微机原理——可编程芯片概述

1、1微型计算机原理及其应用微型计算机原理及其应用第八章：并行通信和并行接口第八章：并行通信和并行接口8255A8255A2第八章：并行通信和并行接口第八章：并行通信和并行接口8255A8255A1. 可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述3第八章：并行通信和并行接口第八章：并行通信和并行接口8255A8255A可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述 4第八章：并行通信和并行接口第八章：并行通信和并行接口8255A8255A可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述 CPUCPU要同外设交换信息，必需通过接口电路，一般在接口电要同外设交

2、换信息，必需通过接口电路，一般在接口电路中应具有如下电路单元：路中应具有如下电路单元： (1)(1)输入输入/ /输输出数据锁存器和缓冲器：出数据锁存器和缓冲器：解决解决CPUCPU与外设之间速度不匹与外设之间速度不匹配的矛盾，以及起隔离和缓冲的作用；配的矛盾，以及起隔离和缓冲的作用；(2)(2)控制命令和状态寄存器：控制命令和状态寄存器：存放存放CPUCPU对外设的控制命令，以及外对外设的控制命令，以及外 设的状态信息；设的状态信息；(3)(3)地址译码器：地址译码器：用来选择接口电路中的不同端口用来选择接口电路中的不同端口( (寄存器寄存器) )；(4)(4)读写控制逻辑：读写控制逻辑：产

3、生内部读写控制命令；产生内部读写控制命令；(5)(5)中断控制逻辑：中断控制逻辑：产生可屏蔽中断请求信号。产生可屏蔽中断请求信号。5第八章：并行通信和并行接口第八章：并行通信和并行接口8255A8255A可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述 6第八章：并行通信和并行接口第八章：并行通信和并行接口8255A8255A可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述用于微机输入输出的接口芯片种类极多，功能各异。用于微机输入输出的接口芯片种类极多，功能各异。按功能选择的灵活性来分，可分为可编程接口芯片和不可编程的接口按功能选择的灵活性来分，

4、可分为可编程接口芯片和不可编程的接口芯片。芯片。可编程：可编程：能通过指令指定接口的功能和运行控制参数等。能通过指令指定接口的功能和运行控制参数等。按接口的通用性来分，可分为通用接口芯片和专用接口芯片。按接口的通用性来分，可分为通用接口芯片和专用接口芯片。 7第八章：并行通信和并行接口第八章：并行通信和并行接口8255A8255A可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述片选概念片选概念 同内存储器的读同内存储器的读/ /写操作相仿，必须要有一个地址信号选中接口芯片写操作相仿，必须要有一个地址信号选中接口芯片后，才能使该接口芯片进入电路工作状态，实现数据的输入输出。后，才能使该接口芯片进入电路工作状

5、态，实现数据的输入输出。CPUCPU的的8 8条地址线条地址线A A7 7A A0 0形成地址，通过地址译码器输出到接口芯片形成地址，通过地址译码器输出到接口芯片的选通端的选通端CE#(CE#(或片选端或片选端CS#)CS#)。CE#CE#端是控制接口芯片进入电路工作端是控制接口芯片进入电路工作状态的引脚端。片选究竟是高电平有效状态的引脚端。片选究竟是高电平有效( (标为标为CE)CE)还是低电平有效还是低电平有效( (标标为为CE#)CE#)由接口芯片决定。只有由接口芯片决定。只有CE#(CE#(或或CE)CE)被选中后，被选中后，CPUCPU才能通过才能通过该芯片与对应的该芯片与对应的I/

6、OI/O设备传送数据。设备传送数据。 接口芯片译码器CE07AA8第八章：并行通信和并行接口第八章：并行通信和并行接口8255A8255A可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述读读/写的概念写的概念 使输入口信息由数据总线进入使输入口信息由数据总线进入CPUCPU，何时读入何时读入CPUCPU，由由RD#RD#控制。控制。 输入指令：输入指令：IN AL(AX) ;IN AL(AX) ;口地址口地址 指令执行过程：指令执行过程：CPUCPU内的指令寄存器和译码器分析此指令代码后，知内的指令寄存器和译码器分析此指令代码后，知道是道是I/OI/O设备的读操作，就将口地址设备的读操作，就将口地址(8(

7、8位位) )送上地址总线送上地址总线A A7 7A A0 0，经经CPUCPU外的地址译码器译码后，产生片选信号，送输入口外的地址译码器译码后，产生片选信号，送输入口CE#CE#端，同时端，同时还将还将M/IO#=0M/IO#=0和和RD#=0RD#=0信号送到输入口，输入口把输入设备的数据送信号送到输入口，输入口把输入设备的数据送上数据总线，由上数据总线，由CPUCPU读入读入ALAL或或AXAX。输入口DBIO/MRDCE9第八章：并行通信和并行接口第八章：并行通信和并行接口8255A8255A可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述读读/写的概念写的概念 10第八章：并行通信和并行接口第八章

8、：并行通信和并行接口8255A8255A可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述读读/写的概念写的概念 对于输出口，当地址信息稳定后，写信号对于输出口，当地址信息稳定后，写信号WRWR* *=0=0及及M/IOM/IO* *0 0，通知接通知接口芯片，片选信号口芯片，片选信号CECE* *已稳定，输出口己与数据总线接通，已稳定，输出口己与数据总线接通，CPUCPU可进可进行行I/OI/O设备的写操作，发出设备的写操作，发出WRWR* *=0=0，M/IOM/IO* *=0=0。这样，这样，MM/ /IOIO* *、WRWR* *、CECE* *以及数据总线以及数据总线DBDB构成输出口的必备引脚。

9、构成输出口的必备引脚。 输出指令：输出指令：OUT AL(AX) ;OUT AL(AX) ;口地址口地址 CPU CPU内的指令寄存器和译码器分析此指令代码后，知道是内的指令寄存器和译码器分析此指令代码后，知道是I/OI/O设备的写设备的写操作，就将口地址操作，就将口地址(8(8位位) )送上地址总线送上地址总线A A7 7A A0 0，经经CPUCPU外的地址译码外的地址译码器译码后，产生片选信号，送输出口器译码后，产生片选信号，送输出口CECE* *端，同时还将端，同时还将M/IOM/IO* *=0=0和和WRWR* *=0=0信号送到输出口，信号送到输出口，CPUCPU把把ALAL或或A

10、XAX中的数据送上数据总线，由中的数据送上数据总线，由CPUCPU写入输出口写入输出口。输出口DBIO/MWRCE11第八章：并行通信和并行接口第八章：并行通信和并行接口8255A8255A可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述可编程接口的概念可编程接口的概念目前所用的接口芯片大部分是多通道、多功能的。目前所用的接口芯片大部分是多通道、多功能的。 多通道：一个接口芯片一面与多通道：一个接口芯片一面与CPUCPU连接，另一面可接几个外设。连接，另一面可接几个外设。多功能：一个接口芯片能实现多种接口功能。接口芯片中的各多功能：一个接口芯片能实现多种接口功能。接口芯片中的各硬件单元不是固定接死的，可编

11、程控制。硬件单元不是固定接死的，可编程控制。编程控制：通过计算机指令选择通用接口中的不同通道和不同编程控制：通过计算机指令选择通用接口中的不同通道和不同功能。功能。可编程接口芯片：功能组态可编程接口芯片：功能组态(电路的工作状态电路的工作状态)可由计算机指令可由计算机指令编程控制的芯片。编程控制的芯片。通道0通道1通道n外设外设0外设外设1外设外设2S0S1Sn总线总线12第八章：并行通信和并行接口第八章：并行通信和并行接口8255A8255A可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述联络的概念联络的概念CPUCPU通过接口芯片同外设交换信息时，接口芯片常常需要和外通过接口芯片同外设交换信息时，接口

12、芯片常常需要和外设间有一定的设间有一定的“ “联络联络” ”信号，以保证信息的正常传送。信号，以保证信息的正常传送。STB#：Strobe，选通，选通，=0表示外设收到或发出数据。表示外设收到或发出数据。RDY：Ready，就绪，就绪，=1表示接口芯片中数据寄存器已空；表示接口芯片中数据寄存器已空； =0表示接口芯片中数据寄存器已满。表示接口芯片中数据寄存器已满。外设接口数据线数据线STBRDY13第八章：并行通信和并行接口第八章：并行通信和并行接口8255A8255A可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述联络的概念联络的概念 外设把数据送上接口芯片端口后，用外设把数据送上接口芯片端口后，用ST

13、B#STB#信号有效打入接口芯信号有效打入接口芯片输入寄存器，在片输入寄存器，在STB#STB#的后沿，置的后沿，置RDY=0RDY=0，表明输入寄存器已表明输入寄存器已有数据。外设接收有数据。外设接收RDY=0RDY=0后暂不送新数，后暂不送新数，CPUCPU发出读数指令，读发出读数指令，读入该数据，并使入该数据，并使RDYRDY=1=1。然后又开始新一轮的输入操作。然后又开始新一轮的输入操作。外设输入接口数据线数据线STBRDYCLKSTBRDYRD14第八章：并行通信和并行接口第八章：并行通信和并行接口8255A8255A可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述联络的概念联络的概念 CPUC

14、PU发写命令，将数据写入输出接口中，然后将发写命令，将数据写入输出接口中，然后将RDY=1RDY=1，通通知知I/OI/O取数据，取数据，I/OI/O取走数据后，将取走数据后，将STB#=0STB#=0，其后沿将其后沿将RDY=0RDY=0，开始新一轮的数据输出过程。开始新一轮的数据输出过程。外设输出接口数据线数据线STBRDYCLKSTBRDYWR15第八章：并行通信和并行接口第八章：并行通信和并行接口8255A8255A可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述通用接口芯片的常用引脚通用接口芯片的常用引脚DBDB7 7DBDB0 0: : 数据总线，与数据总线，与CPUCPU交换数据用；交换数据用；WR#:WR#:写信号；写信号；RD#:RD#:读信号；读信号；AB:AB:地址总线