第九章并行接口芯片8255A课件

第九章微机接口芯片及应用12学时§9.1可编程并行接口8255§9.2可编程串行接口8250/16550§9.3可编程定时/计数器§9.4可编程中断控制器8259§9.5可编程DMA控制器§9.6模/数和数/模接口§9.7多功能高集成I/O接口§9.1接口芯片的功能及分类接口芯片的功能

寻址功能信息交换功能接口芯片的分类

按用途分类按控制方式分按用途分类通用接口芯片

74LS373、8282、82868255A、8251、8253专用接口芯片

DMA接口芯片8237A

中断接口芯片8259A按控制方式分不可编程控制芯片功能

74LS373、8282、8286

注：芯片的功能不可改变可编程控制芯片功能

8255A、82538259A、8237A

注：芯片的功能可改变寻址功能芯片有片内寄存器，由端口地址访问

对芯片写控制字,设置芯片功能

CPU与芯片寄存器间交换信息芯片有片选控制线/CS

CPU地址线经译码产生

片选控制线/CS/CS和片内寄存器端口地址确定

片内寄存器地址值的唯一性信息交换功能输入输出功能数据转换功能联络功能中断管理功能复位功能可编程功能错误检测功能§9.2可编程并行接口芯片8255A8255A的基本功能8255A的内部结构8255A的引脚特性8255A的控制命令字8255A的工作方式8255A的应用实例8255A的基本功能可编程控制并行端口的功能（工作方式）

并行端口作输入或输出可控制

多并行端口使用的灵活性

注：由于可编程控制且使用灵活，

8255A的学习有一定难度8255A引脚、编程结构Intel系列的8位并行接口芯片通用性强，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8255APA3PA2PA1PA0RDCSGNDA1A0PC7PC6PC5PC4PC3PC2PC1PC0PB0PB1PB2PA4PA5PA6PA7WRRESETD0D1D2D3D4D5D6D7VccPB7PB6PB5PB4PB340个引脚，双列直插式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8255A的内部结构8255A与外设的接口

8位双向A端口——

PA0~PA78位双向B端口——

PB0~PB78位双向C端口——

PC0~PC7

注:8255A的C口使用灵活,

也是掌握8255A的重点8255A的内部结构8255A与CPU的接口

8位数据线D0~D7

接数据总线DB的低8位芯片寻址控制线片内寄存器寻址线A0、A1(两线四址)

片选控制线/CS(由地址译码产生)读写控制线/RD、/WR复位控制线RESET8255A的内部结构内部逻辑工作方式由CPU向8255A写控制字获得

A端口、B端口、C端口可读写操作

A端口、B端口、C端口具有组态特点

A组——PA0~PA7

和PC4~PC7B组——PB0~PB7

和PC0~PC3

注:C口应用的灵活性

8255A操作地址写控制字地址A1=1、A0=1A端口读写地址A1=0、A0=0B端口读写地址A1=0、A0=1C端口读写地址A1=1、A0=0

注:写控制字操作仅有写操作，其余可读写

PC/XT机中地址为60H~63H

8255A的控制（命令）字控制命令字的形式工作方式控制字

C口置/复位控制字

注:怎样解决一址两字写入一址两字识别位(在写入的控制字中)若b7=1时,写入工作方式控制字若b7=0时,写入C口置/复位控制字工作方式控制字的格式b7b6b5b4b3b2b1b0

1同址识别位b7=1b6、b5、b4位确定A端口工作方式

b2、b1位确定B端口工作方式

b3、b0位确定C端口输入输出方式A端口可编程工作方式A端口工作方式的定义位b6,b5=00——方式0,A端口作基本输入/输出b6,b5=01——方式1,A端口作选通输入/输出b6,b5=1x——方式2,A端口作双向数据传送A端口输入、输出方式的选择位b4=0——A端口作输出b4=1——A端口作输入

注:A端口为工作方式2时,b4位无意义B端口可编程工作方式B端口工作方式的定义位b2=0——方式0,B端口作基本输入/输出b2=1——方式1,B端口作选通输入/输出注:B端口只有方式0和方式1,无方式2B端口输入、输出方式的选择位b1=0——A端口作输出b1=1——A端口作输入C端口可编程工作方式C端口无工作方式的定义位当A、B端口均为方式0时，C端口也为方式0当A、B端口不为方式0时，C端口中的位特殊定义C端口输入,输出方式选择b3=0——C端口的PC4~PC7作输出b3=1——C端口的PC4~PC7作输入b0=0——C端口的PC1~PC3作输出b0=1——C端口的PC1~PC3作输入注:C端口中上下半字节定义,应用灵活C端口置/复位控制字的格式b7b6b5b4b3b2b1b0

0同址识别位b7=0b3、b2、b1为C端口PC0位~PC7位的位编码

b0=0，对应PCn位输出L电平(清0)

b0=1，对应PCn位输出H电平(置1)

b6、b5、b4位无意义C端口的位选择编码b3b2b1

编码b0=0b0=1000PC0LH001PC1LH010PC2LH011PC3LH100PC4LH101PC5LH110PC6LH111PC7LH《例》设8255A的A端口工作于方式1输入,

B端口工作于方式0输出,

置PC4=H,

(8255A的操作地址为60H~63H)

工作方式控制字

C口置/复位控制字

MOVAL,0B0H；1011000XOUT63H,AL;写方式控制字

MOVAL,09H；0XXX01001OUT63H,AL

;写置/复位控制字b7b6b5b4b3b2b1b0

1011000xb7b6b5b4b3b2b1b00xxx10018255A的工作方式A端口有三种工作方式

方式0、方式1、方式2

B端口有二种工作方式

方式0、方式1

C端口无工作方式选择

仅工作于方式0

注：方式0（基本输入/输出）方式1（选通输入/输出）

方试2（双向数据传送）方式0——基本输入输出功能

A、B、C端口可单独工作于输入或输出共有十六种组态电特性

作输出用,各端口有锁存功能作输入用,各端口无锁存功能

应用

程序控制下的无条件传送方式（查询方式）

A、B、C端口均传送数据信息

程序控制下的有条件传送方式

A、B端口传送数据,C端口传送状态方式1——选通输入输出功能

A、B端口作8位数据输入或输出

C端口的特定位为A、B端口服务

电特性

作输出用时,A、B端口有锁存功能作输入用时,A、B端口有缓冲功能

应用

A、B端口传数据查询方式：C端口特定位传送状态中断方式：C端口特定位发中断请求方式2——双向输入输出功能

仅A端口具有双向数据传送功能

C端口特定位的组合应用

电特性

A端口具有双向锁存和缓冲特性

应用A端口双向传送数据

查询方式：C端口特定位传送状态中断方式：C端口特定位发中断请求

A端口——方式1输入方式控制字

C端口特定位的作用

PC4←/STBA

外设输入数据锁存到A端口的控制信号,输入低有效

PC5→IBFA

A端口己锁存外设输入数据的状态信号,输出高有效

注:查询方式下查此状态信号是否为高

PC3→INTRA

8255A向CPU发中断请求信号,输出高有效

1011？XXXINTRA的中断允许及中断屏蔽INTRA信号产生逻辑电路(324页)公式PC3=PC5&INTEA

若输入数据已送A端口锁存，则

PC5→H

若INTEA=L,则PC3=H&L=L，中断屏蔽若INTEA=H,则PC3=H&L=H，中断允许

INTEA电平的获得对PC4进行置/复位方式操作中断屏蔽置PC4=L

中断允许置PC4=H0XXX10000XXX1001B端口——方式1输入方式控制字

C端口特定位的作用

PC2←/STBB

外设输入数据锁存到B端口的控制信号,输入低有效

PC1→IBFB

B端口己锁存外设输入数据的状态信号,输出高有效

注:查询方式下查此状态信号是否为高

PC0→INTRB

8255A向CPU发中断请求信号,输出高有效

1XXX？11XINTRB的中断允许及中断屏蔽INTRB信号产生逻辑电路(324页)公式PC0=PC1&INTEB

若输入数据已送B端口锁存，则

PC1→H

若INTEB=L,则PC0=H&L=L，中断屏蔽若INTEB=H,则PC0=H&L=H，中断允许

INTEB电平的获得对PC2进行置/复位方式操作中断屏蔽置PC2=L

中断允许置PC2=H0XXX01000XXX0101A端口——方式1输出

方式控制字

C端口特定位的作用

PC7→

/OBFA

CPU将数据写入A端口后，PC7输出低电平,

PC6←/ACKA

外设从A端口取数据后,送低电平到PC6

注:查询方式下查此状态信号是否为低

PC3→INTRA

8255A向CPU发中断请求信号,输出高有效

1010？XXXINTRA的中断允许及中断屏蔽INTRA信号产生逻辑电路(325页)公式PC3=PC7&INTEA

要执行写数据入A端口中断服务程序,则PC7=H

若A端口获得数据后，PC7→L

若INTEA=L,则PC3=H&L=L，中断屏蔽若INTEA=H,则PC3=H&L=H，中断允许

INTEA电平的获得对PC6进行置/复位方式操作中断屏蔽置PC6=L

中断允许置PC6=H0XXX11000XXX1101B端口——方式1输出方式控制字

C端口特定位的作用

PC1→

/OBFB

CPU将数据写入B端口后，PC1输出低电平,

PC2←/ACKB

外设从B端口取数据后,送低电平到PC2

注:查询方式下查此状态信号是否为低

PC3→INTRB

8255A向CPU发中断请求信号,输出高有效

1XXX？10XINTRB的中断允许及中断屏蔽INTRB信号产生逻辑电路(325页)公式PC3=PC1&INTEB

要执行写数据入B端口中断服务程序,则PC1=H

若B端口获得数据后，PC1→L

若INTEB=L,则PC3=H&L=L，中断屏蔽若INTEB=H,则PC3=H&L=H，中断允许

INTEB电平的获得对PC2进行置/复位方式操作中断屏蔽置PC2=L

中断允许置PC2=H0XXX01000XXX0101A端口、B端口方式1比较A端口输入借用C端口位PC3、PC4、PC5A端口输出借用C端口位PC3、PC6、PC7B端口输入借用C端口位PC0、PC1、PC2B端口输出借用C端口位PC0、PC1、PC2A端口输入、输出借用不同的C端口的位

B端口输入、输出借用相同的C端口的位B端口只有方式1选通输入/输出

A端口还有方式2双向数据传送C端口未借用位的使用A端口方式0、B端口方式0

C端口所有位未被借用，PC0~PC7可用A端口方式0、B端口方式1

PC0~PC2被借用，PC3~PC7可用A端口方式1输入、B端口方式0

PC3、PC4、PC5被借用，PC0~PC2、PC6、PC7可用A端口方式1输出、B端口方式0

PC3、PC6、PC7被借用，PC0~PC2、PC4、PC5可用A端口方式1、B端口方式1

A端口输入，PC6、PC7可用；输出，PC4、PC5可用《例》A端口方式1输入、B端口方式1输出、

PC6，PC7作输入，给出方式控制字。A端口方式1输出、B端口方式1输入、

PC4，PC5作输出，给出方式控制字。

1011110X

1010011XBCHA7HA端口——方式2双向数据传送方式控制字C端口特定位的作用

输入时同A端口方式1输入，借用PC3，PC4，PC5

输出时同A端口方式1输出，借用PC3，PC6，PC7中断允许与中断屏蔽输入中断方式同A端口方式1输入，置/复PC4

输出中断方式同A端口方式1输出，置/复PC6

双向传送中断方式由或门完成，输入/输出中断有效

11XXXXXX《例》8255A用作A/D、D/A的接口电路原理图(348页图9.16)通道选用

A端口方式1输入,用于A/D变换的数据输入接口

B端口方式0输出,用于D/A变换的数据输出接口

C端口中的位：1、为A端口服务；2、作控制信号

I/O接口的控制方式输入(A端口)采用查询方式输出(B端口)采用无条件程控方式

C端口为位操作方式

《例》8255A用作A/D、D/A的接口8255A对A/D芯片的控制

PC7=H，启动A/D变换；PC7=L，停止A/D变换

PC4(/STBA)=L，A/D变换后的数据送A口锁存

PC5(IBFA)=H，A口己锁存A/D变换后的数据

注：查询状态信息PC5=H，下一步完成读A/D数据

8255A对D/A芯片的控制

B端口工作于方式0输出,为直接数据输出8255A地址定义为300H~303H《例》8255A用作A/D、D/A的接口方式控制字

A端口方式1输入b6,b5,b4=011B端口方式0输出b2,b1=00C端口PC7输出b3=0写方式控制字编程

MOVAL，1011000XBMOVDX，303HOUTDX，AL1011000X《例》8255A用作A/D、D/A的接口完成A/D变换过程编程启动A/D，即置PC7=H

MOVDX，303HMOVAL，0XXX1111BOUTDX，AL停止A/D，即清PC7=L

MOVDX，303HMOVAL，0XXX1110BOUTDX，AL0XXX11110XXX1110《例》8255A用作A/D、D/A的接口查询PC5，完成A/D变换数据读入A端口

MOVDX，302H；C端口R/W地址为302HAG：INAL，DX；C端口数据读入ALTESTAL，00100000B；测PC5位是否为0

JZAG；为0循环查询，为1进入下式

MOVDX，300H；A端口R/W地址为300HINAL、DX；A/D变换数据读入AL《例》8255A用作A/D、D/A的接口完成B端口D/A变换数据输出编程

；数据处理过程略

MOVDX，301H；B端口R/W地址为301HOUTDX，AL；B端口数据送D/A变换器§8.4可编程定时器/计数器芯片82538253的基本功能8253的工作原理8253的内部结构8253的引脚特性8253的控制命令字8253的工作方式8253的应用实例8253的基本功能及工作原理8253的基本功能定时功能——输出状态根据定时值改变计数功能——可对输入波形进行波形变换输出8253的工作原理

设定8253内部计数器初值8253内部计数器从外部获得计数脉冲信号在计数脉冲作用下,内部计数器减1计数根据8253内部计数器工作方式获得波形输出8253的内部结构图

8253的内部结构8253与CPU的接口

8位数据线——D0~D7

寻址控制线——A0、A0、/CS

读写控制线——/RD、/WR8253与外设的接口

注:三个独立的计数器/定时器时钟输入——CLK

输入门控——GATE

波形输出——OUT

8253的内部结构8253的寄存器原理图8253的内部结构8253的寄存器控制寄存器——写入控制字确定芯片功能初始值寄存器——写入计数初值状态寄存器——读取计数状态值计数器——完成计数减1计数输出寄存器——获得编程波形8253的内部寄存器功能控制寄存器（写操作）

CPU对8253写入控制字，编程改变8253的功能初始值寄存器（写操作）

CPU对8253写入计数初值，使8253获得定时量状态寄存器（读操作）

CPU从状态寄存器中读取8253的状态

注:上述三个寄存器可编程8253的内部寄存器功能计数器

为16位计数器，完成减1操作

注:解决16位计数器与8位数据线的矛盾

计数输出寄存器根据计数状态产生输出波形

注:上述二个寄存器不可编程8253寄存器的读/写地址

8253有两条片内寄存器地址寻址线A0、A1，可寻4个片内寄存器。控制（命令）字地址A1=1、A0=1计数器0的R/W地址A1=0、A0=0计数器1的R/W地址A1=0、A0=1计数器2的R/W地址A1=1、A0=0

注:A1=1、A0=1时,仅写不能读8253外部输入/输出线特性

CLK——时钟输入时钟来源来源于计算机系统内部周期时钟来源于计算机系统外部非周期脉冲

注:对定时器，CLK必为周期信号对计数器，CLK可不为周期信号触发方式

为边沿触发

8253外部输入/输出线特性GATE——门控输入当GATE=H时，允许计数器计数当GATE=L时，禁止计数器计数OUT——波形输出电平输出，持续高电平或低电平输出周期波形输出，占空比可调脉冲输出，正脉冲或负脉冲8253的控制字

b7、b6——计数器选择（识别）位

b5、b4——计数器初值读写方式选择位

b3、b2、b1——计数器工作方式选择位

b0——计数器计数进制选择位

b7b6b5b4b3b2b1b08253的控制字b7、b6——计数器选择（识别）位

b5、b4——计数器初值读写方式选择位00写计数器0的控制字01写计数器1的控制字1X

写计数器2的控制字00锁定计数器值01仅R/W计数器低8位10仅R/W计数器高8位11顺序R/W计数器低8位、高8位

8253的控制字b3、b2、b1——计数器工作方式选择位b0——计数器计数进制选择位000计数器n的功能为工作方式0001计数器n的功能为工作方式1010计数器n的功能为工作方式2011计数器n的功能为工作方式300计数器n的功能为工作方式4101计数器n的功能为工作方式50二进制计数（从FFFFH→0000H）1十进制计数（从9999→

0000）《例1》8253工作为计数器0，方式0，初值为4，二进制计数，设寄存器地址为40H~43H控制字编程

MOVAL，10HOUT43H，AL；写计数器0的控制字

MOVAL，04HOUT40H，AL；写计数器0的初值0001000010H《例2》8253工作为计数器1，方式3，初值为4020H，十进制计数，设寄存器地址为40H~43H控制字编程

MOVAL，77HOUT43H，AL；写计数器1的控制字

MOVAL，20HOUT41H，AL；写计数器1的低8位初值

MOVAL，40HOUT41H，AL；写计数器1的高8位初值0111011177H《例3》8253工作为计数器2，方式3，初值为4000H，十进制计数，设寄存器地址为40H~43H控制字编程

MOVAL，0A7HOUT43H，AL；写计数器2的控制字，；并清16位初值寄存器

MOVAL，40HOUT42H，AL；仅写计数器2的高8位初值1X100111A7H工作方式与功能方式0——计数结束产生中断输出（软件控制）方式1——重复触发的单稳输出（硬件控制）方式2——分频器（软件控制）方式3——方波发生器（软件控制）方式4——选通信号发生器（软件触发）方式5——选通信号发生器（硬件触发）方式0——计数结束产生中断输出

（软件控制）

CLK——计数输入

计算机内部时钟OUT——波形输出

写控制字时，OUT输出电平不定写计数初值寄存器CR时，OUT=L

计数器CE=0时，OUT=H

GATE——门控输入

GATE=L计数器CE不工作，有延时作用

GATE=H计数器CE减1计数

方式1——重复触发的单稳输出

（硬件控制）初始化时

写控制字时，OUT输出电平不定写计数初值寄存器CR时，OUT=H外部控制

GATE输入上升沿脉冲时，计数开始且OUT=L计数器CE为0时

OUT=H

方式2——分频器（软件控制）初始化时写控制字时，OUT输出电平不定写计数初值寄存器CR时，OUT=H，CE减计数周期波形输出

CE=0时，OUT=L

一