微机原理与接口技术8

1、第第 8 8 章章并行接口并行接口教学重点难点 8255A的工作方式和编程的工作方式和编程 8255A的应用的应用并行数据传输方式并行数据传输方式以计算机的字长，通常是以计算机的字长，通常是8位、位、16位或位或32位位为传输单位，一次传送一个字长的数据为传输单位，一次传送一个字长的数据适合于外部设备与微机之间进行近距离、适合于外部设备与微机之间进行近距离、大量和快速的信息交换大量和快速的信息交换例如：微机与并行接口打印机、磁盘驱例如：微机与并行接口打印机、磁盘驱动器动器微机系统中最基本的信息交换方法微机系统中最基本的信息交换方法例如：系统板上各部件之间，接口电路例如：系统板上各部件之间，接口

2、电路板上各部件之间板上各部件之间并行接口的特点并行接口的特点:(1）并行接口是在多根数据线上，以数据）并行接口是在多根数据线上，以数据字节（字）为单位与输入输出设备或被字节（字）为单位与输入输出设备或被控对象传送信息的。控对象传送信息的。 (2)并行传送的信息，不要求固定的格式，并行传送的信息，不要求固定的格式，这与串行传送的信息有数据格式的要求不这与串行传送的信息有数据格式的要求不同。同。 (3)从并行接口的电路结构来看，并行口有从并行接口的电路结构来看，并行口有硬线连接接口和可编程接口之分。硬线连接接口和可编程接口之分。(4)具有传送速率快、可靠性高的特点，但具有传送速率快、可靠性高的特点

3、，但不能用于远距离传送和通信不能用于远距离传送和通信1. Intel 8255A1. Intel 8255A的基本特性的基本特性(1) 具有具有两个两个 8位位（A口和口和 B口）和口）和两个两个 4位位（C口高口高低四位）低四位）并行输入输出端口并行输入输出端口,C口可按位操作；口可按位操作；(2) 具有三种工作方式具有三种工作方式: 方式方式0基本输入输出基本输入输出(A,B,C口均有口均有) ；方式方式1选通输入输出选通输入输出(A,B口具有口具有) ；方式方式2双向选通输入输出双向选通输入输出(A口具有口具有)；(3) 可用程序可用程序设置各种工作方式并查询各种工作状态设置各种工作方式

4、并查询各种工作状态；(4) 在方式在方式1和方式和方式2时时,C口口作作A口、口、B口的口的联络线联络线(5) 内部有内部有控制寄存器、状态寄存器和数据寄存器控制寄存器、状态寄存器和数据寄存器供供CPU访问；访问；(6) 有有中断申请能力中断申请能力, 但无中断管理能力；但无中断管理能力； 8255A引脚引脚 8255A的内部结构和引脚的内部结构和引脚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上部上部B组组控制控制B组组端口端口BB组组端口端口C下部下部读写读写控制控制逻辑逻辑PC0PC3PB0PB7PC4PC7P

5、A0PA7RDWRA0A1CSRESET1.1.外设数据端口外设数据端口端口端口A：PA0 PA7A组，支持工作方式组，支持工作方式0、1、2端口端口B：PB0 PB7B组，支持工作方式组，支持工作方式0、1端口端口C：PC0 PC7仅支持工作方式仅支持工作方式0A组控制高组控制高4位位PC4PC7B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

6、灵活，最难掌握控制最灵活，最难掌握2.2.与处理器接口与处理器接口CS* A1 A0I/O地址地址读操作读操作RD*写操作写操作WR*0 0 00 0 10 1 00 1 160H61H62H63H读端口读端口A读端口读端口B读端口读端口C非法非法写端口写端口A写端口写端口B写端口写端口C写控制字写控制字D0 D7数据线数据线A0 A1地址线地址线CS*片选信号片选信号RD*读信号读信号WR*写信号写信号RESET复位信号复位信号8255A的编程的编程初始化编程：一个方式控制字初始化编程：一个方式控制字采用控制采用控制I/OI/O地址：地址：A A1 1A A0 01111工作过程中：通过数据

7、端口对外设数据进工作过程中：通过数据端口对外设数据进行读写行读写数据读写利用端口数据读写利用端口A A、B B和和C C的的I/OI/O地址，地址，A A1 1A A0 0依次等于依次等于0000、0101、1010IBM PC/XTIBM PC/XT机上，端口机上，端口A A、B B、C C和控制端口和控制端口的的I/OI/O地址为地址为60H60H、61H61H、62H62H和和63H63H1.方式控制字格式方式控制字格式1D6D5D4D3D2D1D0A组方式组方式00=0方式方式01=1方式方式10=2方式方式A口口0=输出输出1=输入输入C7C40=输出输出1=输入输入C3C00=输出

8、输出1=输入输入B口口0=输出输出1=输入输入B组方式组方式0=0方式方式1=1方式方式1.1.写入方式控制字：示例写入方式控制字：示例要求：要求：A A端口：方式端口：方式1 1输入输入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B B端口：方式端口：方式0 0输出输出方式控制字方式控制字：10110001B10110001B或或B1HB1H初始化的程序段：初始化的程序段：MOV DX,303HMOV DX,303H；假设控制端口为；假设控制端口为303H303HMOV AL,0B1HMOV AL,0B1H；方式控制字；方式控制字OUT DX,ALOUT DX

9、,AL；送到控制端口；送到控制端口2.2.读写数据端口读写数据端口初始化编程后：初始化编程后：当数据端口作为输入接口时，执行输入当数据端口作为输入接口时，执行输入IN指令将从输入设备得到外设数据指令将从输入设备得到外设数据当数据端口作为输出接口时，执行输出当数据端口作为输出接口时，执行输出OUT指令将把指令将把CPU的数据送给输出设备的数据送给输出设备8255A具有锁存输出数据的能力具有锁存输出数据的能力对输出方式的端口同样可以输入对输出方式的端口同样可以输入不是读取外设数据不是读取外设数据读取的是上次读取的是上次CPU给外设的数据给外设的数据2.2.读写数据端口：示例读写数据端口：示例利用利

10、用8255A8255A的输出锁存能力，可实现按位输的输出锁存能力，可实现按位输出控制出控制 对输出端对输出端口口B B的的PBPB7 7位置位的程序段：位置位的程序段：MOV DX,301HMOV DX,301H；B B端口假设为端口假设为301H301HIN AL,DXIN AL,DX；读出；读出B B端口原输出内容端口原输出内容OR AL,80HOR AL,80H；使；使PBPB7 71 1OUT DX,ALOUT DX,AL；输出新的内容；输出新的内容3.3.读写端口读写端口C C：归纳：归纳1 1C C端口被分成端口被分成两个两个4 4位端口位端口，两个端，两个端口只能以方式口只能以方

11、式0 0工工作，可分别选择作，可分别选择输入或输出输入或输出n在控制上，在控制上，C C端口上半部和端口上半部和A A端口编为端口编为A A组，组，C C端口下半部和端口下半部和B B端口编为端口编为B B组组3.3.读写端口读写端口C C：归纳：归纳2 2当当A A和和B B端口工作端口工作在方式在方式1 1或方式或方式2 2时，时，C C端口的部分端口的部分或全部引脚将或全部引脚将被被征用征用n其余引脚仍可设定工作在方式其余引脚仍可设定工作在方式0 03.3.读写端口读写端口C C：归纳：归纳3 3对端口对端口C C的数据的数据输出输出有两种办法有两种办法通过端口通过端口C C的的I/OI

12、/O地址：地址：向向C C端口直接端口直接写入写入字节数据字节数据。这一数据被写进。这一数据被写进C C端口的输出锁端口的输出锁存器，并从输出引脚输出，但对设置为输存器，并从输出引脚输出，但对设置为输入的引脚无效入的引脚无效通过控制端口：通过控制端口：向向C C端口端口写入位控写入位控字字，使，使C C端口的某个引脚输出端口的某个引脚输出1 1或或0 0，或置位复位内，或置位复位内部的部的中断允许触发器中断允许触发器端口端口C C的位控制的位控制字字0D6D5D4D3D2D1D0D3D2D1PC0000PC1001PC2010PC3011PC4100PC5101PC6110PC71111=置位

13、置位0=复位复位位控制字写入控制端口位控制字写入控制端口特别便于置位复位内部特别便于置位复位内部中断允许触发器中断允许触发器INTE3. 3. 读写端口读写端口C C：归纳：归纳4 4读取的读取的C端口数据有两种情况端口数据有两种情况未被未被A和和B端口征用的引脚：端口征用的引脚：将从定义为将从定义为输入的端口读到引脚输入信息；将从定义输入的端口读到引脚输入信息；将从定义为输出的端口读到输出锁存器中的信息为输出的端口读到输出锁存器中的信息被被A和和B端口征用作为联络线的引脚：端口征用作为联络线的引脚：将将读到反映读到反映8255A状态的状态的状态字状态字8255A的工作方式的工作方式方式方式0

14、：基本输入输出方式基本输入输出方式适用于无条件传送和查询方式适用于无条件传送和查询方式(需其他线辅助需其他线辅助)的接口电路的接口电路方式方式1：选通输入输出方式选通输入输出方式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：双向选通传送方式双向选通传送方式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0输入时序输入时序datadata输入端口输入端口D0D7RD CS,A1,A0请体会这里请体会这里8255A8255A的数据缓冲作用的数据缓冲作用方式方式0输出时序输出时序WRdatadata输出

15、端口输出端口D0D7 CS,A1,A08255A8255A对对CPUCPU通过它输出给外设的数据进行锁存通过它输出给外设的数据进行锁存方式方式1输入引脚：输入引脚：A端口端口数据选通信号数据选通信号表示外设已经准备好数据表示外设已经准备好数据输入缓冲器满信号输入缓冲器满信号表示表示A口已经接收数据口已经接收数据中断请求信号中断请求信号请求请求CPU接收数据接收数据PC4PC5PC3PA7PA0INTEAIBFAINTRASTBA中断允许触发器中断允许触发器方式方式1输入引脚：输入引脚：B端口端口PC2PC1PC0PB7PB0INTEBIBFBINTRBSTBB数据选通信号数据选通信号表示外设已

16、经准备好数据表示外设已经准备好数据输入缓冲器满信号输入缓冲器满信号表示表示B口已经接收数据口已经接收数据中断请求信号中断请求信号请求请求CPU接收数据接收数据中断允许触发器中断允许触发器方式方式1 1需借用端口需借用端口C C用做联络信号用做联络信号同时还具有中断请求和屏蔽功能同时还具有中断请求和屏蔽功能方式方式1输入联络信号输入联络信号STB*选通信号，低电平有效选通信号，低电平有效由外设提供的输入信号，当其有效时，将由外设提供的输入信号，当其有效时，将输入设备送来的数据锁存输入设备送来的数据锁存至至8255A的输入的输入锁存器锁存器IBF输入缓冲器满信号，高电平有效输入缓冲器满信号，高电平

17、有效8255A输出的联络信号。当其有效时，表输出的联络信号。当其有效时，表示数据已锁存在输入锁存器示数据已锁存在输入锁存器INTR中断请求信号，高电平有效中断请求信号，高电平有效8255A输出的信号，可用于向输出的信号，可用于向CPU提出中提出中断请求，要求断请求，要求CPU读取外设数据读取外设数据方式方式1输入时序输入时序dataINTRIBF data输入端口输入端口D0D7STBRDSTBSTB* *和和IBFIBF是外设和是外设和8255A8255A间的一对应答联络信号，间的一对应答联络信号，为的是可靠地输入数据为的是可靠地输入数据方式方式1 1中断控制中断控制8255A的中断由中断允

18、许触发器的中断由中断允许触发器INTE控制控制置位置位(1)允许中断，复位允许中断，复位(0)禁止中断禁止中断对对INTE的操作通过写入端的操作通过写入端口口C的对应位实的对应位实现现，INTE触发器对应端口触发器对应端口C的位是作应答的位是作应答联络信号的输入信号的哪一位，只要对那联络信号的输入信号的哪一位，只要对那一位置位一位置位/复位就可以控制复位就可以控制INTE触发器触发器选通输入方式下选通输入方式下端口端口A的的INTEA对应对应PC4端口端口B的的INTEB对应对应PC2方式方式1 1输出引脚：输出引脚：A A端口端口外设响应信号外设响应信号表示外设已经接收到数据表示外设已经接收

19、到数据输出缓冲器满信号输出缓冲器满信号表示表示CPU已经输出了数据已经输出了数据中断请求信号中断请求信号请求请求CPU再次输出数据再次输出数据PC6PC7PC3PA7PA0INTEAOBFAINTRAACKA中断允许触发器中断允许触发器方式方式1 1输出引脚：输出引脚：B B端口端口PC2PC1PC0PB7PB0INTEBOBFBINTRBACKB外设响应信号外设响应信号表示外设已经接收到数据表示外设已经接收到数据输出缓冲器满信号输出缓冲器满信号表示表示CPU已经输出了数据已经输出了数据中断请求信号中断请求信号请求请求CPU再次输出数据再次输出数据中断允许触发器中断允许触发器方式方式1 1输出

20、联络信号输出联络信号OBF*输出缓冲器满信号，低有效输出缓冲器满信号，低有效8255A输出给外设的一个控制信号，当其有效时，表示输出给外设的一个控制信号，当其有效时，表示CPU已把数据输出给指定的端口，外设可以取走已把数据输出给指定的端口，外设可以取走ACK*响应信号，低有效响应信号，低有效外设的响应信号，指示外设的响应信号，指示8255A的端口数据已由外设接受的端口数据已由外设接受INTR中断请求信号，高有效中断请求信号，高有效当输出设备已接受数据后，当输出设备已接受数据后，8255A输出此信号输出此信号向向CPU提提出中断请求，要求出中断请求，要求CPU继续提供数据继续提供数据端口端口A

21、A的的INTEAINTEA对应对应PCPC6 6端口端口B B的的INTEBINTEB对应对应PCPC2 2：方式方式1 1输出时序输出时序 INTR datadata输出端口输出端口D0D7WROBFACK OBFOBF* *和和ACKACK* *是外设和是外设和8255A8255A间的一对应答联络信号，间的一对应答联络信号，为的是可靠地输出数据为的是可靠地输出数据方式方式2 2双向方式双向方式方式方式2将方式将方式1的选通输入输出功能组合成的选通输入输出功能组合成一个双向数据端口，可以发送数据和接收一个双向数据端口，可以发送数据和接收数据数据只有端口只有端口A可以工作于方式可以工作于方式2

22、，需要利用端，需要利用端口口C的的5个信号线，其作用与方式个信号线，其作用与方式1相同相同方式方式2的数据输入过程与方式的数据输入过程与方式1的输入方式的输入方式一样一样方式方式2的数据输出过程与方式的数据输出过程与方式1的输出方式的输出方式有一点不同：数据输出时有一点不同：数据输出时8255A不是在不是在OBF*有效时向外设输出数据，而是在外有效时向外设输出数据，而是在外设提供响应信号设提供响应信号ACK*时才送出数据时才送出数据方式方式2双向引脚双向引脚PC6PC7PC3PA7PA0INTE1OBFAINTRAACKAPC4PC5IBFASTBAINTE2用用PC6设置设置INTE1（输出

23、）（输出）用用PC4设置设置INTE2（输入）（输入）输入和输出中断通过输入和输出中断通过或门输出或门输出INTRA信号信号方式方式2 2双向时序双向时序data-out INTR data-outdata-indata-inPA0PA7D0D7IBF WROBFACKSTBRDD D7 7D D6 6D D5 5D D4 4D D3 3D D2 2D D1 1D D0 0方式方式1输入输入I/OI/OIBFAINTEA INTRAINTEBIBFBINTRB方式方式1输出输出OBFAINTEAI/OI/OINTRAINTEBOBFBINTRB方式方式2双向双向OBFAINTE1IBFAINT

24、E2INTRA端口端口C C的状态字的状态字A组组B组组8255A8255A的应用的应用作为通用的并行接口电路芯片，作为通用的并行接口电路芯片，8255A8255A具有广泛的应用具有广泛的应用应用在应用在IBM PC/XTIBM PC/XT微机上微机上应用于打印机接口电路应用于打印机接口电路连接简易键盘连接简易键盘驱动驱动LEDLED数码管数码管 8255A 应用举例应用举例 采用采用8255A进行双机并行通信的接口电路如图进行双机并行通信的接口电路如图8-11所所示。示。现要求在甲乙两台微机之间并行传送现要求在甲乙两台微机之间并行传送1K字节数字节数据。两机的据。两机的CPU与接口之间都采用

25、查询方式交换数据。与接口之间都采用查询方式交换数据。1. 甲机发送甲机发送, 1方式方式, PA口为输出口为输出, PC7和和 PC6引脚分引脚分别固定作联络线别固定作联络线OBF和和ACK2.乙机接收。乙机接收。0方式方式,PA口为输入，口为输入，PC4和和 PC0作联络作联络线。线。虽然，两侧的虽然，两侧的8255A都设置了联络线，但有本质的差都设置了联络线，但有本质的差别：甲机别：甲机8255A是是1方式，其联络线是固定的不可替方式，其联络线是固定的不可替换；乙机的换；乙机的8255A是是0方式，其联络线是不固定的可方式，其联络线是不固定的可选择，比如可选择选择，比如可选择PC4和和PC

26、1或或PC3、PC2等任意组等任意组合。合。双机并行传送接口电路框图双机并行传送接口电路框图 软件编程软件编程,接口驱动程序包含发送与接收两个程序。接口驱动程序包含发送与接收两个程序。 甲机发送程序：甲机发送程序： MOV DX,303H ；8255A命令口命令口 MOV AL, 10100000B ；初始化工作方式字；初始化工作方式字 OUT DX, AL ； MOV AL,0DH ；置发送中断允许；置发送中断允许INTEA=1 OUT DX, AL ；PC6=1 MOV AX, 030H ；发送数据内存首址；发送数据内存首址 MOV ES, AX ； MOV BX, 00H ； MOV C

27、X, 400H ；发送字节数；发送字节数 MOV DX, 300H ；向；向A口写第一个数口写第一个数, 产生第一个产生第一个OBF信号信号 MOV AL, ES:BX ；送给对方，；送给对方， 以便获取对方的以便获取对方的ACK信号信号 OUT DX, AL INC BX ；内存加；内存加1 DEC CX ；字节数减；字节数减1L： MOV DX,302H ；8255A状态口状态口 IN AL,DX ；查发送中断请求；查发送中断请求 INTRA=1？ AND AL, 08H ；PC3= 1？ JZ L ；若无中断请求，则等待；若无中断请求，则等待； 有中断请求，则向有中断请求，则向A口写数。口写数。 MOV DX, 300H ；8255A PA口地址口地址 MOV AL, ES:BX ；从内存取数；从内存取数 OUT DX, AL ；通过；通过A口向乙机发送第二个数据口向乙机发送第二个数据 INC BX ；内存地址加；内存地址加