第8章 可编程接口芯片及其与CPU的接口

第八章可编程接口芯片及其与CPU的接口8.1可编程并行输入/输出接口芯片8255A8.2可编程计数器/定时器82548.3可编程串行输入/输出接口芯片8251A8.1可编程并行输入/输出接口芯片8255A8.1.18255A的内部结构

8.1.28255A的引脚分配

一、与外设联系的引脚

A口有PA0～PA78个引脚，同样B口和C口均有PB0～PB7，PC0～PC78个引脚。

二、与CPU联系的引脚数据和命令通道线D0～D7，读/写控制引脚RD、WR、CS、A0，A1，RESET。三、端口地址控制引脚

CSA1A0端口

000A口地址

001B口地址

010C口地址

011控制端口地址8.1.38255A的工作方式及编程

一、8255A的工作方式

1、方式0（基本输入/输出方式）

2、方式1（选通输入/输出方式）

3、方式2（双向传送方式）各端口可工作的方式：

A口：方式0、方式1、方式2B口：方式0、方式1C口：方式0二、8255A的控制字

1、方式控制字

D7D6D5D4D3D2D1D0B组C口低半字节:1-输入,0-输出B口:1-输入，0-输出

方式选择:0-方式0，1-方式1A组C口高半字节：1-输入，0-输出A口:1-输入，0-输出

方式选择:

方式控制字标志:1-有效00-方式001-方式11X-方式22、C口置“1”/清“0”控制字

D7D6D5D4D3D2D1D0位控:1-置1，0-清0状态选中位000001010011100101110111PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7位控字标志:0-有效无效8.1.48255A各工作方式的功能及应用一、8255A工作在方式0特点：

8255A工作在方式0时，各个端口（包括2个8位端口A、B及2个4位端口C）的输入、输出可以有16种不同的组合。在这种方式下，任一个端口都由CPU用简单的输入/输出指令进行读/写。不用提供“联络”信号，适用于各种同步传送情况。另外，方式0也可用于程序查询方式来进行数据传送。此时，通常以A口和B口作为数据口，而用C口的某些位作为输入输出“联络”信号。注意，输入“联络”信号和输出“联络”信号不在同一4位C口中。方式0应用举例1（同步情况）：例18255A的A口和B口工作在方式0，A口为输入端口，接有4个开关；B口为输出端口，接有1个7段发光二极管，其硬件连接电路如图所示。试编一程序要求7段发光二极管显示开关所拨通的数字。分析：

1、端口地址

A口：8020HC口：8024HB口：8022H控制口：8026H2、字符代码对照表显示字符7段代码显示字符7段代码

03FH87FH106H96FH25BHA77H34FHb7CH466Hc39H56DHd5EH67DHE79H707HF31H程序：APORTEQU8020HBPORTEQU8022HCONTREQU8026HDATASEGMENTTAB1DB3FH，06H，5BH，4FH，

……DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS：CODE，DS：DATASTART：MOVAX，DATAMOVDS，AX

MOVAL，90H；定义8255A工作方式

MOVDX，CONTROUTDX，ALADDR1:MOVDX，APORT；取开关值

INAL，DX

ANDAL，0FH；屏蔽高4位

MOVBX，OFFSETTAB1；取代码表首址

XLAT；找到字符代码

MOVDX，BPORT；输出显示

OUTDX，AL

MOVCX，0400H；显示延时

ADDR2：DECCX

JNZADDR2

JMPADDR1

MOVAH，4CH

INT21H

CODEENDS

ENDSTART

方式0应用举例2（异步查询情况）：例2如图所示，假设8255A端口A，B，C及控制口的地址分别为80H，81H，82H和83H；打印机的选通信号为STB，纸带读入机的驱动信号为DRV，编写接口程序。程序片段：

MOVAL,83H；8255A初始化

OUT83H,AL；打印机驱动程序PST：INAL,82HTESTAL,04HJNZPSTMOVAL,BL;若打印数据在BL中

OUT80H,AL

MOVAL,0DHOUT83H,AL;选通打印机

DECALOUT83H,AL

;断开打印机;纸带读入机驱动程序

MOVAL，09HOUT83H，AL

；启动纸带读入机PRT：INAL,82HTESTAL,01HJZPRT;未准备好，循环

INAL,81H;准备好，读入数据

MOVBL,AL

MOVAL,08HOUT83H,AL;断开纸带读入机方式0应用举例3（异步查询情况）：例3利用8255A实现打印机接口，打印BL中的数据。打印机工作时序如左图所示。数据接口将数据传送到打印机的数据端口，利用一个负脉冲STROBE打入锁存。这时打印机可发回答信号ACK，然后由打印机处理。同时打印机送出高电平信号BUSY，表示打印机忙于打印。一旦BUSY变为低电平，表示打印结束，即可接收下一数据。请利用8255A工作方式0实现上述打印控制。硬件连接如右图.根据连线分析得知4个端口地址依次为:80H,84H,88H,8CH程序如下:MOVAL，10000001BOUT8CH，AL；8255A初始化WAIT：INAL，88H；读BUSYTESTAL，01HJNZWAIT；BUSY=1等待

MOVAL,BLOUT80H,AL;数据输出

MOVAL,00001110BOUT8CH,AL;PC7置低电平

MOVAL,00001111BOUT8CH,AL;PC7恢复高电平二、8255A工作在方式1特点：

8255A工作在方式1时，数据输入/输出操作要在选通信号控制下完成。A口和B口可作为输入或输出口,而C口的某些位作为“联络”信息。和方式0相比，最重要的差别在于C口的这些位与联络信号有着固定的一一对应关系。A口的联络信息由C口的PC3～PC7提供，B口的联络信息由C口的PC0～PC2提供。另外，8255A在方式1下具有中断能力，可以发出中断请求信号，为CPU工作在中断方式提供了条件。由于输入接口和输出接口所需的选通控制不同，下面分别予以介绍。1、选通输入方式（1）选通输入方式C口“联络”信号定义图2、选通输出方式（1）选通输出方式C口“联络”信号定义图方式1应用举例1（异步查询情况）：例1在某一系统中接有一个μ80微型打印机，8255A作为输出接口，工作在选通方式，试编一程序将缓冲区BUFF内的400H个字节的ASCII码送打印机打印，其接口硬件电路如图所示。8255A作为打印机接口电路源程序如下：APORTEQU0FFF8HCPORTEQU0FFFCHCONTREQU0FFFEHDATASEGMENTBUFFDB400HDUP(?)DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVCX，400H；字节长度

MOVAL,0A8H;8255A控制字

MOVDX,CONTROUTDX,ALMOVDI,OFFSETBUFFABC1:MOVAL,［DI］;ASCII码输出

MOVDX,APORTOUTDX,ALMOVDX,CPORTABC2:INAL,DX;查OBFA信号

ANDAL,80H;OBFA变高了吗?JZABC2;否；再查ABC3：INAL,DX;查BUSY信号

ANDAL,10H;BUSY变低吗?JNZABC3;否，再查

INCDI;是，传送下一个数

LOOPABC1MOVAH，4CH；返回操作系统

INT21HCODEENDSENDSTART方式1应用举例2（中断情况）：例2利用8255工作方式1实现打印控制。8255A工作在方式1时，PC7作为OBFA输出端，PC6作为ACKA输入端，PC3作为INTRA输出端，其硬件连接如图所示。设中断类型码为0BH，中断服务程序首地址为PRINTER。程序片段设计如下：

MOVAL，10100000BOUT8CH，AL；初始化

MOVAL,00001101BOUT8CH,AL

;INTEA置1MOVAH,25H;设置DOS调用功能号

MOVAL,0BH;设置类型码

LEADX,PRINTER;设置中断服务程序偏移地址

MOVBX,SEGPRINTER;设置中断服务程序段地址

MOVDS,BXINT21H;DOS功能调用，设置中断向量

STI;开中断

……PRINTERPROCFAR；中断服务程序

MOVAL，BLOUT80H，AL；输出打印

IRETPRINTERENDP（参考书）例8．6接口图如图9.４所示，设：8259A边沿触发，八个中断类型码为60～67H。写出对以内存DSR开始连续10个字节数进行打印的汇编程序片段。注：未用的地址线可设为0。解根据接口图，8255A的A、B、C、控制口地址分别为8000H、8002H、8004H、8006H，B口工作在方式1。8259A的地址为8028H和802AH。

；初始化8259AMOVDX，8028HMOVAL，13HOUTDX，AL；ICW1MOCDX，802AHMOVAL，60HOUTDX，AL；ICW2MOVAL，01HOUTDX，AL；ICW4；建立中断向量表

PUSHDSMOVAX，0MOVDS，AXMOVSI，OFFSETXYMOVDI，SEGXYMOV[018CH]，SIMOV[018EH]，DIPOPDS；初始化8255AMOVDX，8006HMOVAL，84HOUTDX，ALMOVAL，05HOUTDX，AL；INTE置1

；循环10次

MOVCX，10LEABX，DSRW：HLTLOOPW……

；中断服务程序

XY：MOVAL，[BX]MOVDX，8002HOUTDX，ALINCBXIRET【评注】由于中断源从8259A的IR3接入，故该中断源的中断类型码为63H，由此计算出中断向量地址为63H×4=018CH。三、8255A工作在方式2特点：

8255A只有A口可工作在方式2，此时B口可工作在方式0或者方式1。

8255A工作在方式2，CPU通过它与外设交换数据可采用无条件传送方式，查询传送方式或中断传送方式。A口设置为方式2，也就是说从A口既可以输入数据，也可以输出数据，但某时某刻只能是输入或输出。实际上是A口方式1输入和输出的组合形式。方式2下C口“联络”信号定义图8.2可编程计数器/定时器82548.2.18254的内部结构及功能一、内部结构及引脚

端口地址分配：

CSA1A0端口地址

0000#计数器地址

0011#计数器地址

0102#计数器地址

011控制字寄存器地址计数器的内部结构二、功能计数器方式定时器方式

8.2.28254的编程

设置控制字（写入控制寄存器地址）

初始化赋计数初值（写入相应计数器地址）包括

读计数器内容（从相应计数器地址读出）一、控制字格式

1BCD计数D7D6D5D4D3D2D1D0SC1SC0RL1RL0M2M1M0BCD0二进制计数工作方式选择000

方式0001方式110方式211方式3100方式4101方式5计数长度选择00将计数器中的数据锁存于输出锁存器01选择计数器低8位读或写，高8位自动为010选择计数器高8位读或写，低8位自动为011选择先低后高两个字节读或写计数器选择00计数器001计数器110计数器211非法二、对计数器赋计数初值控制字写完后，接着赋计数初值。计数初值写入计数器的格式必须按照控制字的RL1、RL0的读写指示来写。另外，当D0=0时，即选择二进制计数，计数初值可在0～FFFFH之间选择。当D0=1时，即选择BCD码计数，计数初值可在0～9999之间选择。若想扩大计数范围，可以将两个或三个计数器级连使用。即将一计数器的OUT信号与另一计数器的CLK信号相连接。三、读计数器的内容

8254的读操作只能读计数器的值，而不能读控制字。若读16位计数值，则对该计数器读两次，先读低8位，再读高8位。如果在计数过程中读计数器内容，则需发锁存命令。计数器的锁存命令是用一个字节的最高两位D7，D6指定要锁存的计数器；D5，D4必须为00作为锁存命令的标志。而低4位可为全0。它是控制字的一种特殊形式，所以要把此锁存命令写到控制字寄存器中去。可见，3个计数器的锁存命令分别为00H，40H和80H。

四、举例例1

若要使计数器1工作在方式0，仅用8位二进制计数，计数值为128，试对其进行初始化编程。

MOVAL，50HOUT73H，ALMOVAL，80HOUT71H，AL

例2

若要使计数器0工作在方式1，按BCD码计数，计数值为3000，试对其进行初始化编程。

MOVAL，23HOUT73H，ALMOVAL，30HOUT70H，AL

例3若要使计数器2工作在方式2，按二进制计数，计数值为1110H，试对其进行初始化编程。

MOVAL，0B4HOUT73H，ALMOVAL，10HOUT72H，ALMOVAL，11HOUT72H，AL

例48254工作方式同上题。要在计数过程中读取该计数器的计数值。试对其进行初始化编程。

MOVAL，0B4HOUT73H，ALMOVAL，10HOUT72H，ALMOVAL，11HOUT72H，ALMOVBH，20HW：DECBHJNZW

MOVAL，80HOUT73H，AL

INAL，72HMOVCL，AL

INAL，72HMOVAH，ALMOVAL，CL

8.2.38254的工作方式一、方式0主要特点：*方式0的OUT输出是一次性负方波。*若想再次OUT输出，必须重写控制字、计数值或只写计数值。二、方式1主要特点：*方式1的OUT输出是一次性负方波。*若想再次OUT输出，只须重新启动GATE脉冲。三、方式2主要特点：*方式2的OUT输出是周期性的负脉冲。

例5已知计数脉冲CLK频率为2MHZ，要求每10ms产生一次中断，选用2#计数器。8253地址70H～73H。分析：1、工作方式的选择

2、计数初值的确定

MOVAL，0B4HOUT73H，ALMOVAL，20HOUT72H，ALMOVAL，4EHOUT72H，AL四、方式3主要特点：*方式3的OUT输出是周期性的方波。（若计数值n是偶数，则输出OUT是对称方波；若计数值n是奇数，则输出OUT在(n+1)/2计数期间保持为高电平，而在(n-1)/2计数期间保持为低电平。）五、方式4主要特点：*方式4的OUT输出是一次性负脉冲。*若想再次OUT输出，须再次写入计数值。故又称软件触发选通方式。六、方式5主要特点：*方式5的OUT输出是一次性负脉冲。*若想再次OUT输出，只须再次启动GATE脉冲。故又称硬件触发选通方式。OUT输出特性及GATE的区别OUTGATE方式0一次性负方波电平控制方式1一次性负方波脉冲触发方式2周期性负脉冲电平控制方式3周期性正方波电平控制方式4一次性负脉冲电平控制方式5一次性负脉冲脉冲触发软件触发硬件触发例6某8086系统中有一片8254芯片，利用其通道1完成对外部事件计数，计满250次向CPU发出中断申请；利用2通道输出频率为1kHz的方波，试编写8254的初始化程序，硬件电路如图所示。

MOVAL，71H；通道1控制字

OUT1EH，AL

MOVAL，0A7H；通道2控制字

OUT1EH，AL

MOVAL，50H；通道1计数值低8位

OUT1AH，AL

MOVAL，02H；通道1计数值高8位

OUT1AH，AL

MOVAL，20H；通道2计数值高8位

OUT1CH，AL例78254通道2接有一发光二极管，要使发光二极管以点亮2s，熄灭2s的间隔工作，8254各通道端口地址分别为FFE9H~FFEFH。其电路硬件图如图。试编程完成以上工作。MOVDX，0FFEFH；控制字端口地址

MOVAL，65H；通道1控制字

OUTDX，AL

MOVAL，0A7H；通道2控制字

OUTDX，AL

MOVDX，0FFEBH；通道1端口地址

MOVAL，40H；通道1计数值高8位

OUTDX，AL

MOVDX，0FFEDH；通道2端口地址

MOVAL，10H；通道2计数值高8位

OUTDX，AL例8有如下接口原理图。要求发光二极管L0亮5秒后就熄灭；L1在K1启动后亮6秒后就熄灭；L2亮4秒灭4秒交替进行。写出源程序片段。分析：由译码电路分析可知，8254芯片计数器1、计数器2、计数器3及控制端口的地址分别为91H，93H，95H，97H。根据接口图及题目要求，8254的计数器0应该工作在方式0，计数初值N0＝5000；计数器1应工作在方式1，N1=6000；计数器2应工作在方式3，N2=8000。

MOVAL，21H；初始化计数器0OUT97H，ALMOVAL，50HOUT91H，AL

MOVAL，63H；初始化计数器1OUT97H，ALMOVAL，60HOUT93H，AL

MOVAL，0A7H；初始化计数器2OUT97H，ALMOVAL，80HOUT95H，AL

8.3可编程串行输入/输出接口芯片8251A8.3.1串行通讯概述一、串行通讯方式

异步通讯同步通讯1、异步通讯数据格式规定：

（1）字符格式

.起始位、停止位的位数

.数据采用的编码

.是否奇偶校验,若要,规定奇校验还是偶校验（2）波特率