第10章接口技术

1、微机原理与接口技术第第10章章 接口技术接口技术10.1 接口的分类及功能接口的分类及功能控制总线控制总线CB数据总线数据总线DB地址总线地址总线AB系系统统总总线线形形成成CPU I/O设备设备 I/O接口接口主存主存系统总线系统总线BUS外设外设主机主机微机原理与接口技术10.1 接口的分类及功能接口的分类及功能8086微微处处理理器器8087协协处处理理器器8288总线控制器总线控制器62芯芯总总线线8259中断中断控制器控制器随机存储器随机存储器RAM只读存储器只读存储器ROM8253定时控制器定时控制器8237DMA控制器控制器8255并行接口并行接口控制总线控制总线数据总线数据总线

2、地址总线地址总线地址锁存器地址锁存器数据收发器数据收发器扬声器扬声器接口接口8284时钟发生器时钟发生器键盘键盘接口接口系统系统配置配置开关开关微机原理与接口技术10.1 接口的分类及功能接口的分类及功能接口的功能：接口的功能：1）缓冲锁存数据）缓冲锁存数据2）地址译码）地址译码3）传送命令）传送命令4) 码制转换码制转换5）电平转换）电平转换微机原理与接口技术数据的各位同时由源到达目的地数据的各位同时由源到达目的地 快快多根数据线多根数据线 距离短、远程费用高距离短、远程费用高r 并行并行通信通信将将数据的各位数据的各位同时同时在在多根并行传输线上多根并行传输线上进行传输。进行传输。0101

3、0110 D0D1D2D3D4D5D6D7目目的的D0D1D2D3D4D5D6D7源源并行通信并行通信适于适于短距离短距离、高速高速通信通信10.1 接口的分类及功能接口的分类及功能微机原理与接口技术数据的各位依次由源到达目的地数据的各位依次由源到达目的地 慢慢数据线少数据线少 远程远程, 费用低费用低r 串行通信串行通信 将数据的各位将数据的各位按时间顺序按时间顺序依次在依次在一根传输线上一根传输线上传输。传输。 0 1 1 0 1 0 1 0 RD目目的的TD源源串行通信串行通信适于适于通信通信10.1 接口的分类及功能接口的分类及功能微机原理与接口技术10.2 并行口并行口并行接口并行接

4、口的典型硬件结构包括的典型硬件结构包括：1、一个或一个以上具有锁存或缓冲的数据、一个或一个以上具有锁存或缓冲的数据端口端口2、与、与CPU进行数据交换所必须的控制和状态进行数据交换所必须的控制和状态信号信号3、与外设进行数据交换所必须的控制和状态、与外设进行数据交换所必须的控制和状态信号信号4、端口译码、端口译码电路电路5、控制电路、控制电路微机原理与接口技术10.2.1 8255A芯片引脚定义与功能芯片引脚定义与功能微机原理与接口技术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（高（高4）B组组控制控制B组组端口端

5、口BB组组端口端口C（低（低4）读写读写控制控制逻辑逻辑PC0PC3PB0PB7PC4PC7PA0PA7RDWRA0A1CSRESET10.2.1 8255A芯片引脚定义与功能芯片引脚定义与功能微机原理与接口技术resetD7D0A9A2A1A0IORIOW片选片选译码译码数据数据缓冲器缓冲器读写读写控制控制片内片内译码译码CSRESETA1A0RDWRPC7PC0PB7PB0PA7PA0控制口控制口D端口端口A端口端口C端口端口B +5VGNDD7D0外外设设10.2.1 8255A芯片引脚定义与功能芯片引脚定义与功能微机原理与接口技术1. 数据端口数据端口 A、B、C每个每个端口端口8位，

6、通过编程设定其为输入口或输出口位，通过编程设定其为输入口或输出口,可可用来和外设传送信息用来和外设传送信息有有 3 种工作方式种工作方式( 方式方式 0、方式、方式 1、方式、方式 2)对外对外 8 根引脚根引脚 PA7 PA0 有有 2 种工作方式：方式种工作方式：方式 0、方式、方式 1对外对外 8 根引脚根引脚 PB7 PB010.2.1 8255A芯片引脚定义与功能芯片引脚定义与功能微机原理与接口技术 当当端口端口 A 在方式在方式 1 或方式或方式 2、端口、端口 B 在方式在方式 1 时时， 端口端口 C 的某些位用于的某些位用于，以适应以适应CPU与外与外设设间的各种数据传送方式

7、的要求，如查询传送的应答间的各种数据传送方式的要求，如查询传送的应答信号、中断传送的中断申请信号等；信号、中断传送的中断申请信号等； C口未被用作联络信号的其它位可工作在方式口未被用作联络信号的其它位可工作在方式0下。下。10.2.1 8255A芯片引脚定义与功能芯片引脚定义与功能微机原理与接口技术2. 控制端口控制端口D，无对外引脚，无对外引脚控制端口的内容决定控制端口的内容决定的工作的工作状态状态(输入或输出输入或输出) 和和（方式（方式 0、1、2）, 起控制作用。起控制作用。10.2.1 8255A芯片引脚定义与功能芯片引脚定义与功能微机原理与接口技术由由1个个8位双向三态缓冲器构成位

8、双向三态缓冲器构成 8255A内各端口内各端口通过数据缓冲器与通过数据缓冲器与系统总线系统总线相连。相连。 CPU与端口与端口A、B、C间传送的数据，间传送的数据， 以及以及CPU写入控制端口写入控制端口D中的控制字均通过数据中的控制字均通过数据缓冲器传送。缓冲器传送。3. 数据总线缓冲器数据总线缓冲器(引脚引脚D0D7)10.2.1 8255A芯片引脚定义与功能芯片引脚定义与功能微机原理与接口技术4. 读写控制电路读写控制电路 (引脚引脚CS、 RD、 WR)p控制数据总线缓冲器的状态。控制数据总线缓冲器的状态。p数据总线缓冲器有数据总线缓冲器有3种状态：输入、输出、高阻态种状态：输入、输出

9、、高阻态 10.2.1 8255A芯片引脚定义与功能芯片引脚定义与功能微机原理与接口技术10.2.2 8255A寻址方式寻址方式CS* A1 A0RD*WR*传输说明传输说明0 0 00 0 10 1 00 0 00 0 10 1 00 1 1 1 0 1 10 000111101111000011读端口读端口A读端口读端口B读端口读端口C写端口写端口A写端口写端口B写端口写端口C写控制字写控制字D0D7进入高阻状态进入高阻状态非法状态非法状态D0D7进入高阻状态进入高阻状态微机原理与接口技术10.2.2 8255A的控制字的控制字1.方式选择控制字方式选择控制字微机原理与接口技术10.2.2

10、 8255A的控制字的控制字2.端口端口C置位置位/复位控制字复位控制字微机原理与接口技术10.2.2 8255A的控制字的控制字例：若要将例：若要将8255A设定为：设定为： A口方式口方式0输入。输入。B口方式口方式1输出。输出。PC7PC4为输出，为输出，PC3PC0为输入，设为输入，设8255A的的4个端口地址范围为个端口地址范围为0060H0063H，则初始，则初始化程序为：化程序为：MOV DX，0063HMOV AL，10010101BOUT DX，AL微机原理与接口技术10.2.2 8255A的控制字的控制字若要使若要使8255A的的PC5的初始状态置为的初始状态置为1，设，设

11、8255A端端口地址范围为口地址范围为300H303H，则设置端口，则设置端口C置位置位/复位复位控制字的程序如下：控制字的程序如下：MOV DX，0303HMOV AL，00001011BOUT DX，AL微机原理与接口技术10.2.3 8255A的控制字的控制字例：例： 若要使若要使8255A的的PC7产生一个负脉冲，用作打产生一个负脉冲，用作打印机接口的选通信号，设印机接口的选通信号，设8255A控制端口地址为控制端口地址为0FFFEH（TP86A），则设置端口），则设置端口C置位置位/复位控制复位控制字的程序段如下字的程序段如下MOV DX，0FFFEHMOV AL，00001110B

12、OUT DX，ALNOPNOPMOV AL，00001111BOUT DX，AL微机原理与接口技术 设某设某8086系统中有系统中有2片片8255A芯片，由芯片，由74LS138译码器产生两个芯片的片选信号，如图译码器产生两个芯片的片选信号，如图所示。要求：第一片所示。要求：第一片8255A的的A口工作在方式口工作在方式0输输出，出，B口工作在方式口工作在方式0输入，输入，C口高口高4位为输出，位为输出，低低4位为输入。第位为输入。第2片片8255A的的A口为方式口为方式0输入，输入， B口工作在方式口工作在方式1输入，输入，C口高口高4位为输出，低位为输出，低4位位为为B口控制信号。口控制信

13、号。10.2.3 8255A的控制字的控制字微机原理与接口技术(1) 试指出两片8255A芯片各自的端口地址；(2) 试指出两片8255A芯片各自的方式控制字；(3) 试写出两片8255A芯片各自的初始化程序；10.2.3 8255A的控制字的控制字微机原理与接口技术微机原理与接口技术答答: (1) 对于第一片对于第一片8255A，必须满足，必须满足A81，M/IO0， A51， A41， A31，Y7有效，而其它位有效，而其它位可以为可以为0或或1，若取它们均为，若取它们均为0，则，则A口地址为口地址为0138H，则则B口地址为口地址为013AH，则，则C口地址为口地址为013CH，则控，则

14、控制端口地址为制端口地址为013EH; 同理，第一片同理，第一片8255A的的A口地址为口地址为0130H，则，则B口地址为口地址为0132H，则，则C口地址为口地址为0134H，则控制端，则控制端口地址为口地址为0136H。10.2.3 8255A的控制字的控制字微机原理与接口技术答答: (2) 第一片第一片8255A芯片由于芯片由于A口工作在方式口工作在方式0输出，输出，C口高口高4位为输出，所以控制字的位为输出，所以控制字的D6 D500， D4 0， D30； B口工作在方式口工作在方式0输入，输入，C口低口低4位为输入，位为输入， D2 0， D1 1， D0 1。完整的控制字为。完

15、整的控制字为 10000011(83H)；第二片；第二片8255A芯片由于芯片由于A口工作在口工作在方式方式0输入，输入，C口高口高4位为输出，所以控制字的位为输出，所以控制字的D6 D500， D4 1， D30； B口工作在方式口工作在方式1输出，输出，C口的低口的低4位为位为B口控制信号，设为输入，口控制信号，设为输入， D2 1， D1 0， D0 1。完整的控制字为。完整的控制字为 10010110(96H)；10.2.3 8255A的控制字的控制字微机原理与接口技术 答答: 芯片的初始化程序如下所示：芯片的初始化程序如下所示： INIT8255 PROC MOV AL, 83H M

16、OV DX, 13EH OUT DX, AL MOV AL, 95H MOV DX, 136H OUT DX, AL RET INIT8255 ENDP10.2.3 8255A的控制字的控制字微机原理与接口技术10.2.4 8255A的的3种工作方式种工作方式方式方式0：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方式方式1：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方式方式2：适用于双向传送数据的外设适用于双向传送数据的外设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微机原理与接口技术1. 工作方式工作方式03个端口均可工作在方式

17、个端口均可工作在方式0A口、口、B口、口、C口高口高4位和位和C口低口低4位互相独立，各位互相独立，各端口之间没有必然的联系，可以有端口之间没有必然的联系，可以有16种输入种输入/输输出方式组合出方式组合可工作于无条件传送方式和条件传送方式可工作于无条件传送方式和条件传送方式 10.2.4 8255A的的3种工作方式种工作方式微机原理与接口技术10.2.6 8255A的应用举例的应用举例非编码键盘非编码键盘A A口输出地址口输出地址80H80HB B口输入地址口输入地址81H81H控制口地址控制口地址83H83H微机原理与接口技术10.2.6 8255A的应用举例的应用举例 MOV AL ,

18、82H OUT 83H , AL ；初始化 MOV AL , 00H OUT 80H ,AL ；A口清零LOOA : IN AL ,81H AND AL,0FH CMP AL,0FH JZ LOOA CALL D20mS IN AL ,81H AND AL, 0FH CMP AL, 0FH JZ LOOA ；软件防抖微机原理与接口技术START : MOV BL , 4 ；行数 MOV BH, 4 ；列间相差的键值 MOV AL, 0FEH ；准备扫描第1行 MOV CL, 0FH ；用于屏蔽 MOV CH, 0FFH ；初始键值LOP1： OUT 80H, AL ROL AL,1 MOV A

19、H,AL IN AL, 81H AND AL, CL CMP AL, CL JNZ LOP2 ADD CH, BH MOV AL , AH 10.2.6 8255A的应用举例的应用举例微机原理与接口技术 DEC BL JNZ LOP1 JMP STARTLOP2： INC CH ROR AL,1 JC LOP2 MOV AL,CH CMP AL, 0 JZ KEY0 CMP AL,1 JZ KEY1 . CMP AL, 0EH JZ KEY 14 JMP KEY15 10.2.6 8255A的应用举例的应用举例微机原理与接口技术10.2.6 8255A的应用举例的应用举例微机原理与接口技术10

20、.2.6 8255A的应用举例的应用举例微机原理与接口技术10.2.6 8255A的应用举例的应用举例微机原理与接口技术 8255A的A口和B口工作在方式0下，A口为输入端口，接有4个开关，B口为输出端，接有一个，连接电路如图所示。编写一个程序，要求发光二极管显示开关所拨通的数字。10.2.6 8255A的应用举例的应用举例微机原理与接口技术10.2.6 8255A的应用举例的应用举例数 码十六进制表示的七段显示码共阳极共阴极0123456789C0F9A4B0999282F880983F065B4F666D7D077F67aefgbcd p微机原理与接口技术微机原理与接口技术 分析可知：82

21、55A的端口地址由两部分电路构成。由CPU高地址线A15A3通过74LS138译码器产生片选信号，CPU的低位地址线A2和A1分别组合成4个端口地址，而CPU的A0与译码器输出端Y4通过逻辑组合，保证8255A的4个端口地址为偶地址；而8位的8255A与16位的8086CPU可以通过数据总线D7D0传送8位信息。通过分析得出端口地址分配如下：A口地址为8020H， B口地址为8022H， C口地址为8024H， 控制口地址为8026H。10.2.6 8255A的应用举例的应用举例微机原理与接口技术 由图可知，七段发光二极管为共阳极LED器件。要让a段点亮，要求从PB0输出低电平“0”;要使b段

22、熄灭，要求从PB1输出高电平“1”，其余各段依此类推。 8255A的A口接有开关，4位开关的组合可为0FH。为此，可将在LED上显示0FH各字符的段码：10.2.6 8255A的应用举例的应用举例微机原理与接口技术A_PORT EQU 8020HB_PORT EQU 8022HC_PORT EQU 8024HCTRL_PORT EQU 8026HDATA SEGMENT DATA ENDS 10.2.6 8255A的应用举例的应用举例微机原理与接口技术CODE SEGMENT START: MOV AX, DATA MOV DS, AX 10.2.6 8255A的应用举例的应用举例微机原理与接

23、口技术10.2.6 8255A的应用举例的应用举例微机原理与接口技术 MOV DX, B_PORT ；输出显示 OUT DX, AL MOV CX, 0600HADD2: LOOP ADD2；循环延时 JMP ADD1CODE ENDSEND START 10.2.6 8255A的应用举例的应用举例微机原理与接口技术2. 工作方式工作方式110.2.4 8255A的的3种工作方式种工作方式1）端口A和端口B均为输入方式10111/011X微机原理与接口技术 （Strobe）：选通输入信号，低电平有效。该）：选通输入信号，低电平有效。该信号由外设产生，输出到信号由外设产生，输出到8255A。当它

24、有效时，会。当它有效时，会将外设送来的数据信号锁存到将外设送来的数据信号锁存到A口或口或B口的输入锁口的输入锁存器中存器中 IBF（Input Buffer Full）：输入缓冲器满，高电平）：输入缓冲器满，高电平有效。该信号作为的应答信号，是有效。该信号作为的应答信号，是8255A输出到外输出到外设的联络信号。当它有效时，表示数据已到达设的联络信号。当它有效时，表示数据已到达8255A数据端口的输入锁存器，但数据端口的输入锁存器，但CPU还未取走，还未取走，通知外设暂停送数据通知外设暂停送数据 STB10.2.4 8255A的的3种工作方式种工作方式微机原理与接口技术INTR（Interru

25、pt Request）：中断请求信号，高电）：中断请求信号，高电平有效，用于平有效，用于8255A向向CPU提出中断申请提出中断申请 INTE（Interrupt Enable）：中断允许信号。只有当）：中断允许信号。只有当INTE=1时，时，8255A才有可能向才有可能向CPU发出中断请求信发出中断请求信号号 PC4和和PC2的置位的置位/复位操作分别用于控制复位操作分别用于控制A口的口的INTEA和和B口的口的INTEB注意：在方式注意：在方式1输入时，对输入时，对PC4和和PC2的置位的置位/复位操复位操作仅仅是作仅仅是8255A的内部操作，不会影响到的内部操作，不会影响到PC4和和PC

26、2引脚的逻辑状态引脚的逻辑状态 10.2.4 8255A的的3种工作方式种工作方式微机原理与接口技术方式1输入的时序（输入过程） 每个信号的发出者和承受者弄清各信号之间的因果关系10.2.4 8255A的的3种工作方式种工作方式微机原理与接口技术2）端口A和端口B均为输出方式10101/010X10.2.4 8255A的的3种工作方式种工作方式微机原理与接口技术 （Output Buffer Full）：输出缓冲器满信号，）：输出缓冲器满信号，低电平有效。该信号由低电平有效。该信号由8255A送给外设。当它有效送给外设。当它有效时，通知外设可以从时，通知外设可以从A口或口或B口取走口取走CPU

27、写入的数写入的数据据 （Acknowledge）：响应信号，低电平有效。）：响应信号，低电平有效。该信号作为的应答信号，是由外设送给该信号作为的应答信号，是由外设送给8255A。当。当它有效时，表示外设已经从它有效时，表示外设已经从8255A的的A口或口或B口取走口取走了数据了数据 OBFA C K10.2.4 8255A的的3种工作方式种工作方式微机原理与接口技术INTR（Interrupt Request）：中断请求信号，高）：中断请求信号，高电平有效，用于电平有效，用于8255A向向CPU提出中断申请提出中断申请 INTE（Interrupt Enable）：中断允许信号。只有）：中断允

28、许信号。只有当当INTE=1时，时，8255A才有可能向才有可能向CPU发出中断请发出中断请求信号求信号 PC6和和PC2的置位的置位/复位操作分别用于控制复位操作分别用于控制A口的口的INTEA和和B口的口的INTEB注意：在方式注意：在方式1输入时，对输入时，对PC6和和PC2的置位的置位/复位复位操作仅仅是操作仅仅是8255A的内部操作，不会影响到的内部操作，不会影响到PC6和和PC2引脚的逻辑状态引脚的逻辑状态 10.2.4 8255A的的3种工作方式种工作方式微机原理与接口技术方式1输出的时序（输出过程） 10.2.4 8255A的的3种工作方式种工作方式微机原理与接口技术使用在：使

29、用在：中断传送方式中断传送方式使相应的使相应的INTE=1，允许中断，允许中断 INTR信号一般不直接与信号一般不直接与CPU连接，连接，而是接到中断控制管理器而是接到中断控制管理器8259的的IR端端 查询传送方式查询传送方式读入读入C口的状态字口的状态字输入时可查询输入时可查询IBF（=1可读入数据）可读入数据）输出时可查询输出时可查询 OBF（=1可输出数据）可输出数据）10.2.4 8255A的的3种工作方式种工作方式微机原理与接口技术3. 工作方式工作方式2只有只有A口可以工作在方式口可以工作在方式2端口端口A工作于方式工作于方式2时，端口时，端口C用用5个数位自个数位自动配合动配合

30、A提供控制信号和状态信号；提供控制信号和状态信号；在方式在方式2下下, 外设能往外设能往CPU发送数据，又能从发送数据，又能从CPU接收数据。接收数据。10.2.4 8255A的的3种工作方式种工作方式微机原理与接口技术11XXX1/01/01/0方式方式210.2.4 8255A的的3种工作方式种工作方式微机原理与接口技术10.2.4 8255A的的3种工作方式种工作方式微机原理与接口技术PA07PC7PC3PC46PC02PB07PA07PC7PC6PC8PC05PB078255A8255A方式0方式1乙（接收）CPU甲（发送）CPU未用图 916 查询方式的双机地通信OBFACKPA07

31、PC7PC3PC46PC02PB07PA07PC7PC6PC8PC05PB078255A8255A方式0方式1乙（接收）CPU甲（发送）CPU未用图 916 查询方式的双机地通信PA07PC7PC3PC46PC02PB07PA07PC7PC6PC8PC05PB078255A8255A方式0方式1乙（接收）CPU甲（发送）CPU未用图 916 查询方式的双机地通信OBFACK甲乙两台微机之间并行传送甲乙两台微机之间并行传送1K字节数据。甲机发送，乙机接收。字节数据。甲机发送，乙机接收。甲机一侧的甲机一侧的8255A采用方式采用方式1工作，乙机一侧的工作，乙机一侧的8255A采用方式采用方式0工作

32、。两机的工作。两机的CPU与接口之间都采用查询方式交换数据。与接口之间都采用查询方式交换数据。应用举例应用举例Pc05微机原理与接口技术甲机8255A是方式1发送，因此，把PA口指定为输出，发送数据，而PC7和PC6引脚分别固定作联络线 。乙机8255A是方式0接收数据，故把PA口定义为输入，另外，选用引脚PC7和PC3作联络线。虽然，两侧的8255A都设置了联络线，但有本质的差别：甲机8255A是方式1，其联络线是固定的，不可替换的；乙机的8255A是方式0，其联络线是不固定的，可以选择，比如可选择PC4和PC1、或PC5、PC2等任意组合。ACKOBF和应用举例应用举例微机原理与接口技术MOVDX, 303H; 8255A 命令口MOVAL, 10100000B; 初始化工作方式