第7章 微机的并行接口技术及应用

第7章微机的并行接口技术及应用

7.1可编程并行接口芯片8255A7.2微机的并行打印机接口7.1可编程并行接口芯片8255A7.1.18255A的内部结构（1）与CPU一侧的接口

8255A与CPU一侧的接口由读/写控制逻辑电路和数据缓冲器两部分组成。（2）A组控制电路和B组控制电路

A组控制电路：控制端口A、端口C的上半部（PC7～PC4）。

B组控制电路：控制端口B、端口C的下半部（PC3～PC0）。（3）3个8位输入/输出端口（3）3个8位输入/输出端口

8255A包括3个8位数据端口（端口A、端口B、端口C），每个端口有8条线与外部引脚相连接，都可以定义作输入线或输出线，每个端口都有各自的使用特点。读/写控制逻辑A组控制B组控制端口A端口C高半部端口C低半部端口B数据总线缓冲器数据总线D7~D0RDWRA0A1RESETCSI/OPA7~PA0I/OPC7~PC4I/OPC3~PC0I/OPB7~PB0系统接口部分外设接口部分A组、B组控制逻辑内部数据总线图7-18255A的内部结构1．与CPU连接的信号（1）D7～D0，8位，双向，三态数据线。（2）RESET，复位信号，高电平有效。（3），片选信号，低电平有效。（4），读信号，低电平有效。（5），写信号，低电平有效。（6）A1、A0

，端口选择信号。通常A1、A0与计算机系统的A1、A0相连接。当A1A0=00，选中端口A，当A1A0=11，则选中控制端口。图7-28255A的引脚信号

7.1.28255A芯片的引脚信号图7-28255A的引脚信号

2．与外设相连的信号

与外设相连的信号线有24条，包括A、B、C三个端口：（1）PA7～PA0，端口AI/O数据线（双向）（2）PB7～PB0，端口BI/O数据线（双向）（3）PC7～PC0，端口CI/O数据线（双向）3．8255A的寻址与基本操作

×

×1×

×

无操作，数据总线三态00010CPU写8255A端口A01010CPU写8255A端口B10010CPU写8255A端口C11010CPU写8255A控制口00001CPU读8255A端口A01001CPU读8255A端口B10001CPU读8255A端口C11001控制口不允许读

A1A0

操作说明

×

×011不允许表7-28255A的寻址与基本操作

7.1.38255A的两个控制字及编程

1．8255A三种基本工作方式的概述（1）方式0A、B、C三个端口均可以工作在方式0。它是一种基本的输入/输出方式，可以构成无条件输入/输出方式及查询式输入/输出方式。（2）方式1A、B两个端口都可以工作在方式1。它是一种选通输入/输出方式，计算机系统借助8255A的方式1，可以构成中断方式的输入与输出。（3）方式2

只有端口A能工作在方式2。它是一种双向传输（总线）方式，计算机系统借助8255A的方式2，可以构成中断方式的输入与输出。2．工作方式控制字（D7=1）工作方式控制字格式如图7-3所示：图7-38255A的工作方式控制字D7D6D4D5D2D3D0D1方式控制字特征位100：方式001：方式11×：方式2A组方式选择PC3～PC0端口AB组方式选择端口BPC7～PC40：方式01：方式10：输出1：输入0：输出1：输入0：输出1：输入0：输出1：输入【例7-1】设8255A的控制端口地址为283H，要求将其3个数据端口设置为基本的输入/输出方式，其中，端口B和端口C的低4位为输出，端口A和端口C的高4位为输入。试编程初始化8255A。根据题意可知，8255A的方式控制字为10011000B其初始化的程序段为：MOVDX，283H；8255A控制端口地址MOVAL，98H；方式控制字：10011000BOUTDX，AL

；送到控制口【例7-2】设8255A的控制端口地址为203H，要求将3个端口设置为基本的输入/输出方式，其中，端口A和端口C均工作在输出方式，端口B用作输入，试编程初始化8255A。

MOVDX，203H ；8255A控制端口地址

MOVAL，82H ；方式控制字：10000010BOUTDX，AL ；送到控制口根据题意可知，8255A的方式控制字为10000010B，其初始化的程序段为：

3．按位置位/复位控制字（D7=0）可以对8位端口C的每一位（PC7～PC0）进行位操作，这是通过向控制口写入按位置位/复位的控制字来实现的。

图7-4端口C按位置位/复位控制字D7D6D4D5D2D3D0D1按位置位/复位控制字特征位0任意位置位/复位位选择000：端口C,PC0001：端口C,PC1010：端口C,PC2111：端口C,PC7写00：复位（低电平）1：置位（高电平）【例7-3】设8255A控制端口的地址为303H，若要把端口C中的PC3位置成高电平，则按位置位/复位控制字为：00000111B或07H。编程如下：

MOVDX，303H ；8255A控制端口地址送DXMOVAL，07H ；使PC3=1的控制字

OUTDX，AL ；送到控制口

方式0是一种基本的输入/输出方式。8255A工作在方式0时，三个端口中的24条线全部作为普通的输入或输出线使用。将有16种应用的组合，如课本中表7-3所示。

在方式0下，不能采用中断方式和CPU交换数据，一般用于无条件输入/输出和查询式输入/输出，选用查询式输入/输出方式时，通常要选用A、B、C三个端口中的任意一位作为外设的状态信息位，从而实现查询式输入/输出。7.1.48255A的三种工作方式及应用

1．方式0方式0是一种基本输入输出方式。

【例7-4】如图7-5所示，将8255A的3个端口设置为基本的输入/输出方式，设8255A端口A、端口B、端口C及控制端口的地址依次为300H、301H、302H、303H，其中，端口A工作在输出方式，控制8个LED显示灯，端口B用作输入，使用8个开关K7～K0的断开与闭合，产生PB7～PB0，开关断开为逻辑1，闭合为逻辑0。试完成下面两项任务：

（1）编写8255A的初始化程序。（2）编程实现无条件的输入与输出，即从端口B输入，从端口A输出。图7-5无条件输入/输出连接图（1）8255A初始化程序

MOVDX，303H ；控制寄存器的地址送给DX

MOVAL，10000010B；控制字送给AL,仅端口B用作输

；入，其他端口作输出

OUTDX，AL；写入控制字

（2）端口B输入，端口A输出程序

MOVDX，301H ；端口B的地址送给DX

INAL，DX ；从端口B读入开关状态

MOVDX，300H ；端口A的地址送给DX

OUTDX，AL ；从端口A输出，控制LED，指示开关

；状态【例7-5】如图7-6所示，设8255A端口A、端口B、端口C及控制端口的地址为3E0H～3E3H，同样将8255A的3个端口设置为基本的输入/输出方式，端口A仍然工作在输出方式，控制8个LED显示灯，端口B用作输入，作为状态端口被查询，当PB0=“1”时，将0FH从端口A输出，使得PA7～PA4连接的4只LED点亮，PA3～PA0连接的4只LED熄灭。当PB0=“0”时，将F0H从端口A输出，8只LED点亮状态改变。然后继续查询，实现循环查询与输出操作。试完成下面两项任务：

（1）8255A初始化程序

MOVDX，3E3H ；控制寄存器的地址送给DX

MOVAL，10001011B；控制字送给AL,仅端口A用作输出，

；其他端口作输入

OUTDX，AL ；写入控制字

（1）编写8255A的初始化程序。（2）编程实现查询式输入与输出的程序。图7-6查询式输出的连接图（2）查询PB0，条件满足时从端口A输出

MOVDX，3E1H ；端口B的地址送给DX

XYZ:INAL，DX ；从端口B读入开关状态

TESTAL，01H；PB0=1?

JZQWE ；如果PB0=“0”，转QWE

MOVDX,3E0H ；端口A的地址送给DX

MOVAL，0FH

OUTDX，AL ；从端口A输出，控制LED

JMPXYZ

QWE:MOVDX,3E0H

MOVAL,0F0H

OUTDX,AL

JMPXYZ【例7-6】如图7-7所示，设8255A端口A、端口B、端口C及控制端口的地址为3E0H～3E3H，将8255A的3个端口设置为基本的输入/输出方式，端口A工作在输出方式，控制8个LED显示灯，端口B用作输入，使用8个开关K7～K0的断开与闭合，产生PB7～PB0。使用KC7的开关与闭合产生PC7，当PC7=“1”时，实现端口B输入及端口A输出，当PC7=“0”时，继续查询。完成两项任务：（1）编写8255A的初始化程序。（2）编程实现查询式输入与输出的程序。图7-7查询式输入/输出连接图（1）8255A初始化程序

MOVDX，3E3H；控制寄存器的地址送给DX

MOVAL，10001011B；控制字送给AL,仅端口A用作输出，其他端口作输入

OUTDX，AL ；写入控制字（2）查询端口C，条件满足时从端口B输入，端口A输出

MOVDX，3E2H；端口C的地址送给DXASD:INAL，DX；从端口C读入开关状态

TESTAL，80H；PC7=1?JZASD；如果PC7=0，转ASD，继续查询

MOVDX，3E1H；端口B的地址送给DXINAL，DX；从端口B读入开关状态

MOVDX，3E0H；端口A的地址送给DXOUTDX，AL ；从端口A输出，控制LED，指示开关状态2．方式1----选通I/O方式

端口A和端口B仍作为两个独立的8位I/O数据通道，可单独与外设相连。

端口A方式1输入/输出端口。

端口B方式1输入/输出端口。

固定占用端口C的I/O线，用作联络信号线。

剩余2位仍可以作为一般的I/O位使用。（1）方式1下的输入端口A工作在方式1输入时，端口C的PC5～PC3作为端口A的三个联络信号。10111/0D7D6D5D4D3D2D1D0RDSTBAIBFAINTRAI/O2PC4PC5PC3PC6,PC7PA7～PA081=INPUT0=OUTPUTPC6,PC7控制字从外设来的数据从外设来的选通信号送给CPU的状态信号INTEA送给CPU的中断信号任意指定为输入或输出图7-8端口A工作在方式1作输入时对应的控制字和有关信号的定义

各联络信号的功能如下：

★，输入选通信号，低电平有效。

★，输入缓冲器满信号，高电平有效。

★

，中断请求信号，高电平有效。

★，中断允许逻辑，逻辑1有效。

8255A工作方式1输入时序如图7-11所示。

图7-118255A方式1输入时序STBIBFINTRRD从外设来的数据tSTtSIBtSITtRIBtRITtPHtPS（2）方式1下的输出端口A工作在方式1输出时，端口C的PC7、PC6、PC3作为三个联络信号，如图7-13所示。10101/0D7D6D5D4D3D2D1D0WROBFAACKAINTRAI/O2PC7PC6PC3PC4、PC5PA7～PA081=INPUT0=OUTPUTPC4、PC5控制字8255A输出数据

通知外设有一个新数据

外设已取走数据中断请求图7-13端口A工作在方式1输出的控制字及联络信号INTEA各联络信号的功能如下：

★，输出缓冲器满信号，低电平有效。

★，外设向8255A发回一个负脉冲响应信号。

★

，中断请求信号，高电平有效。

★，中断允许逻辑。

图7-168255A方式1输出时序WROBFACKINTR输出tWOBtAOBtAITtAKtWBtWIT3．方式2（双向选通方式）

8255A方式2是方式1输入与输出两种方式的组合。这种方式只适合于端口A。在这种方式下，CPU与外设交换数据，既可以通过端口A把数据从CPU传送给外设，也可以把外设数据传送到CPU，而且输入和输出都具有数据锁存功能，但不可能同时双向传输。既可以采用查询方式又可以采用中断方式实现外设与CPU数据的交换。48255A的应用

常见的步进电机有四相绕阻，8255A控制步进电机的原理如图7-20所示，如果对步进电机施加一定规则的连续控制的脉冲电压，它可以连续不断地转动。对每一相绕阻施加一定的脉冲电压，按照一定的规则对四相绕阻通电，若按照某一相序改变一次绕组的通电状态，对应转过一定的步距角，当通电状态的改变完成了一个循环时，转子则转过一个齿距。图7-208255A控制步进电机的原理图例【7-10】利用Intel8255A对四相步进电机进行控制，采用单双八拍（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A-AB-…）方式，按正序方向转动，连接如图7-20所示。8255A四个端口地址分别为3E0H，3E1H，3E2H，3E3H，端口A工作在方式0的输出，只需要使用PA3～PA0，利用74LS244小规模驱动集成块的4个驱动器，分别驱动4只三级管。实现单双八拍时，所需步进电机正转顺序、通电绕组及控制码如表7-6所示。表7-6步进电机正转顺序、通电绕组及控制码控制顺序相标号控制编码1A01H2AB03H3B02H4BC06H5C04H6CD0CH7D08H8DA09H端口A方式0输出，工作方式控制字：10000000B=80H，主要程序段如下：

MOVAL，80H ；控制字送给AL

MOVDX，3E3H ；控制端口的地址送给DX

OUTDX，AL ；写入控制字

MOVDX，3E0H ；端口A地址

ABC：MOVAL，01H ；A相送电

OUTDX，AL

CALLDELAY ；调用延迟子程序

MOVAL，03H ；AB相送电

OUTDX，AL

CALLDELAY ；调用延时程序

MOVAL，02H ；B相送电

OUTDX，AL

CALLDELAY ；调用延时程序

MOVAL，06H ；BC相送电

MOVAL，0CH ；CD相送电

OUTDX，AL

CALLDELAY

MOVAL，08H ；D相送电

OUTDX，AL

CALLDELAY

MOVAL，09H ；DA相送电

OUTDX，AL

CALLDELAY

JMPABC

DELAY：MOVCX，0000H ；延时

ZXCV：LOOPZXCV

RET

OUTDX，AL

CALLDELAY

MOVAL，04H ；C相送电

OUTDX，AL

CALLDELAY ；调用延迟子程序7.2微机的并行打印机接口

7.2.1Centronics并行打印机接口

以适配卡的形式插在主机板系统总线槽上的并行打印机接口早已过时，当前微机的并行打印机接口已被集成到超大规模芯片中去了，但是，接口内部寄存器的编程仍然保持了向上的兼容。该接口得到了工业界普遍支持的一种并行接口协议，协议规定了打印机的标准插头是36脚簧式插头座，并规定了36脚信号的功能，包括8条数据线、5条控制线和5条状态线等。25芯D型插座的并行打印机接口引脚线分为如下三类。（1）8条数据线（2）5条控制信号线（3）5条状态信号线微机将8位数据可靠地输出到打印机，基本原理是通过、和BUSY三个联络信号的控制来实现的，其工作的基本时序描述如图7-22所示。图7-22打印机工作的基本时序7.2.2并行打印机接口内部的寄存器

并行打印机接口内部有数据寄存器（378H）、控制寄存器(37AH）和状态寄存器(379H)，分别称为数据端口、控制端口及状态端口。

1．8位数据端口数据端口的逻辑框图如图7-23所示，主要包括一个8位数据锁存器和一个8位三态缓冲器，两个或门组成；

8位锁存器锁存的8位数据一方面要送往打印机，另一方面，还可以通过8位三态缓冲器可以读回计算机中；公用数据端口地址378H，分为了写端口与读端口。图7-23数据端口的逻辑框图

2．8位控制端口（1）控制端口只使用了其中的低5位（D4～D0位）；

（2）D4位是打印机接口电路中的中断控制位，D4位=“1”，INTE=“0”，三态门工作，打印机输出响应信号的反变量，即负脉冲的取反后变为正脉冲，连接到IRQ7，申请中断；

（3）D4位=“0”，INTE=“1”，三态门处于高阻，禁止中断方式打印；

（4）D3、D1、D0经接口电路中的反相器取反后送到对应的17、14和1孔，只有D2没有反相，直接连接到16孔。图7-25控制端口逻辑图

3．8位状态端口

8位状态寄存器只用了其中的高5位。D7～D3位分别对应于25芯连接座的11、10、12、13和15孔。

5位状态中只有打印机输出的忙信号BUSY经取反后，由数据线D7位被主机读入，打印机的BUSY=“1”，说明打印机正在打印，处于“忙”状态，读入主机后，为“0”则是忙状态；其他4位状态位被主机读入的是原变量。图7-275位状态接口逻辑图7.2.3打印机接口编程

在DOS下直接对端口编程，使用查询方式或中断方式。查询方式是首先读入状态寄存器中的值，判断打印机的“忙”信号，即D7=0，若打印机忙，继续查询，否则，可以打印输出。【例7-11】选用查询式打印方式，通过LPT1编写打印“CHECK!”的程序。DATA SEGMENTBUFFER DB'CHECK!'，0DH，0AHCOUNT EQU$-BUFFERDATA ENDSCODE SEGMENTASSUMECS:CODE，DS:DATASTART: MOVAX，DATA MOVDS，AXMOV SI，OFFSETBUFFERMOV CX，COUNTASDFG: MOVDX，379H ；状态端口地址送给DXWAIT: INAL，DX ；读状态端口

TESTAL，80H ；查最高位为0，就转等WAITJZWAITMOVAL，[SI] ；打印机不忙，取出一个字符

MOVDX，378H ；数据端口地址送给DXOUTDX，AL ；写入数据端口

MOVDX，37AH ；控制端口地址给