qs微机原理第09章1-8255.ppt

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1、第九章 微型计算机常用接口技术,9.1 内容 可编程接口芯片：并行接口芯片8255A,4学时,微机系统多采用大规模集成电路接口芯片。利用这种芯片构成的接口电路，在不改变硬件的情况下，可通过编程改变其功能、工作方式等，使用起来非常灵活 。,可编程并行接口芯片8255A,并行通信与接口 并行通信就是把一个字符的各位同时用几根线进行传输。传输速度快，信息率高。电缆要多，随着传输距离的增加，电缆的开销会成为突出的问题，所以，并行通信用在传输速率要求较高，而传输距离较短的场合。 Intel 8255A是一个通用的可编程的并行接口芯片，它有三个并行I/O口，又可通过编程设置多种工作方式，价格低廉，使用方便

2、，可以直接与Intel系列的芯片连接使用，在中小系统中有着广泛的应用。,9.1.1 8255A的结构与引脚,9.1.1 8255A的结构与引脚,8255A由以下几部分组成: 1三个数据端口A，B，C: 这三个端口均可看作是I/O口，但它们的结构和功能也稍有不同。 A口：是一个独立的8位I/O口，它的内部有对数据输入/输出的 锁存功能。 B口：也是一个独立的8位I/O口，仅有输出数据的锁存功能。 C口：可以看作是一个独立的8位I/O口；也可以看作是两个独立 的4位I/O口。也是仅对输出数据进行锁存。 2A组和B组的控制电路 这是两组根据CPU命令控制8255A工作方式的电路，这些控制电路内部设有

3、控制寄存器，可以根据CPU送来的编程命令来控制8255A的工作方式，也可以根据编程命令来对C口的指定位进行置/复位的操作。 A组控制电路用来控制A口及C口的高4位； B组控制电路用来控制B口及C口的低4位。,9.1.1 8255A的结构与引脚,3数据总线缓冲器 8位的双向的三态缓冲器。作为8255A与系统总线连接的界面，输入/输出的数据，CPU的编程命令以及外设通过8255A传送的工作状态等信息，都是通过它来传输的。 4读/写控制逻辑 读/写控制逻辑电路负责管理8255A的数据传输过程。它接收片选信号及系统读信号、写信号、复位信号RESET，还有来自系统地址总线的口地址选择信号A0和A1。,9

4、.1.1 8255A的结构与引脚,8255A的引脚: 引脚信号可以分为两组：面向CPU的信号; 面向外设的信号。 1面向CPU的引脚信号及功能 D0-D7：8位，双向，三态数据线，用来连接系统数据总线； RESET：复位信号，高电平有效，输入，用来清除8255A的内 部寄存器，并置A口，B口，C口均为输入方式； ：片选，输入，用来决定芯片是否被选中； ：读信号，输入，控制8255A将数据或状态信息送给CPU； ：写信号，输入，控制CPU将数据或控制信息送到8255A； A1，AO：内部口地址的选择，输入。这两个引脚上的信号组合决定对8255A内部的哪一个口或寄存器进行操作。8255A内部共有4

5、个端口：A口，B口，C口和控制口。片选，读/写A1，A0这几个信号的组合决定了8255A的所有具体操作 ：,9.1.1 8255A的结构与引脚,2面向外设的引脚信号及功能 PA0PA7：A组数据信号，用来连接外设； PB0PB7：B组数据信号，用来连接外设； PC0PC7：C组数据信号，用来连接外设或者作为控制号。,9.1.2 8255A的控制字与状态字,1.方式选择控制字用于定义端口的工作方式，控制字有8位:,实例,9.1.2 8255A的控制字与状态字,2. C口置位复位控制字,此控制字只对C口有效，该控制字紧跟在方式控制字后定义，它被写入控制口，不是写入C口。在方式1和方式2时要用到这个

6、控制字。,9.1.2 8255A的控制字与状态字,3. 8255A的状态字 8255A的状态字为查询方式提供了状态标志位。8255A工作于方式1或方式2时的状态字可通过读端口C得到。状态字为查询方式提供了状态标志位，如输入缓冲器满信号IBF，输出缓冲器满信号OBF等。 (1)、方式1的状态字格式,方式1输入状态字格式: A组 B组 方式1输出状态字格式: A组 B组,要注意的是：端口C的状态字各位含义与相应外部引脚信号并不完全相同。INTEA和INTEB是内部控制信号，通过向控制口写入“端口C置1/置0控制字”来设定的，设定后，就会在状态字中反映出来。 (2)、方式2状态字格式 方式2状态字也

7、是从端口C读取，其格式如下图所示： 其中：INTE1是输出中断允许位，INTE2是输入中断允许位。如前所述，它们也是利用“端口C置1/置0控制字”来使其置位或复位的。 A口工作于方式2时，B口可以工作在方式1和方式0；若B口方式0，则端口C的PC2-PC0用于数据的输入输出；若B口工作在方式1，则PC2-PC0提供输入或输出的状态。,D7,D0,A组,组,9.1.2 8255A的控制字与状态字,9.1.3 8255A的工作方式,8255A有三种工作方式，用户可以通过编程来设置。 方式0：简单输入/输出；查询方式；A，B，C三个端口均可。 方式1：选通输入/输出；中断方式；A ，B，两个端口均可

8、。 方式2：双向输入/输出；中断方式。只有A端口才有。 工作方式的选择可通过向控制端口写入控制字来实现。,9.1.3 8255A的工作方式,1方式0：适用于无条件传送和查询方式的接口电路 为一种简单的输入/输出方式，没有规定固定的应答联络信号，可用A，B，C三个口的任一位充当查询信号，其余I/O口仍可作为独立的端口和外设相连。方式0的控制字：最高3位是100，其它D2位为0，D4、D3、D1、D0这4位可为任意，他们有16种组合。,9.1.3 8255A的工作方式,2方式1 方式1是一种选通I/O方式，A口和B口仍作为两个独立的8位I/O数据通道，可单独连接外设，通过编程分别设置它们为输入或输

9、出。而C口则要有6位(分成两个3位)分别作为A口和B口的应答联络线，其余2位仍可工作在方式0，可通过编程设置为输入或输出。 (1) 方式1的输入组态和应答信号的功能: C口的PC3-PC5用作A口的应答联络线， PC0-PC2则作用B口的应答联络线， PC6PC7则可作为方式0使用。 应答联络线的功能如下：,9.1.3 8255A的工作方式,A口 B口 ： PC4 PC2 IBF： PC5 PC1 INTR： PC3 PC0 INTE： PC4置1 PC2置1, ：选通输入。用来将外设输入的数据 打入8255A的输入缓冲器。 IBF：输入缓冲器满。作为STB的回答信号 INTR：中断请求信号。

10、INTR置位的条件是 STB为高且IBF为高且INTE为高。 INTE：中断允许。对A口来讲，是由PC4置 位来实现，对B口来讲，则是由PC0 置位来实现。事先将其置位。,方式1输入组态,9.1.3 8255A的工作方式,(2) 方式1的输出组态和应答信号功能: C口的PC3、PC6、PC7用作A口的应答联络线， PC0-PC2则作用B口的应答联络线， PC4PC5则可作为方式0使用。 应答联络线的功能如下：,9.1.3 8255A的工作方式, ：输出缓冲器满。当CPU已将要输出的数据送入8255A时 有效，用来通知外设可以从8255A取数。 ：响应信号。作为对 的响应信号，表示外设已将数据从

11、 8255A的输出缓冲器中取走。 INTR：中断请求信号。INTR置位的条件是ACK为高且OBF 为高且INTE为高。 INTE：中断允许。对A口来讲，由PC6的置位来实现，对B口 仍是由PC2的置位来 实现。,方式1的输出组态,9.1.3 8255A的工作方式,3方式2 方式2为双向选通I/O方式，只有A口才有此方式。这时，C口有5根线用作A口的应答联络信号，其余3根线可用作方式0，也可用作B口方式1的应答联络线。 方式2：就是方式1的输入与输出方式的组合，各应答信号的功能也相同。而C口余下的PC0PC2正好可以充当B 口方式1的应答线，若B口不用或工作于方式0，则这三条线也可工作于方式0。

12、,9.1.3 8255A的工作方式,方式2的应用场合 方式2是一种双向工作方式，如果一个并行外部设备既可以作为输入设备，又可以作为输出设备，并且输入输出动作不会同时进行。 方式2和其它方式的组合 方式2和方式0输入的组合：控制字：11XXX01T 方式2和方式0输出的组合：控制字：11XXX00T 方式2和方式1输入的组合：控制字：11XXX11X 方式2和方式1输出的组合：控制字：11XXX10X 其中X表示与其取值无关，而T表示视情况可取1或0。,9.1.4 8255A的编程及应用,对8255A的编程涉及到两个内容： 写控制字设置工作方式等信息， 使C口的指定位置位/复位的功能。 例: 利

13、用8255A的A口方式0与微型打印机相连，将内存缓冲区BUFF中的字符打印输出。试完成相应的软硬件设计。 首先我们分析一下打印机的工作。微型打印机和主机之间的接口通常采用并行接口。它的工作流程是：主机将要打印的数据送上数据线，然后发选通信号。打印机将数据读入，同时使BUSY线为高，通知主机停止送数。这时，打印机内部对读入的数据进行处理。处理完以后使ACK有效，同时使BUSY失效，通知主机可以发下一个数据。,入,入,出,出,9.1.4 8255A的编程及应用,硬件连线如下图,说明： 由PC0充当打印机的选通信号，通过对PC0的置位/复位来产生选通。同时，由PC7来接收打印机发出的“BUSY”信号

14、作为能否输出的查询。 8255A的控制字为：10001000 即88H A口方式0，输出；C口高位方式0输入，低位方式0输出 PC0置位: 00000001 即 01H PC0复位： 00000000 即 00H 8255A的4个口地址分别为：00H，01H，02H，03H。,控制字,9.1.4 8255A的编程及应用,编制程序如下： DADA SEGMENT BUFF DB This is a print program!，$ DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS：CODE， DS：DATA START：MOV AX， DATA MOV DS， AX MOV SI

15、，OFFSET BUFF MOV AL， 88H ；8255A初始化，A口方式0，输出 OUT 03H， AL ； C口高位方式0输入，低位方式0输出 MOV AL， 01H； OUT 03H，AL ；使PC0置位，即使选通无效,9.1.4 8255A的编程及应用,WAIT： IN AL， 02H TEST AL， 80H ；检测PC7是否为1即是否忙 JNZ WAIT ； 为忙则等待 MOV AL，SI CMP AL，$ ；是否结束符 JZ DONE ； 是则输出回车 OUT 00H，AL ；不是结束符，则从A口输出 MOV AL，00H OUT 03H， AL MOV AL， 01H OU

16、T 03H，AL ；产生选通信号 INC SI ；修改指针，指向下一个字符 JMP WAIT,DONE： MOV AL，0DH OUT 00H，AL ；输出回车符 MOV AL， 00H OUT 03H，AL MOV AL， 01H OUT 03H，AL ；产生选通 WAIT1： IN AL， 02H TEST AL， 80H ；检测PC7是否为1即是否忙 JNZ WAIT 1 ； 为忙则等待 MOV AL，0AH OUT 00H，AL ；输出换行符 MOV AL， 00H OUT 03H，AL MOV AL， 01H OUT 03H，AL ；产生选通 MOV AH，4CH INT 21H C

17、ODE ENDS END START,9.1.4 8255A的编程及应用,例: 将上例中8255A的工作方式改为方式1，采用中断方式将BUFF开始的缓冲区中的100个字符从打印机输出。（假设打印机接口仍采用Centronics标准） 分析：仍用PC0作为打印机的选通，打印机的作为8255A的A口，8255A的中断请求信号（PC3）接至系统中断控制器8259A的IR3，其它硬件连线同上例。,9.1.4 8255A的编程及应用,8255A的控制字为：1010XXX0 PC0置位: 00000001 即 01H PC0复位： 00000000 即 00H PC6置位: 00001101 即 0DH

18、，允许8255A的A 口输出中断 由硬件连线可以分析出，8255A的4个口地址分别为：00H，01H，02H，03H。 假设8259A初始化时送ICW2为08H，则8255A A口的中断类型码是0BH，此中断类型码对应的中断向量应放到中断向量表从2CH开始的4个单元中。,主程序： MAIN： MOV AL，0A0H OUT 03H，AL ；设置8255A的控制字 MOV AL，01H ；使选通无效 OUT 03H，AL XOR AX，AX MOV DS，AX MOV AX，OFFSET ROUTINTR MOV WORD PTR 002CH，AX MOV AX，SEG ROUTINTR MOV

19、 WORD PTR 002EH，AX ；送中断向量 MOV AL，0DH OUT 03H，AL ；使8255A A口输出允许中断 MOV DI，OFFSET BUFF ；设置地址指针 MOV CX，99 ；设置计数器初值 MOV AL，DI OUT 00H，AL ；输出一个字符 INC DI MOV AL，00H OUT 03H，AL ；产生选通 INC AL OUT 03H，AL ；撤消选通,9.1.4 8255A的编程及应用,STI ；开中断 NEXT： HLT ；等待中断 LOOP NEXT ；修改计数器的值，指向下一个要输出的字符 HLT 中断服务子程序如下： ROUTINTR：MOV

20、 AL，DI OUT 00H，AL ；从A口输出一个字符 MOV AL，00H OUT 03H，AL ；产生选通 INC AL MOV 03H，AL ；撤消选通 INC DI ；修改地址指针 IRET ；中断返回,9.1.4 8255A的编程及应用,例：将外设开关的二进制状态从A口输入，并由B口输出到LED显示器。,9.1.4 8255A的编程及应用,图中LED是8段发光二极管，当某段中流过电流，则该段发光。从 图中可看出，8个发光二极管采用共阳极接法，当B口的某位输出高 时，连接该位的那一段亮。所以输出数字的二进制编码如下： 数字 发光的相应段 编码 0 a、b、c、d、e、f 001111

21、11=3FH 1 b、c 00000110=06H 2 a、b、d、e、g 01011011=5BH 3 a、b、c、d、g 01001111=4FH 4 b、c、f、g 01100110=66H 5 a、c、d、f、g 01101101=6DH A a、b、c、e、f、g 01110111=77H b c、d、e、f、g 01111100=7CH F a、e、f、g 01110001=71H,9.1.4 8255A的编程及应用,8255A端口地址为D0-D3H，A口工作于方式0输入，B口工作于方式0输出，程序片段如下： START: mov al, 90H ；设置方式选择字 out 0D3H, al AA: in al, 0D0H ；读端口A and al, 0FH ；取端口A低4位 mov bx, offset LEDTAL；取LED显示代码表首地址 xlat ；查表，AL(BX+AL) out 0D1H, al ；从端口B输出LED显示代码 mov ax, 1000 ；延迟 BB: dec ax jnz BB jmp AA ；返回到AA hlt LEDTAL DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H DB 7FH,67H,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H,作业,