[工学]第七章 并行接口.ppt

第七章 并行接口 1 7.1 概述 n并行通信 按字/字节 传送 信息无固 定格式 传送速率 快 成本高 近距离通 信 n串行通信 按位传送 信息有固 定格式 传送速率 慢 成本低 远距离通 信 2 7.2 可编程并行接口芯片8255A 1. 8255的基本特性 n具有两个8位的并行I/O端口（A口和B口）和两个4 位的并行I/O端口（C口高4/低4位）。 n具有有3种工作方式； n可用程序设置各种工作方式及查询各种状态。 n工作在方式1和2时，C口用作A口和B口的联络线。 nCPU可访问其内部的控制、状态和数据寄存器。 n有中断申请能力，但无中断管理能力。 3 面向系统面向I/O设备 写控制字非法63H1 1 写端口C读端口C66H 1 0 写端口B读端口B65H 0 1 写端口A读端口A64H 0 0 写（WR ） 读（RD ） 地址举例A1 A0 2. 8255A的内部结构和外部引脚 4 3. 8255A的编程命令 n工作方式控制字（A1A0=11） D0D1D2D3D4D5D6D7 A组方式 00=方式0 01=方式1 1X=方式2 A组控制 B组控制 特征位 1 A口 0=输出 1=输入 PC7PC4 0=输出 1=输入 B组方式 0=方式0 1=方式1 B口 0=输出 1=输入 PC3PC0 0=输出 1=输入 5 例1 指定A口为方式1，输入；B口指定为方 式0，输出；C口上半部分为输出，下半部 分为输入。端口地址为300H303H。编写 8255的初始化程序。 工作方式控制字= 10110001 B=0B1H MOVAL，0B1H MOVDX，303H OUTDX，AL 6 nC口按位置位/复位控制字（A1A0=11） D0D1D2D3D4D5D6D7 特征位 0 不用 （任意） 位选择 000 ：PC0 001 ：PC1 111 ：PC7 1 ：置位 0 ：复位 7 例2 将C口的PC3引脚置位（置1）,端口地 址为300H303H。 控制字= 00000111 B = 07H MOVAL， 07H MOVDX， 303H OUTDX， AL 8 4. 8255A的工作方式 n方式0基本输入/输出方式 A、B、C三口都可以工作在此方式下 无专门的联络信号，不能采用中断传送 ，可用于无条件传送和查询传送 端口信号线间无固定时序，由引脚控制 信号定时，无固定的状态字 单向输入/输出，端口只能工作在输入或 输出方式 输出时可锁存，输入时只能缓冲不锁存 9 n对C口的两点说明： pC口的高4位一组和低4位一组中的4 位必须同时为输入或输出。 pCPU对C口读写时的屏蔽措施 CPU操作C口高4位 C口低4位数据处理 IN输入输出屏蔽低4位 IN输出输入屏蔽高4位 IN输入输入读入的8位均有效 OUT输入输出送出的数据仅设在低4位 OUT输出输入送出的数据仅设在高4位 OUT输出输出送出的数据8位均有效 10 n方式1选通输入/输出方式 只有A、B口可以工作在此方式下 有专门的联络信号，由C口的6个引脚 担任， C口剩下的2个引脚还可以作输入/输出 联络信号间有固定时序，有确定的状 态字 可以进行查询传送或中断传送 单向输入/输出，输入、输出时都可以 锁存 11 方式1下输入时的引脚 外设将数据送到A口 的数据输入寄存器 A口输入寄存 器数据已满 向CPU发出中断 申请，请求读取 A口中的数据 12 方式1下输入时的时序 13 n外设准备好数据送至PA0PA7，发STB（ 即STB =0）。 n数据锁存到端口的输入数据寄存器后，引起 IBF=1，禁止外设输入新数据。 n外设清STB（即 STB =1），若INTE=1，则 INTR=1，请求CPU来取数。 nCPU响应中断，执行IN指令，使RD=0，将相应 端口中输入数据寄存器中的数据取走；RD的下 降沿使INTR=0，为下次中断请求做好准备； RD的上升沿使IBF=0，允许外设向8255A输入新 数据。 方式1下的输入过程： 14 方式1下输出时的引脚 外设已从A 口接收数据 A 口的数据输 出寄存器已满 向CPU发出中断 申请，请求向A 口写入数据 15 方式1下输出时的时序 16 n 8255A向CPU发中断请求，请求CPU写数据。 n CPU响应中断，执行OUT指令，使WR=0，将 数据写入相应的端口；WR的下降沿使INTR=0 ，为下次中断请求做好准备；WR的上 升沿使OBF=0，通知外设取数据。 n 外设从8255A的相应端口取走数据后，发ACK 给8255A，表示数据已经取走。 n ACK的下降沿使OBF=1，表示输出缓冲器空； 若INTE=1，则ACK的上升沿使INTR=1，转 ，启动CPU的下次写数。 方式1下的输出过程： 17 方式1的状态字（C口提供） D7D6D5D4D3D2D1D0 D3D4D5D6D7 A组控制 D0D1D2 B组控制 INTRAINTEAIBFAI/OI/O D7D6D5D4D3 输入时 INTRAI/OI/OINTEAOBFA 输出时 INTRBIBFBINTEB D2D1D0 输入时 INTRBOBFBINTEB 输出时 用途：为查询方式提供状态位；在查询中断方 式中，CPU也要通过状态字来识别中断源 18 例 若允许A组输入时申请中断，则必须设 置INTEA（PC4）为1，若禁止B组输入/出 时申请中断，则必须设置INTEB（PC2） 为0，已知8255A的端口地址为 300H303H。 MOVAL， 00001001B MOVDX， 303H OUTDX， AL MOVAL， 00000100B OUTDX， AL 设置PC4=1 设置PC2=0 19 n方式2双向选通输入/输出 只有A口可以工作在此方式下，并且 A口既做输入口又做输出口（双向输入/输出 ） 有专门的联络信号，由C口的5个引脚 担任，C口剩下的3个引脚可以作输入/输出， 也可用作B口方式1的联络线 可采用查询或中断传送 各联络信号间的时序和状态字基本是 方式1下的输入和输出时的时序和状态字的组 合 20 方式2引脚时序 CPU 输出 数据 到A 口的 输出 寄存 器 外设 从A 口的 输出 寄存 器取 数据 外设 送数 据到 A口 的输 入寄 存器 CPU 从A 口的 输入 寄存 器读 取数 据 21 方式2的状态字（C口提供） D7D6D5D4D3D2D1D0 D3D4D5D6D7 A组控制 D0D1D2 B组控制 INTRBIBFBINTEB 方式1输入时 INTRBOBFBINTEB 方式1输出时 INTRAINTE2IBFAINTE1OBFA D7D6D5D4D3 I/OI/OI/O D2D1D0 方式0时 22 三种工作方式的对比 方式0方式1方式2 联络信号无有有 并行口A、B、CA、BA 状态字无有有 数据传送单向单向双向 传送方式 无条件、查询 查询、中断 查询、中断 固定时序无有有 23 例：利用8255A的A口方式0与微型打印机相连， 将内存缓冲区BUFF中的字符串打印输出。硬件 连线如下图所示，试完成相应的软件设计。 端口地址范围：？00H03H 选通信号输入引脚。用于将D0D7上 的数据打入打印机内的数据缓冲器。 忙状态信号输出引脚。 BUSY=1，表示打印机忙，禁止CPU发数据。 BUSY=0，表示打印机闲，允许CPU发数据。 24 DATA SEGMENT BUFF DB This is a print program! CNT EQU $-BUFF DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS：CODE， DS：DATA START：MOV AX， DATA MOV DS， AX ；要求完成程序的主体部分 MOV AH，4CH INT 21H CODE ENDS END START 返回DOS DS的初始化 ；字符数 25 循环次数CXCNT 字符指针SI OFFSET BUFF 8255A的初始化 清除STB (PC0 1) 循 环 体 读状态信息(PC7) Y BUSY=1? N 当前字符A口 清除STB (PC0 1) 发STB (PC0 0) 修改SI 、CX CX=0? N Y 退出 设 初 值 MOV AL, 10001000B OUT 03H, AL ;8255A初始化 MOV AL, 00000001B OUT 03H, AL ;使选通无效 MOV CX, CNT ;设循环次数 MOV SI, OFFSET BUFF WAIT: IN AL, 02H ;读C口状态 TEST AL, 80H ;判忙否 JNZ WAIT ;为忙则等待 MOV AL, SI ;不忙则发字符 OUT 00H, AL MOV AL, 00H OUT 03H, AL ;发选通信号 MOV AL, 01H OUT 03H, AL ;清选通信号 INC SI ;修改地址指针 LOOP WAIT 26 完整的程序 DATA SEGMENT BUFF DB This is a print program! CNT EQU $-BUFF DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS：CODE， DS：DATA START：MOV AX， DATA MOV DS， AX MOV AL, 10001000B OUT 03H, AL ;8255A初始化 27 MOV AL, 00000001B OUT 03H, AL;使选通无效 MOV CX, CNT ;设循环次数 MOV SI, OFFSET BUFF WAIT: IN AL, 02H ;读C口状态 TEST AL, 80H ;判忙否 JNZ WAIT ;为忙则等待 MOV AL, SI ;不忙则发字符 OUT 00H, AL MOV AL, 00H OUT 03H, AL ;发选通信号 MOV AL, 01H OUT 03H, AL ;清选通信号 28 INC SI ;修改地址指针 LOOP WAIT MOV AH，4CH INT 21H CODE ENDS END START 29 8255作为LED显示器接口的应用 a b d c e f g h LED显示器的外形 a b c d e f g h 共阳极LED显示器的结构 位控 +5V H(1) 段控 共阴极LED显示器的结构 a b c d e f g h 段控 位控 0V L(0) 0亮 1灭 1亮 0灭 30 a b d c e f g h a b d c e f g h D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 h g f e d c b a 0(3FH) 0 0 1 1 1 1 1 1 a b d c e f g h a b d c e f g h a b d c e f g h a b d c e f g h a b d c e f g h a b d c e f g h a b d c e f g h a b d c e f g h 9(6FH) 0 1 1 0 1 1 1 1 1(06H) 0 0 0 0 0 1 1 0 2(5BH) 0 1 0 1 1 0 1 1 3(4FH) 0 1 0 0 1 1 1 1 4(66H) 0 1 1 0 0 1 1 0 5(6DH) 0 1 1 0 1 1 0 1 6(7DH) 0 1 1 1 1 1 0 1 7(07H) 0 0 0 0 0 1 1 1 8(7FH) 0 1 1 1 1 1 1 1 共阴极 31 表1 共阴极LED数码管字形代码 字型共阴极字形代码字型共阴极字形代码 03FH96FH 106HA77H 25BHb7CH 34FHC39H 466Hd5EH 56DHE79H 67DHF71H 707H灭00H 87FH 32 例5：在某系统中，CPU选用8088，通过一片8255A 与8位开关和一位LED显示器（共阴极）相连， 将开关低4位输入的十进制数（BCD码）在LED 显示器上显示输出。试完成软硬件设计。 8255A PA7 PA0 PC0 D7D0 RD WR G G C B A Y2 D7D0 RD WR CS A4 A3 A2 LED + A7 A6 A5 A1 A0 M/IO A1 A0 a h PB7 PB0 开关 位控 0 0 0 0 0 1 0 端口地址：08H、09H、0AH、0BH 33 n工作方式控制字： 8255的A口工作于方式0 输出，B口工作于方式0输入，PC0输出。 工作方式控制字： 1000X010B=82H或8AH n共阴极LED显示器的位控应输入低电平， 即PC0=0。 C口的按位置位/复位控制字： 00000000B=00H 34 DATA SEGMENT BCD_LED DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH DB 07H,7FH,6FH ;0-9的LED显示编 码 DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS：CODE， DS：DATA START：MOV AX, DATA MOV DS, AX ；程序主体 MOV AH，4CH INT 21H CODE ENDS END START 35 流程图 8255的初始化 读开关值(B口) 计算对应编码在编码表中的偏移量 位控PC0=0 取编码