微机原理与接口(科学出版社)第八章并行接口技术

第八章并行通信接口技术第一节并行接口概述第二节可编程并行通信接口芯片8255A8255A内部结构8255A引脚说明8255A控制字8255A工作方式8255A在PC机中的应用8255A接口实例1保留版权(C)MingweiZhaoEmail:mc_dut@BBS:lovepanda敬请指正第一节并行接口概述计算机与外设交换信息的过程中： 并行通信：多位数据通过多条数据线同时传送。 串行通信：多位数据通过同一条数据线按位传送。并行通信就是把一个字符的各数位用几条线同时进行传输。与串行通信（一位一位传输）相比，在相同传输率下，并行通信的信息实际传输速度快、信息率高。但并行通信比串行通信所用电缆多，随着距离的增加，电缆的开销会成为突出的问题。所以，并行通信总是用在数据传输率要求较高，而传输距离较短的场合。2保留版权(C)MingweiZhaoEmail:mc_dut@BBS:lovepanda敬请指正实现并行通信的接口就是并行接口。一个并行接口可以设计为只用来作为输出接口，也可以只用来作为输入接口，此外，还可以把它设计成既作为输入又作为输出的接口。并行接口是在多根数据线上，以字节/字为单位与I/O设备交换数据。在计算机内部数据是并行传送的。因此，并行接口电路相对简单，串行接口电路由于要进行串并行转换相对复杂。并行接口电路芯片常用的有两类：普通的8位锁存器及缓冲器可编程设置工作方式的并行接口3保留版权(C)MingweiZhaoEmail:mc_dut@BBS:lovepanda敬请指正并行接口连接外设的示意图CPU数据总线读出信号写入信号复位准备好中断请求地址译码地址控制寄存器输入缓冲寄存器输出缓冲寄存器状态寄存器片选A0A1输入设备输出设备数据输入准备好数据输出准备好数据输入回答数据输出回答数据输入数据输出4保留版权(C)MingweiZhaoEmail:mc_dut@BBS:lovepanda敬请指正

第二节可编程并行通讯接口芯片8255A8255A是INTEL系列的并行接口芯片，由于它是一种可编程的外部接口部件，通常作为微机系统总线与外部设备的接口控制部件，可通过软件来设置芯片的工作方式，用8255A连接外部设备时，通常不需要附加外部电路，给使用带来很大的方便。IBMPC就是采用8255A与键盘、扬声器等其他外设进行接口。40PIN、DIP封装，芯片体积大，设计简单的系统通常不用。在目前的主板中，功能已经集成在芯片组中，但使用和编程与8255A完全一致。5保留版权(C)MingweiZhaoEmail:mc_dut@BBS:lovepanda敬请指正8255A内部结构6保留版权(C)MingweiZhaoEmail:mc_dut@BBS:lovepanda敬请指正8255A内部组成（1）：数据端口A,B,C8255有3个8位的I/O端口，设计人员可以用软件使它们分别作为输入端口或输出端口。端口A：对应了1个8位的数据输入锁存器和1个8位的数据输出锁存/缓冲器。所以口A作为输入或输出时，数据均受到锁存。端口B：对应了一个8位的数据输入缓冲器和1个8位的数据输出锁存器/缓冲器。所以口B作为输入端口时，不会对数据进行锁存，而作为输出端口时，数据会受到锁存。端口C：与口B基本一致，对应了一个8位数据输入缓冲器和1个8位的数据输出锁存/缓冲器。所以口C作为输入端口时，对数据不作锁存，而作为输出端口时，对数据进行锁存。

在使用中，端口A和B通常作为独立的输入端口或输出端口，端口C则配合端口A和B的工作。具体讲，就是口C通过控制命令被分成2个4位端口，每个4位端口包含1个4位的输入缓冲器和1个4位的输出缓冲器，他们分别用来为端口A和B输出控制信号和输入状态信号。7保留版权(C)MingweiZhaoEmail:mc_dut@BBS:lovepanda敬请指正8255A内部组成（2）：A组控制和B组控制这两组控制电路一方面接收芯片内部总线上的控制字，一方面接收来自读/写控制逻辑电路的读/写命令，由此决定两组端口的工作方式和读写操作。A组控制电路控制端口A和口C的高4位（PC7~PC4）的工作方式和读/写操作。B组控制电路控制端口B和口C的低4位（PC3~PC0）的工作方式和读/写操作。8保留版权(C)MingweiZhaoEmail:mc_dut@BBS:lovepanda敬请指正8255A内部组成（3）：读/写控制逻辑电路读/写控制逻辑电路负责管理8255的数据传输过程。它接收CS及来自系统地址总线A1，A0（8086系统中为A2，A1）和控制总线的输入信号RESET，WR，RD，将这些信号组合后，得到对A组控制部件和B组控制部件的控制命令，并将命令发送给这两个部件，以完成对数据、状态信息和控制信息的传输。数据总线缓冲器8255的数据总线缓冲器是双向三态的8位数据缓冲器，通过它直接与系统的数据总线相连。输入数据、输出数据、CPU发给8255的控制字都是通过这个缓冲器传送的。9保留版权(C)MingweiZhaoEmail:mc_dut@BBS:lovepanda敬请指正说明：（1） A1A0 端口 口线 00 端口A PA7~PA0 01 端口B PB7~PB0 10 端口C PC7~PC0

11 对控制端口写控制字（2） 端口C又可以分成“上C口”和“下C口”2个部分，用作A口和B口的控制信号线，所以把A口+上C口称为A组，B口+下C口称为B组。（3）PA口：输入有锁存器，输出有锁存器和缓冲器， PB和PC口：输入有缓冲器，输出有锁存器和缓冲器。10保留版权(C)MingweiZhaoEmail:mc_dut@BBS:lovepanda敬请指正二.8255A引脚说明VCCRESETWRRDCSGNDA1A093231302928272625140239338437536635734833242322211718192013141516101112PB7~PB3PB0~PB2PC0~PC3PC7~PC4PA0~PA3D0~D7PA4~PA78255A11保留版权(C)MingweiZhaoEmail:mc_dut@BBS:lovepanda敬请指正信号说明：8255A和总线连接的引脚：D7~D0：8255A数据线，与系统数据总线相连。CS：片选信号，低电平有效。只有CS有效时，读信号RD和写信号WR才对8255A有效。RESET：复位信号，低电平有效，当其有效时，所有内部寄存器都被清除，同时3个数据端口被自动设为输入端口。RD：读出信号，低电平有效，当RD有效时，CPU可以从8255A中读取输入数据。WR：写入信号，低电平有效，当WR有效时，CPU可以往8255A中写入控制字或数据。A1~A0：端口选择信号。8255A内部有3个数据端口和1个控制端口，共4个端口，规定如下：12保留版权(C)MingweiZhaoEmail:mc_dut@BBS:lovepanda敬请指正信号说明：8255A和外设连接的信号： PA7~PA0，PB7~PB0，PC7~PC0。 说明：有A、B、C三组8位的数据信号。电源和地线：Vcc和GND。A1A0选中端口00口A01口B10口C11控制口13保留版权(C)MingweiZhaoEmail:mc_dut@BBS:lovepanda敬请指正8255A的控制信号和传输动作的对应关系CSA1A0RDWRPC/XT传输说明0000160H数据从口A送到数据总线0010161H数据从口B送到数据总线0100162H数据从口C送到数据总线0001060H数据从数据总线送端口A0011061H数据从数据总线送端口B0101062H数据从数据总线送端口C0111063HD7=1，则由数据总线往控制寄存器写入控制字；D7=0，则由数据总线输入的数据作为对口C的置位/复位命令1XXXXD7~D0进入高阻抗状态01101非法的信号组合0XX11D7~D0进入高阻抗状态14保留版权(C)MingweiZhaoEmail:mc_dut@BBS:lovepanda敬请指正三.8255A控制字8255A可通过指令在控制端口中设置控制字来决定它的工作。其控制字可分为两类：芯片各端口的方式选择控制字它可使8255A的3个数据端口工作在不同的工作方式。方式选择控制字总是将3个数据端口分为两组来决定工作方式，即端口A和端口C的高4位为1组，端口B和端口C的低4位为1组。端口C按位置1/置0控制字它可使端口C中的任何一位进行置位或复位。这两类控制字通过最高位即D7位为0或1来区别。方式选择控制字的最高位为1，而端口C置1/置0的控制字最高位为0。15保留版权(C)MingweiZhaoEmail:mc_dut@BBS:lovepanda敬请指正1.工作方式控制字：对A1A0=11的端口写入D7=1的数据 16保留版权(C)MingweiZhaoEmail:mc_dut@BBS:lovepanda敬请指正2.端口C置1/置0控制字：对A1A0=11的端口写入D7=0的数据表示对口C进行位操作。（注意：对A1A0=10的端口操作表示对C口进行字节操作。）17保留版权(C)MingweiZhaoEmail:mc_dut@BBS:lovepanda敬请指正3.编程举例：

设A、B、C数据口地址分别位60H、61H、62H、控制口端口地址63HA口方式0，输出、B口方式0，输入，C口高4位输出，C口低4位输入MOVAL，10000011BOUT63H，AL18保留版权(C)MingweiZhaoEmail:mc_dut@BBS:lovepanda敬请指正PC7置1，PC3置0MOVDX，63HMOVAL，0000,1111B；PC7置1OUTDX，ALMOVAL，0000,0110B；PC3置0OUTDX，AL19保留版权(C)MingweiZhaoEmail:mc_dut@BBS:lovepanda敬请指正四.8255A工作方式1.工作方式0：基本的输入/输出方