经过一个clk周期，输出恢复为高，且计数器开始重新计数。
4） 方式3—方波速率发生器。
方式3和方式2的输出都是周期性的，它们的主要区别是，方式3在计数过程中out输出有一半时间为高，另一半时间为低。具体地说，当初值n为偶数时，out的高低输出各一半，当n为奇数时，高电平为（n+1）/2，低电平为（n-1）/2。
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