贵州大学微机原理PPT及复习PPT微机55

第7章典型可编程接口芯片及应用

7.1可编程中断控制器芯片8259

7.2可编程定时/计数器芯片8254

7.4串行通信和串行接口芯片8251

7.3可编程并行接口芯片82557.3可编程并行接口7.3.1可编程并行接口芯片8255A第7章典型可编程接口芯片及应用并行通信—n位数据用n条线同时传输。具有速度快,效率高的特点。适于短距离、高速通信。74LS244，273都是简单的并行接口。并行接口连接CPU与并行外设，实现两者间的并行通信，在信息传送过程中，起到输出锁存或输入缓冲的作用。Intel系列的8位并行接口芯片8255A通用性强，使用灵活，可用程序设置和改变芯片的工作方式，是一种典型的可编程并行接口芯片。8255APA3PA2PA1PA0RDCSGNDA1A0PC7PC6PC5PC4PC3PC2PC1PC0PB0PB1PB2PA4PA5PA6PA7WRRESETD0D1D2D3D4D5D6D7VccPB7PB6PB5PB4PB3第7章典型可编程接口芯片及应用resetD7~D0A9~A2A1A0IORIOW片选译码数据缓冲器读写控制片内译码CSRESETA1A0RDWRPC7~PC0PB7~PB0PA7~PA0控制口D端口A端口C端口B+5VGNDD7~D0外设8255A总线第7章典型可编程接口芯片及应用一、8255的内部结构1.端口（1）端口A(PA7~PA0)：由一个8位数据输入锁存器和一个8位数据输出锁存器及缓冲器组成，可工作于双向方式。（2）端口B(PB7~PB0)：

由一个8位数据输入缓冲器和1个8位数据输出锁存缓冲器构成。（3）端口C(PC7~PC0)：

由一个8位数据输入缓冲器和一个8位数据输出锁存缓冲器构成。C口可分为两个部分，配合A口和B口工作。在与不需要控制联络的外设连接时，A、B、C口均可做输入输出。在与需要控制联络的外设连接时，C口分为两部分，做A、B口的控制信号。第7章典型可编程接口芯片及应用2.A组控制和B组控制接收CPU控制字，决定8255工作方式。A组控制A端口和C端口的上半部，

B组控制B端口和C端口下半部。3.读写控制逻辑

由RD,WR,CS,A0,A1和RESET组成，8255占用4个端口地址。RESET：高电平使8255复位，控制Reg清0，把A,B,C三个端口都设置为输入方式。4.数据总线缓冲器

8位双向数据缓冲器，可直接与数据总线相连。二、8255PIN功能40个引脚双列直插的NMOS器件1.与外设连接引脚PA7~PA0：端口A的数据线，双向，三态输出。

PB7~PB0：端口B的数据线，可输入，也可输出。PC7~PC0：端口C的数据线，可输入，也可输出,也可做A口或B口的控制信号线。第7章典型可编程接口芯片及应用2.和CPU连接PIN

D7~D0：数据线，与系统总线连接。RD：读信号，输入，低电平有效，从8255A读取数据。WR：写信号，输入，低电平有效，把数据写入8255。CS：片选信号，输入，低电平有效，决定芯片地址。A0，A1：端口选择信号，8255占四个端口地址。RESET：复位信号，输入，高电平有效。复位后清所有内部寄存器。3.8255端口选择第7章典型可编程接口芯片及应用8255A与计算机连接说明：（1）8255的数据线D7~D0接8086系统的数据线的低8位。（2）8255的A0接8086的A1,8255的A1接8086的A2，使用偶地址传递信息。（3）端口地址第7章典型可编程接口芯片及应用三、8255A的控制字和工作方式(一)8255A的控制字(分为两类)1.方式控制字送控制口，以选择A、B和C口的工作方式。说明：（见图）（1）8255A有三种工作方式，每种方式都可以输入也可以输出。方式0：基本输入输出——不用联络信号,不用中断方式传送。通常为无条件或查询方式传送。方式1：选通输入输出——C口提供固定的联络信号，用中断或查询方式传送。方式2：双向方式——即可入，又可出。是方式1的组合。（2）A口有三种工作方式，B口仅有方式0和方式1工作方式。（3）在方式1和方式2中，C口某些位作为联络信号，以适应CPU与外设间的各种数据传送方式的要求，如查询传送的应答信号、中断传送的中断申请信号等；C口未被用作联络信号的其它位可工作在方式0。第7章典型可编程接口芯片及应用2.端口C按位置/复位控制字说明：（1）写入8255的控制口。（2）该控制字仅对8255的端口输出锁存器操作。

这一功能可使8255作为位控接口，来实现对外设的按位控制。例：利用位复位和位置位可使端口C某位产生方波。

MOVCX，0FHLOP： OUTPORT-CL，0AH ；送0 CALLDELAY OUTPORT-CL，0BH；送1

CALLDELAY LOOPLOP RET 向PC5送0电平

延时向PC5送1电平方波个数到？

延时第7章典型可编程接口芯片及应用（二）8255A的工作方式1.方式0—基本输入输出方式（1）

端口A、B和C（PC7~PC4及PC3~PC0）都可工作于输入或输出。三个端口无必然联系，各端口输入输出组合共有16种，可适用于多种用途。（2）对C口，其高低4位两部分可相同（同为输入或输出）也可不同。但对端口8位的读写是在一条指令中作为整体来操作，可采用以下措施：CPU高4低4

IN入 出 必须屏蔽低四位IN出 入 必须屏蔽高四位IN入 入 读入的8位均有用OUT入 出 输出数据只设在低4位OUT出 入 输出数据只设在高4位OUT出 出 输出8位数据（3）CPU与外设采用无条件入/出，不用联络线，也不需要查询。（4）方式0也可用于查询传送的场合，这时可令A、B口为数据口，C口做与外设的联络信号，A、B、C配合即可工作在查询场合。（5）方式0下输入不锁存，输出锁存。CPU对数据口的输入指令读取端口当前信息，

对数据口的输出指令把数据输出到端口输出锁存器。第7章典型可编程接口芯片及应用例1：8255A与系统的连线如下，片选译码地址为F0~F3h1)确定各端口地址;2)编程设置8255A:A组方式0，A口输入，PC7~PC4输出

B组方式0，B口输出，PC3~PC0输入resetD7~D0A9~A2A1A0IORIOW片选译码数据缓冲器读写控制片内译码RESETA1A0PC7PC0PB7PB0控制口D端口A端口C端口B+5VGNDD7~D0外设RDWRCSPA7PA0F0~F3h第7章典型可编程接口芯片及应用最后得出结论：

A口地址为

F0H

B口地址为

F1H

C口地址为

F2H

D口地址为F3H1)确定端口地址由8255A结构知：由8255A的CS与系统总线的连线知,地址在F0~F3h可使CS有效，故:4个端口的地址在F0~F3h中。结合8255A与系统总线的连线:

A7

A6

A5

A4

A3

A2

A1

A0

F0H

1

1

1

1

0

0

0

0

A口F1H

1

11

1

0

0

0

1

B口F2H

1

1

1

1

0

0

1

0

C口F3H

1

1

1

1

0

0

1

1

D口

CSA1A0

8255A总线第7章典型可编程接口芯片及应用2)确定方式控制字10010001D7D6D5D4D3D2D1D0特征位A组方式0A口输入PC7~PC4输出B组方式0B口输出PC3~PC0输入所以，方式控制字为

10010001B，即91H

要求设置:A口方式0输入，PC7~PC4输出

B口方式0输出，PC3~PC0输入设置方式控制字的程序段为：MOVDX,

0F3H

;控制口地址MOVAL,

91H

;方式控制字OUTDX,AL或

MOVAL,

91H

;方式控制字OUT

0F3H,AL第7章典型可编程接口芯片及应用tRD数据有效tDFtRAtHRtRRtIRtARRD输入数据CS,A1,

A0D7--D0方式0输入（INAL，PORT）时序第7章典型可编程接口芯片及应用数据有效tWAtWWtAWWR输出数据CS,A1,A0D7--D0tDW数据有效tWDtWB方式0输出（OUTPORT，AL）时序第7章典型可编程接口芯片及应用2.方式1—选通输入输出方式方式1端口A和B输入/输出数据时，必须利用端口C提供联络信号（选通、应答信号）。

一般情况下，用中断传送数据方式（也可用查询方式）这时：通道A：8位数据端口（A口），3位控制位（C口）。通道B：8位数据端口（B口），3位控制位（C口）。

这种配合固定，不可以用程序修改。

特点：

①端口A、B既可做输入又可做输出，数据输入输出都被锁存。②端口C引脚分别作为控制、状态和中断申请信号等。③若只有一个端口工作在方式1，则余下13位可工作在方式0。若两个端口都工作在方式1，则余下2位可由程序指定为输入或输出。端口A、B工作于方式1的输入或输出时，端口C联络信号的引脚和意义都不同，故以下分开讨论。第7章典型可编程接口芯片及应用1011A口方式1输入控制字111B口方式1输入控制字PA7~PA0PC4PC5PC3INTEAPC4与门IBFASTBAINTRARDD7~D0A口方式1输入时相应的联络信号PB7~PB0PC2PC1PC0INTEBPC2与门RDD7~D0IBFBSTBBINTRBB口方式1输入时相应的联络信号（1）选通输入方式信号说明：

a.STB选通输入：低电平有效，表示外设送出新的数据。b.IBF输入缓冲区满：输出，高电平有效。通知外设输入缓冲区满，不要送新数据，由CPU读取数据时（RD的上升沿）清除。c.INTR中断请求信号：输出，高电平有效，可向CPU申请中断。第7章典型可编程接口芯片及应用1011A口方式1输入控制字111B口方式1输入控制字PA7~PA0PC4PC5PC3INTEAPC4与门IBFASTBAINTRARDD7~D0A口方式1输入时相应的联络信号PB7~PB0PC2PC1PC0INTEBPC2与门RDD7~D0IBFBSTBBINTRBB口方式1输入时相应的联络信号STB、IBF、INTE均为１时，8255A自动发出INTR。d.INTE中断允许：INTEA是C口输出锁存器的PC4，INTEB是C口输出锁存器的PC2，由它们分别控制A口和B口的中断申请。INTE=1中断允许，

INTE=0禁止中断。（可由C口置/复位控制字将INTE置1或复位为0）第7章典型可编程接口芯片及应用PB7~PB0PA7~PA0STBIBFINTRRD外设送来数据②③当INTE=1时

①方式1的输入时序：从工作在方式1下的输入端口输入数据时,有关信号的变化关系。RDD7~D0PA7~PA0PC4PC5PC3INTEAPC4与门IBFSTBINTR第7章典型可编程接口芯片及应用PA7~PA0PB7~PB0STBIBFINTRRD外设送来数据②当INTE=1时

③①RDD7~D0PA7~PA0PC4PC5PC3INTEAPC4与门IBFSTBINTR①当外设数据准备好，将数据送至端口线PA7~PA0或PB7~PB0②外设发出选通信号STB:(1)将数据锁存在输入端口内。(2)使IBF变高，表示输入端口满，可用于阻止外设输入新数据(3)如果INTE=1,STB的上升沿使INTR变高，发出中断请求。③中断处理程序中CPU读取数据，发出RD信号:(1)RD的下降沿清除INTR(2)RD的上升沿清除IBF(3)端口内的数据进入CPU以中断方式输入数据:第7章典型可编程接口芯片及应用1011A口方式1输入控制字111B口方式1输入控制字PA7~PA0PC4PC5PC3INTEAPC4与门IBFASTBAINTRARDD7~D0A口方式1输入时相应的联络信号PB7~PB0PC2PC1PC0INTEBPC2与门RDD7~D0IBFBSTBBINTRBB口方式1输入时相应的联络信号注意：在方式1下，作为联络信号的外部引脚PC4、PC2，不受C口按位置位/复位控制字控制，即对这些位的置位/复位不影响这些引脚信号的输入/输出，而只在8255A内部对INTE信号起作用。第7章典型可编程接口芯片及应用PA7~PA0PB7~PB0STBIBFINTRRD外设送来数据②当INTE=1时

③①RDD7~D0PA7~PA0PC4PC5PC3INTEAPC4与门IBFSTBINTR①当外设数据准备好，将数据送至端口线PA7~PA0或PB7~PB0②

外设发出选通信号STB:(1)将数据锁存在输入端口内。(2)使IBF变高，表示输入端口满，可用于阻止外设输入新数据③在主程序中CPU查询IBF，若其为高电平，读取数据，发出RD信号:

(1)RD的上升沿清除IBF(2)端口内的数据进入CPU以查询方式输入数据:

查询方法从8255的A口向CPU输入数据：

方式1的状态信号可通过读取端口C得到

INPUT： IN AL，PortC ；读方式1状态信号 TEST AL，20H ；查A口的IBF JE INPUT ；IBF=0，数据未准备好。 IN AL，PortA ；IBF≠0，CPU读入数据。第7章典型可编程接口芯片及应用PA7~PA0PB7~PB0STBIBFINTRRD外设送来数据②当INTE=1时

③①RDD7~D0PA7~PA0PC4PC5PC3INTEAPC4与门IBFSTBINTR注意：方式1输入时共用到C口6个引脚，剩余2个引脚PC6、PC7可做I/O位，或由C口置/复位控制字决定其输出。第7章典型可编程接口芯片及应用A口方式1输出时相应的联络信号1010A口方式1输出控制字110B口方式1输出控制字PA7~PA0PC6PC7PC3INTEAPC6与门OBFAACKAINTRAWRD7~D0PB7~PB0PC2PC1PC0INTEBPC2与门WRD7~D0OBFBACKBINTRBB口方式1输出时相应的联络信号（2）选通输出方式信号说明：

a.OBF输出缓冲器满，输出，低电平有效，通知外设端口已有可用数据。b.ACK收到信号，输入，低电平有效。外设通知8255已取走数据，由其清除OBF，并置“1”INTR。c.INTR中断请求信号，输出，高电平有效，可向CPU申请中断。第7章典型可编程接口芯片及应用A口方式1输出时相应的联络信号1010A口方式1输出控制字110B口方式1输出控制字PA7~PA0PC6PC7PC3INTEAPC6与门OBFAACKAINTRAWRD7~D0PB7~PB0PC2PC1PC0INTEBPC2与门WRD7~D0OBFBACKBINTRBB口方式1输出时相应的联络信号OBF、ACK、INTE均为１时，8255A自动发出INTR。d.INTE中断允许信号：INTEA为C口输出锁存器的PC6，INTEB为C口输出锁存器的PC2。由它们分别控制A口和B口的中断申请。INTE=1中断允许，INTE=0禁止中断。（可由C口置/复位控制字将INTE置1或复位为0）第7章典型可编程接口芯片及应用方式1的输出时序：向工作在方式1下的输出端口输出数据时,有关信号的变化关系。PA7~PA0PC6PC7PC3INTEAPC6与门OBFAACKAINTRAWRD7~D0①D7~D0送往外设数据数据写入端口WROBFINTRACK②③当INTE=1时

第7章典型可编程接口芯片及应用以中断方式输出数据:①CPU输出数据②CPU发出WR：(1)数据写到8255A的端口(2)使OBF有效，表示输出端口满，可作为外设的选通信号,通知外设取数据。(3)清除中断请求信号INTR③

外设接受到数据后，发出ACK信号：(1)ACK的下降沿使OBF变高，(2)当INTE=1,ACK的上升沿使INTR变高，发出中断请求，请求CPU输出新的数据。PA7~PA0PC6PC7PC3INTEAPC6与门OBFAACKAINTRAWRD7~D0WROBFACK当INTE=1时

送往外设数据数据写入端口②③①INTR第7章典型可编程接口芯片及应用注意：在方式1下，作为联络信号的外部引脚PC6、PC2，不受C口按位置位/复位控制字控制，即对这些位的置位/复位不影响这些引脚信号的输入/输出，而只在8255A内部对INTE信号起作用。A口方式1输出时相应的联络信号1010A口方式1输出控制字110B口方式1输出控制字PA7~PA0PC6PC7PC3INTEAPC6与门OBFAACKAINTRAWRD7~D0PB7~PB0PC2PC1PC0INTEBPC2与门WRD7~D0OBFBACKBINTRBB口方式1输出时相应的联络信号第7章典型可编程接口芯片及应用PA7~PA0PC6PC7PC3INTEAPC6与门OBFAACKAINTRAWRD7~D0WROBFACK当INTE=1时

送往外设数据数据写入端口②③①INTR

①CPU输出数据

②CPU发出WR：

(1)数据写到8255A的端口

(2)使OBF有效，表示输出端口满，可作为外设的选通信号,通知外设取数据。

③

外设接受到数据后，发出ACK信号：(1)ACK的下降沿使OBF变高，

(2)在主程序中CPU查询OBF，若其为高电平，数据已取走，端口可接受新的数据。以查询方式输出数据:第7章典型可编程接口芯片及应用PA7~PA0PC6PC7PC3INTEAPC6与门OBFAACKAINTRAWRD7~D0WROBFACK当INTE=1时

送往外设数据数据写入端口②③①INTR注意：方式1输出时共用到C口6个引脚，剩余2个引脚PC4、PC5可做I/O位，或由C口置/复位控制字决定其输出。

查询方法向8255的A口输出数据：

方式1的状态信号可通过读取端口C得到

OUTPUT： IN AL，PortC ；读方式1状态信号 TEST AL，80H ；查A口的OBF，设备空闲？ JE OUTPUT ；OBF=0，不空，等待。 MOV AL，DATAS OUT PortA，AL ；OBF≠0，CPU输出数据。第7章典型可编程接口芯片及应用3.方式2—双向方式仅A口有此方式

（1）与方式0、方式1的单向传送不同，工作在方式2下的端口，具有双向传送功能。（2）端口工作在方式2时，C口的某5根引脚作为端口的联络信号；

是方式1下A口输入、输出联络信号的组合（见下页图）。

（3）C口未做联络信号的3条引脚，可作为B口在方式1下的联络线，也可和B口一样工作在方式0。由方式控制字决定其输入/输出。（4）方式2下的时序为方式1输入/输出两者的组合(略)。关于8255中断允许/禁止的设定：例：A口INTE=1→PC4=1（方式1，2）输入

orB口INTE=1→

PC2=1（方式1）输入

MOV AL，09H写入控制口OUT63H，AL

这时的位操作只影响INTE的状态，而不影响PC4引脚的状态。1001000010100000第7章典型可编程接口芯片及应用PA7~PA0PC6PC7ACKAOBFAD7~D0RDWRPC4PC5STBAIBFAINTEA1PC4INTEA2PC6与门PC3INTRA或门与门工作在方式2时，C口有5根引脚作为A口的联络信号，是方式1下A口输入、输出联络信号的组合。方式2下的时序为方式1输入/输出两者的组合(略)。第7章典型可编程接口芯片及应用四、8255A应用举例例：由8255A的A口输出控制一位共阳极数码管，由C口的PC7~PC4输入接入四位DIP开关的设置，根据开关设置值，在数码管上显示字型。1.数码管LED数码管由8个发光二极管组成七段数码和小数点，结构如图所示。

2.硬件连接第7章典型可编程接口芯片及应用3.程序（1）8255初始化控制字：88H（2）十六进制到字型码采用软件译码方式。（3）程序PORTAEQU60HPORTBEQU62HPORTCEQU64HPCTRLEQU66HSH_TABDB0C0H，…;字型表DISPROCMOVAL，88HOUTPCTRL，AL;初始化8255

INAL，PORTC;读开关状态

MOVCL，4SHRAL，CL;转成低4位LEABX，SH_TABXLATSH_TAB;查表

OUTPORTA，AL;显示输出

RETDISENDP第7章典型可编程接口芯片及应用一、打印机的主要接口信号与时序D7～D0：数据总线，双向、三态。

STB：数据选通触发脉冲（输入），打印机在其上升沿读入数据。

ACK：应答脉冲（输出），“低”表示数据已被打印机接受、而且打印机准备好接收下一数据。常用作打印机的中断申请信号。BUSY

：“高”表示打印机正“忙”（输出），不能接收数据，通常用作状态信号供CPU查询。打印机的基本时序如图所示。

7.3.2并行打印机接口8255PA0-7PC7PC0打印机D0-7BUSYSTB第7章典型可编程接口芯片及应用(2)查询方式打印字符串

端口A作为数据通道，方式0、输出；由PC7读入BUSY状态、PC0输出STB脉冲，

C口工作在方式0，上半部输入、下半部输出；

8255PA0-7PC7PC0打印机D0-7BUSYSTB设8255端口地址为280H、281H、282H和283H。打印子程序如下：BUF DB‘HELLO！’ DB 0DH ；回车

DB 0AH ；换行NUM EQU$-BUF ：PRINTPROCFAR ：第7章典型可编程接口芯片及应用 MOVDX，283H ；8255初始化：均为方式0

MOVAL，10001000B；A口输出，C上半输入、下半输出

OUTDX，AL MOVAL，00000001B ；控制口，初始PC0即STB=1

OUTDX，AL MOVSI，OFFSETBUF MOVCX，NUMNEXT：MOVDX，282H ；从C口读入数据，查PC7 INAL，DX

TESTAL，80H JNZNEXT ；BUSY=1（忙）？，忙则去NEXT MOVAL，[SI] ；不忙，送下一个数据 INCSI MOVDX，280H OUTDX，AL MOVDX，283H MOVAL，00000000B；STB=0 OUTDX，AL NOP

MOVAL，00000001B OUTDX，AL ；STB=1 LOOPNEXT RETPRINTENDP第7章典型可编程接口芯片及应用三、中断方式打印字符串

中断方式打印时，8255A与打印机的基本接口如图。

端口A作为数据通道，工作在方式1、输出。PC6

自动作为ACK信号输入端；

PC3自动作为INTR信号输出端，连接至8259的IRQ2（中断类型码0AH，对应的中断向量放在0000:0028H～0000:002BH的4个单元中）；打印机需要的数据选通信号由CPU控制PC0来产生。

这时PC7未用，故将其悬空。PA7~PA0PC6PC7PC3INTEAPC6与门OBFAACKAINTRAWRD7~D0

8255PA0-7（ACKA）PC6PC0（INTRA)PC3

打印机D0-7ACKSTB8259的IRQ2第7章典型可编程接口芯片及应用三、中断方式打印字符串

PA7~PA0PC6PC7PC3INTEAPC6与门OBFAACKAINTRAWRD7~D0WROBFACK当INTE=1时

送往外设数据数据写入端口②③①INTRSTB：数据选通触发脉冲（输入），打印机在其上升沿读入数据。

ACK：应答脉冲（输出），“低”表示数据已被打印机接受、而且打印机准备好接收下一数据。常用作打印机的中断申请信号。第7章典型可编程接口芯片及应用

工作过程为：（1）设数据放在输出缓冲区，输出字符时，CPU通过对PC0置1/置0命令使其输出选通脉冲，把端口A的数据送到打印机。（2）打印机接收并打印字符后，发出ACK回答信号，此信号清除8255A的OBF信号（此处未用），并使8255A产生新的中断请求。（3）如果CPU的中断是开放的，则响应中断，进入中断服务子程序，再输出一个新的字符。

设8255A端口地址仍为280H～283H。程序如下：

IRQ EQU 0AH ；IRQ2IMR1 EQU0FBHIMR2 EQU04HBUF DB‘HELLO！’ DB0DH，0AH ；回车，换行NUM EQU$－BUFBUFPT DW？ ；保存打印缓冲区当前指针BUF_NDBNUM ；打印字符计数器 ：第7章典型可编程接口芯片及应用PRI_INIPROCFAR ；初始化子程序

CLI MOVDX，283H；8255初始化：A口方式1、输出，

MOVAL，10100000B；B口方式0，C口下半部输出（输出PC0）

OUT