微机原理与接口电子教案第十章

1、第一讲:第 10 章 并行接口通信回顾：微机系统结构及控制信号的名称和作用。重点和纲要：I/O 接口概述，CPU 与 I/O 接口，I/O 接口与系统的连接。讲授内容：8.18255A可编程并行接口一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并行通信用在传输速率要求较高，而传输距离较短的场合。，所以，el 8255A是一个通用的可编程的并行接口，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，可以直接与连接使用，在中小系统中有着广泛的应用。el系列的二8255A 的编程结构82

2、55A 由以下几部分组成：见图 7-31三个数据端口 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，仅对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。1教学方法、实施步骤时间分配教学回 顾5”2板书 计算机投影仪多课件等讲 授40” 2提 问3” 2小 结2” 22A 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，这些控制电路设有控制寄存器，

3、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。图 7-32A 组和 B 组的控制电路8255A 的编程结构这是两组根据 CPU 命令控制 8255A 工作方式的电路，这些控制电路设有控制寄存器，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、 4 位。 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2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CS 及系统读信号RD 、写信号WR 、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。习题与思考：接口电路的主要作用是什么？它的基本结构如何？说明接口电路中控制寄存器与状态寄存器的功能，通常它们可共用一个端口地址码，为什么？CPU 寻址外设端口的方式通常有哪两种？试说明它们的优缺点。在 CPU 与

5、外部设备接口电路的连接中，通过数据总线可传输哪几种信息？在这里地址译起什么作用？第二讲：8.2回顾：接口与系统的连接,8255A可编程并行接口并行通信与接口，8255A 的编程结构。重点和纲要：8255A 的工作方式，8255A 的编程及应用。讲授内容：3教学方法、实施步骤时间分配教学回 顾5”2板书 计算机投影仪多课件等讲 授35” 2提 问3” 2小 结2” 2讨 论5” 2三8255A 的引脚功能引脚信号可以分为两组：一组是面向CPU的信号，一组是面向外设的信号。1面向 CPU 的引脚信号及功能D0-D7：8 位，双向，三态数据线，用来与系统数据总线相连；RESET：复位信号，有效，输入

6、，用来清除 8255A 的寄存器，并置 A 口，B 口，C 口均为输入方式； CS ：片选，输入，用来决定是否被选中；RD ：读信号，输入，控制 8255A 将数据或状态信息送给 CPU；WR ：写信号，输入，控制 CPU 将数据或控制信息送到 8255A；A1，AO：口地址的选择，输入。这两个引脚上的信号组合决定对 8255A的哪一个口或寄存器进行操作。8255A共有 4 个端口：A口，B口，C口和控制口，两个引脚的信号组合选中端口见下表。CS ， RD ， WR ，A1，A0这几个信号的组合决定了 8255A的所有具体操作，表 7-18255A 的操作功能表2面向外设的引脚信号及功能PA0

7、PA7：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信号。四8255A 的工作方式4CSRDWRA1 A0操 作数 据 传 送 方 式00100读 A 口A 口数据 数据总线00101读 B 口B 口数据 数据总线00110读 C 口C 口数据 数据总线01000写 A 口数据总线数据 A 口01001写 B 口数据总线数据 B 口01010写 C 口数据总线数据 C 口01011写控制口数据总线数据 控制口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

8、式 1选通输入/输出中断方式；A，B，两个端口均可。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。在不同的工作方式下，8255A 三个输入/输出端口的排列示意图如图 7-4 所示。1方式 0：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 的应用场合有两种：一种是同步传送；一种是查询传送。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出。而C口则要有

9、 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。方式 1 的输入组态和应答信号的功能5图 7-5 给出了 8255A 的 A 口和 B 口方式 1 的输入组态。图 7-5方式 1 输入组态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，余下的PC6PC7则可作为方式 0 使用。应答联络线的功能如下： STB ：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，。R：中断请求信号。为高。R 置位的条件是 STB 为高且 IBF 为高

10、且EE：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。A 口PC4 PC5B 口PC2 PC1STB ：IBF：R：PC3PC0E：PC4 置 1PC2 置 1(2)方式 1 的输出组态和应答信号功能6图 7-7方式 1 的输出组态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，余下的PC4PC5则可作为方式 0 使用。应答联络线的功能如下：OBF ：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。ACK ：响应信号。作为对OBF 的响应信号，表示外

11、设已将数据从 8255A的输出缓冲器中取走。 为高。R：中断请求信号R 置位的条件是 ACK 为高且 OBF 为高且EE：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。A 口B 口PC2 PC1 PC0PC2 置 1OBF：ACK ：R：E：PC6 PC7 PC3PC6 置 13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

12、 的应答线，若B口不用或7工作于方式 0，则这三条线也可工作于方式 0。(1)方式 2 的组态STB ：IBF：OBF ：ACK ：PC4 PC5 PC6 PC7PC3R：(2)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。(3)方式 2 和其它方式的组合 （见书中 183 页）方式 2 和方式 0 输入的组合： 控制字：1101T方式 2 和方式 0 输出的组合：控制字：11方式 2 和方式 1 输入的组合：控制字：11方式 2 和方式 1 输出的组合：控制字：1100T11X10X其中 X 表示与

13、其取值无关，而 T 表示视情况可取 1 或 0。五8255A 的编程及应用18255A 的编程对 8255A的编程涉及到两个内容：写控制字设置工作方式等信息，8使C口的指定位置位/复位的功能。注：均写入控制端口(1)控制字格式控制字要写入 8255A 的控制口，写入控制字之后，8255A 才能按指定的工作方式工作。8255A 的控制字格式与各位的功能如图 7-11 所示。D7D6D5D4D3D2D1D0=1 控制字 标志 AC 口低 4 位1 - 输入0 - 输出B 口控制组 工 作 方 式00 - 方式 0A 口控制01 -1x -方式 1方式 21 -0 -输入 输出 1 - 输入B 组工

14、作方式C 口高 4 位控制0 - 输出1 - 输入0 - 输出图 7-11 8255A 的控制字格式0 - 方式 01 - 方式 1例 1 某系统要求使用 8255A 的 A 口方式 0 输入，B 口方式 0 输出，C 口高 4 位方式 0 输出，C 口低 4 位方式 0 输入。则控制字为：初始化程序为：10010001即 91H MOVAL，91HOUTCTRL_PORT，AL(2)C 口的置位/复位功能只有C口才有，它是通过向控制口写入按指定位置位/复位的控制字来实现的。C口的这个功能可用于设置方式 1 的中断允按位置位/复位的控制字格式如图 7-12 所示。以设置外设的启/停等。D7D6

15、D5D4D3D2D1D0=0 控制字标志1 - 置位0 - 复位无意义置位/复位引脚编码000 - PC0001 - PC1.111 - PC7图 7-12 位置位/复位控制字格式例如在书中例 2，A口方式 2 要求发两个中断允许，即PC4和PC6均需置位。9B口方式 1 要求使PC2置位来开放中断。初始化程序可补充完整如下。MOV OUT MOV OUT MOV OUT MOVOUTAL，0C4H CTRL_PORT，ALAL，09H CTRL_PORT，ALAL，ODH CTRL_PORT，AL AL， 05HCTRL_PORT，AL；设置工作方式；PC4置位，A口输入允许中断；PC6置位

16、，A口输出允许中断；PC2置位；B口输出允许中断2接口应用举例例 3 利用 8255A 的 A 口方式 0 与微型相连，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。（CPU 为 8088）首先分析一下的工作。微型和主机之间的接口采用并行接口。图 7-13数据传输时序表 7-2Centronics 标准引脚信号它的工作流程是：主机将要打印的数据送上数据线，然后发选通信号。打印10引脚名称方向功能1STROBE入数据选通，有效时接收数据2-9DATA1-DATA8入数据线10ACKNLG出响应信号，有效时准备接收数据11BUSY出忙信号，有效时不能接收数据12PE出纸用完13

17、SLCT出选择联机，不能工作14AUTOLF入自动换行31INIT入复位32ERROR出出错36SLCTIN入有效时不能工作机将数据读入，同时使 BUSY 线为高，通知主机停止送数。这时，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。硬件连线如下图：说明：由PC0充当的选通信号，通过对PC0 的置位/复位来产生选通。同时，由PC7来接收发出的“BUSY”信号作为能否输出的查询。8255A的控制字为：10001000A 口方式 0，输出；C 口即 88H方式 0 输入，低位方式 0 输出PC0置位:00000001PC0复位：00000000

18、即 01H即 00H8255A 的 4 个口地址分别为：00H，01H，02H，03H。编制程序如下：SEGMENTBUFF DBThis is a prprogram!，$DATA ENDSCODE SEGMENTAMECS：CODE， DS：DATASTART：MOVMOV MOV MOV OUT MOV OUTAX， DATA DS， AXSI，OFFSET BUFFAL， 88H 03H， AL AL， 01H；03H，AL；8255A 初始化，A 口方式 0，输出； C 口方式 0 输入，低位方式 0 输出；使PC0置位，即使选通无效11WAIT： INAL， 02HTESTAL，

19、80H JNZWAITMOVAL，SI CMPAL，$JZDONE；检测PC7是否为 1 即是否忙； 为忙则等待；是否结束符； 是则输出回车；不是结束符，则从 A 口输出OUT MOV OUT MOV OUTINC00H，AL AL，00H 03H， AL AL， 01H 03H，AL SI；产生选通信号；修改指针，指向下一个字符JMPWAITDONE： MOVAL，0DHOUT MOV OUT MOV OUTWAIT1： INTEST JNZ MOV OUT MOV OUT MOV OUT MOV00H，AL AL， 00H 03H，AL AL， 01H 03H，AL AL， 02H AL，

20、 80H WAIT 1 AL，0AH 00H，AL AL， 00H 03H，AL AL， 01H 03H，AL AH，4CH 21H；输出回车符；产生选通；检测PC7是否为 1 即是否忙； 为忙则等待；输出换行符；产生选通CODEENDSENDSTART例 4 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 个字符从分析：仍用PC0作为输出。（假设接口仍采用 Centronics 标准）的选通，的ACK 作为 8255A的A口， ACK 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，12如图 7-

21、15 所示。图 7-15 中断方式硬件连线0 即 01H即 00H即 0DH ，允许 8255A的A口输出中断8255A 的控制字为：1010PC0置位: PC0复位：PC6置位:000000010000000000001101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： MOVOUT MOV OUT XOR MOV MOV MOV MOV MOV MOV OUT MOV MOV MOV OUTAL，0A0H 03H，AL AL，01H 03H，AL AX，AX DS，AXAX，OFFSET；设置 8255A 的控制字；使选通无效ROUTRWORD PTR 002CH，AXAX，SEGROU