可编程并口芯片8255

1、 本章介绍两种通信方式与两种接口芯片，以此构建并行本章介绍两种通信方式与两种接口芯片，以此构建并行与串行通信系统。与串行通信系统。重点：重点： 通信的基本概念；通信的基本概念； 8255A的功能、结构与编程。的功能、结构与编程。 难点：难点： 8255A与设备、系统的连接。与设备、系统的连接。教学重点教学重点n1.掌握并行通信和串行通信的基本概念，掌握并行通信和串行通信的基本概念， n2.掌握并行接口芯片掌握并行接口芯片8255A的基本结构和特点的基本结构和特点 n3.熟悉熟悉8255A的三种工作方式及其应用的三种工作方式及其应用n4.掌握掌握8255A的控制字的含义的控制字的含义 教学要求教

2、学要求本节主要内容本节主要内容 并行通信并行通信 串行通信串行通信9.1 9.1 概述概述1. 并行接口并行接口 定义：定义：实现并行通信的接口电路，就是实现并行通信的接口电路，就是并行接口。并行接口。 分类：分类：输入并行接口、输出并行接口和输入并行接口、输出并行接口和输入输入/输出并行接口。输出并行接口。 特点：特点：传输速度快，硬件开销大，适合传输速度快，硬件开销大，适合近距离传输。近距离传输。9.1 9.1 概述概述9.1.1 9.1.1 并行通信并行通信2.并行接口组成并行接口组成 并行接口电路常由并行接口电路常由输入数据缓冲器输入数据缓冲器、输出数据输出数据缓冲器缓冲器、状态寄存器

3、状态寄存器和和控制寄存器控制寄存器组成。组成。（1）输入数据缓冲器：）输入数据缓冲器：负责接收设备送来的数据。负责接收设备送来的数据。（2）输出数据缓冲器：）输出数据缓冲器：负责接收负责接收CPU送来的数据。送来的数据。（3）状态寄存器：）状态寄存器：用来存放外设的运行状态信息。用来存放外设的运行状态信息。（4）控制寄存器：）控制寄存器：用于设置接口工作方式、操作用于设置接口工作方式、操作方式。方式。9.1 9.1 概述概述9.1.1 9.1.1 并行通信并行通信3.并行通信工作过程并行通信工作过程（1）输入）输入 外设将输入数据放到外设到接口的数据总线上；外设将输入数据放到外设到接口的数据总

4、线上； 使使“数据输入准备好数据输入准备好”状态选通信号有效，数据输入到接状态选通信号有效，数据输入到接口的输入数据缓冲器内；口的输入数据缓冲器内； 使使“数据输入应答数据输入应答”信号有效，作为对外设输入的响应；信号有效，作为对外设输入的响应； 外设撤销输入数据和外设撤销输入数据和“数据输入准备好数据输入准备好”信号；信号； 接口在状态寄存器中设置接口在状态寄存器中设置“输入准备好输入准备好”状态位通知状态位通知CPU； CPU从接口输入缓冲器中读取数据，接口自动清除状态寄从接口输入缓冲器中读取数据，接口自动清除状态寄存器中存器中“输入准备好输入准备好”状态位，并使数据总线处于高阻状态。状态

5、位，并使数据总线处于高阻状态。9.1 9.1 概述概述9.1.1 9.1.1 并行通信并行通信3.并行通信工作过程并行通信工作过程（2）输出）输出 CPU输出的数据到达接口的输出缓冲器；输出的数据到达接口的输出缓冲器； 接口清除接口清除“输出准备好输出准备好”状态位，并将数据送往外设的状态位，并将数据送往外设的数据线上，同时给外设发送数据线上，同时给外设发送“驱动信号驱动信号”启动外设接收数据。启动外设接收数据。 外设接收数据，并往接口发一个外设接收数据，并往接口发一个“数据输出应答数据输出应答”信号；信号； 接口收到此信号，便将状态寄存器中的接口收到此信号，便将状态寄存器中的“输出准备好输出

6、准备好”状态位置状态位置1。9.1 9.1 概述概述9.1.1 9.1.1 并行通信并行通信（1）串行通信中的工作方式）串行通信中的工作方式 串行通信中的工作方式分为：串行通信中的工作方式分为：单工通信方式单工通信方式、半双工通半双工通信方式信方式和和全双工全双工通信方式通信方式 9.1 9.1 概述概述9.1.2 9.1.2 串行通信串行通信（2）发送时钟和接收时钟）发送时钟和接收时钟 发送时钟：发送时钟：串行数据的发送由发送时钟控制，数据位的时间间隔串行数据的发送由发送时钟控制，数据位的时间间隔由发送时钟周期来划分。由发送时钟周期来划分。 接收时钟：接收时钟：串行数据的接收由接收时钟来检测

7、，接收线送来的串串行数据的接收由接收时钟来检测，接收线送来的串行数据由接收时钟作为移位寄存器的触发脉冲，逐位打入移位寄存器。行数据由接收时钟作为移位寄存器的触发脉冲，逐位打入移位寄存器。 波特率与比特率波特率与比特率 波特率：波特率：表示在通信信道上每秒传输的信号单元数（任意进制数表示在通信信道上每秒传输的信号单元数（任意进制数据）。据）。 比特率：比特率：表示在通信信道上每秒传输的二进制数的位数。表示在通信信道上每秒传输的二进制数的位数。 波特率与比特率的波特率与比特率的关系关系是：是： 比特率比特率=波特率波特率 N2Log9.1 9.1 概述概述9.1.2 9.1.2 串行通信串行通信

8、波特率因子：波特率因子：表示发送表示发送1个二进制位需要的时钟个数。用个二进制位需要的时钟个数。用M表示。表示。 它与收发时钟的它与收发时钟的关系关系是：是： 收（发）时钟收（发）时钟=M波特率波特率（3）数据终端设备和数据通信设备）数据终端设备和数据通信设备 数据终端设备数据终端设备DTE（Data Terminal Equipment）。是对属于）。是对属于用户的所有联网设备和工作站的统称，是数据的发送端或数据的接收用户的所有联网设备和工作站的统称，是数据的发送端或数据的接收端。端。 数据通信设备数据通信设备DCE（Data Communication Equipment）,称称为数据电路

9、终端设备（为数据电路终端设备（Data Circuit-terminating Equipment）。）。DCE是对网络设备的统称，该设备为用户设备提供入网的连接点。是对网络设备的统称，该设备为用户设备提供入网的连接点。9.1 9.1 概述概述9.1.2 9.1.2 串行通信串行通信1. 异步通信方式及协议异步通信方式及协议 异步通信方式也叫起止式异步协议异步通信方式也叫起止式异步协议，是指在传送信息流中相，是指在传送信息流中相邻字符之间的时间间隔是不固定的，而同一字符内相邻各位之间邻字符之间的时间间隔是不固定的，而同一字符内相邻各位之间的时间间隔是固定的。的时间间隔是固定的。 异步通信的异步

10、通信的特点特点为：为：（4）同步通信和异步通信方式）同步通信和异步通信方式 在通信的信息流中，以字符为单位进行传送，字符之间在通信的信息流中，以字符为单位进行传送，字符之间异异步步，字符内各位间同步；，字符内各位间同步； 每个字符传输总是以一个起始位为准，以相同的速率进行每个字符传输总是以一个起始位为准，以相同的速率进行数据位的收发；数据位的收发； 通信双方必须约定相同的字符数据格式、校验方法和传输通信双方必须约定相同的字符数据格式、校验方法和传输速率。速率。9.1 9.1 概述概述9.1.2 9.1.2 串行通信串行通信2. 同步通信方式及协议同步通信方式及协议 所谓所谓同步通信同步通信是指

11、在传送的信息流中每个二进制位都需时钟是指在传送的信息流中每个二进制位都需时钟同步，同步通信的同步，同步通信的特点特点：在通信的信息流中，以数据块为单位进：在通信的信息流中，以数据块为单位进行传送，数据块包含多个字节行传送，数据块包含多个字节(字符字符)，数据块内各位间同步；同步，数据块内各位间同步；同步通信总是以同步字符作为数据块帧传送的开始，收发双方以相同通信总是以同步字符作为数据块帧传送的开始，收发双方以相同的速率进行数据位的收发；通信双方也必须约定相同的数据帧格的速率进行数据位的收发；通信双方也必须约定相同的数据帧格式和传输速率。式和传输速率。 根据同步通信的协议类型，分为根据同步通信的

12、协议类型，分为面向字符面向字符的和的和面向比特面向比特的同的同步协议。步协议。9.1 9.1 概述概述（4）同步通信和异步通信方式）同步通信和异步通信方式9.1.2 9.1.2 串行通信串行通信异步、同步通信协议异步、同步通信协议9.1 9.1 概述概述9.1.2 9.1.2 串行通信串行通信（4）同步通信和异步通信方式）同步通信和异步通信方式本节主要内容本节主要内容 9.2.1 8255A9.2.1 8255A功能结构功能结构 9.2.2 8255A9.2.2 8255A引脚功能引脚功能 9.2.3 8255A9.2.3 8255A工作方式工作方式 9.2.4 8255A9.2.4 8255

13、A编程编程9.2 9.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255AIntel 82C55A的封装图9.2 9.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255A9.2.1 8255A9.2.1 8255A功能结构功能结构Intel公司出品的公司出品的82C55-AIntel 82C55A的芯片实物PLCC封装9.2 9.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255A9.2.1 8255A9.2.1 8255A功能结构功能结构9.2 9.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255A9.2.1 8255A9.2.1 8255A功能结构功能结构

14、1. D7-D0：数据总线，双向，三数据总线，双向，三态。态。与系统数据总线相连，用与系统数据总线相连，用于与系统交换数据。于与系统交换数据。2. A1-A0：地址线，输入。地址线，输入。与系统与系统的低位地址线相连，用于选择的低位地址线相连，用于选择三个数据端口和控制端口。三个数据端口和控制端口。3. CS：片选信号引脚，输入。常片选信号引脚，输入。常与译码器输出线相连，用于使与译码器输出线相连，用于使能能8255A。 RD：读信号引脚，低电平有效，读信号引脚，低电平有效，输入。输入。与与8086/8088的的RD相连。相连。WR：写信号引脚，低电平有效，写信号引脚，低电平有效，输入。输入。

15、与与8086/8088的的WR相连。相连。RESET:复位引脚，高电平有效，输复位引脚，高电平有效，输入。入。与与8284相连，有效时，相连，有效时，8255A复位。复位时，所有寄存复位。复位时，所有寄存器清器清0，端口设置为方式，端口设置为方式0的输入的输入状态，即高阻态。状态，即高阻态。4.Vcc:电源引脚，输入电源引脚，输入。接。接+5V电压电压。GND：接地引脚。：接地引脚。5.PA7PA0:端口端口A的的8个数据输入个数据输入/出引脚，出引脚，双向，三态。双向，三态。一个一个8位数位数据输入或据输入或8位输出锁存位输出锁存/缓冲器缓冲器。5.PB7PB0:端口端口B的的8个输入个输入

16、/出引出引脚，脚，双向，三态。双向，三态。一个数据一个数据I/O锁存锁存/缓冲器缓冲器或一个数据输入缓冲器。或一个数据输入缓冲器。5.PC7PC0:端口端口C的的8个输入个输入/出引出引脚，脚，双向，三态。双向，三态。一个一个8位数据输出位数据输出锁存锁存/缓冲器缓冲器和一个数据输入缓冲和一个数据输入缓冲器（输入不锁存）。器（输入不锁存）。9.2 9.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255A9.2.2 8255A9.2.2 8255A的引脚信号的引脚信号1.方式方式0-基本输出输入方式基本输出输入方式 方式方式0是基本的输入是基本的输入/输出方式。输出方式。A，B，C三个口

17、均可以三个口均可以工作在方式工作在方式0下，每一个口均可设置为下，每一个口均可设置为输入口输入口或者或者输出口输出口。 方式方式0主要应用于主机与外设间的主要应用于主机与外设间的无条件输入输出无条件输入输出与与查查询方式询方式下进行数据传输。下进行数据传输。 如果需要联络信号时，可以通过软件编程将某些如果需要联络信号时，可以通过软件编程将某些I/O线设线设置为联络控制线。置为联络控制线。 在这种方式下，只能在这种方式下，只能单单方向传递数据。方向传递数据。9.2 9.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255A9.2.3 8255A9.2.3 8255A的工作方式的工作方式2.

18、1 方式方式1工作过程（输出）工作过程（输出）1111向向C口写口写PC4位位置置1，开放中断，开放中断109.2 9.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255A9.2.3 8255A9.2.3 8255A的工作方式的工作方式11111向向CPU发中发中断请求断请求CPU处理中断处理中断请求给请求给8255A发写信号发写信号9.2 9.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255A9.2.3 8255A9.2.3 8255A的工作方式的工作方式2.1 方式方式1工作过程（输出）工作过程（输出）11111CPU将数据送将数据送到数据总线进到数据总线进入数据缓冲器入

19、数据缓冲器数据进入数据进入8255的的A口口通知外部设通知外部设备取走数据备取走数据0外部设备外部设备取走数据取走数据00撤消中断撤消中断请求信号请求信号9.2 9.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255A9.2.3 8255A9.2.3 8255A的工作方式的工作方式2.1 方式方式1工作过程（输出）工作过程（输出）110000外设取走外设取走数据发回数据发回应答信号应答信号1电平变高代表电平变高代表数据已取走缓数据已取走缓冲区为空冲区为空11再次进行再次进行中断请求中断请求9.2 9.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255A9.2.3 8255A9.

20、2.3 8255A的工作方式的工作方式2.1 方式方式1工作过程（输出）工作过程（输出）注意各脉冲的变化时间注意各脉冲的变化时间9.2 9.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255A9.2.3 8255A9.2.3 8255A的工作方式的工作方式2.1 方式方式1输出工作时序输出工作时序小结：小结： 需要需要事先事先设置设置开放内部中断开放内部中断； CPUCPU产生数据送入产生数据送入8255A8255A； 将输出缓冲区满信号激活，通知外设有数据到来；将输出缓冲区满信号激活，通知外设有数据到来； 外设取走数据后，发响应信号给外设取走数据后，发响应信号给8255A8255A，

21、同时与内部，同时与内部INTEINTE联合作用激活联合作用激活INTRINTR，向，向CPUCPU发出中断请求号，让发出中断请求号，让CPUCPU再次再次送数据。送数据。注意：注意：ACKACK只持续一个时钟周期，只持续一个时钟周期，OBFOBF在外设读取数据后才变在外设读取数据后才变成无效，而成无效，而INTRINTR是最晚改变的一个信号。是最晚改变的一个信号。9.2 9.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255A9.2.3 8255A9.2.3 8255A的工作方式的工作方式2.1 方式方式1输出工作过程输出工作过程111外设产外设产生数据生数据数据出现数据出现在外部数在

22、外部数据总线据总线外设发选外设发选通信号通信号数据进入数据进入8255A的的A口口1通知外设缓冲通知外设缓冲区已满，不能区已满，不能再送入数据。再送入数据。1向向C口写口写P4位置位置1，开放中断，开放中断向向CPU发中发中断请求信号断请求信号CPU发发读信号读信号注意：此工注意：此工作是作是8255A初始化时初始化时完完成的！成的！9.2 9.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255A9.2.3 8255A9.2.3 8255A的工作方式的工作方式2.2 方式方式1工作过程（输入）工作过程（输入）9.2 9.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255A9.2

23、.3 8255A9.2.3 8255A的工作方式的工作方式2.2 方式方式1输入工作时序输入工作时序小结：小结： 需要需要事先事先设置开放设置开放内部中断内部中断； 外设产生数据，发选通信号，将数据送入外设产生数据，发选通信号，将数据送入8255A； 一方面将输入缓冲区满信号激活，通知外设不再送入数一方面将输入缓冲区满信号激活，通知外设不再送入数据；一方面与内部据；一方面与内部INTE信号联合作用产生信号联合作用产生INTR信号，通知信号，通知CPU外设送来数据等待处理；外设送来数据等待处理；CPU响应后，发出读信号，取走数据。响应后，发出读信号，取走数据。注意：注意：STB只持续一个时钟周期，只持续一个时钟周期， IBF在在CPU读取数据后才变成无效，是最晚改变的一读取数据后才变成无效，是最晚改变的一个信号。个信号。9.2 9.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255A9.2.3 8255A9.2.3 8255A的工作方式的工作方式2.2 方式方式1输入工作过程输入工作过程8255A中只允许端口中只允许端口A处于工作方式处于工作方式2，可用来，可用来联接双向联接双向I/O设备或用于在两台处理机之间实现设备或用于在两台处理机之间实现双向双向并行通信