并行接口芯片8255A.ppt

第9章 并行接口芯片8255A,教学重点 8255A的工作方式和编程 8255A的应用,并行数据传输方式,以计算机的字长，通常是8位、16位或32位为传输单位，一次传送一个字长的数据 适合于外部设备与微机之间进行近距离、大量和快速的信息交换 例如：微机与并行接口打印机、磁盘驱动器 微机系统中最基本的信息交换方法 例如：系统板上各部件之间，接口电路板上各部件之间,9.1 并行接口电路8255A,具有多种功能的可编程并行接口电路芯片 最基本的接口电路：三态缓冲器和锁存器 与CPU间、与外设间的接口电路：状态寄存器和控制寄存器 还有端口的译码和控制电路、中断控制电路 有3个8位I/O数据端口 共三种输入输出工作方式,8255A的内部结构和引脚,1. 外设数据端口,端口A：PA0PA7 A组，支持工作方式0、1、2 端口B：PB0PB7 B组，支持工作方式0、1 端口C：PC0PC7 仅支持工作方式0 A组控制高4位PC4PC7 B组控制低4位PC0PC3,端口A：PA0PA7 常作数据端口，功能最强大 输入输出数据都锁存 端口B：PB0PB7 常作数据端口 输入不锁存，输出锁存 端口C：PC0PC7 可作数据、状态和控制端口 分两个4位，每位可独立操作 输入不锁存，输出锁存 控制最灵活，最难掌握,2. 基本操作,1. 方式控制字（写入控制口） 例：设8255A端口地址为0380H、0381H、0382H、0383H。要把A口指定为方式1输入，C口上半部定为输出，B口指定为方式0输出，C口下半部定为输入，则控制字应为：10110001B或0B1H。 初始化程序为： MOV DX，0383H MOV AL，0B1H OUT DX，AL,9.2 8255A的控制字,例如，设8255A端口地址为60H63H，现要求先置PC4为高电平，再复位PC4，则相应的程序段如下： MOV AL，00001001B OUT 63H，AL MOV AL，00001000B OUT 63H，AL,2. C口置位/复位控制字 （写入控制口）,读写数据端口,初始化编程后： 当数据端口作为输入接口时，执行输入IN指令将从输入设备得到外设数据 当数据端口作为输出接口时，执行输出OUT指令将把CPU的数据送给输出设备 8255A具有锁存输出数据的能力 对输出方式的端口同样可以输入 不是读取外设数据 读取的是上次CPU给外设的数据,9.3 8255A的工作方式,方式0：基本输入输出方式 适用于无条件传送和查询方式的接口电路 方式1：选通输入输出方式 适用于查询和中断方式的接口电路 方式2：双向选通传送方式 适用于与双向传送数据的外设 适用于查询和中断方式的接口电路,1、工作方式0(基本输入输出方式),1. 两个8位端口（口A、口B）和两个4位端口（口C的上、下部分）。 2. 任何一个端口可以作为输入端口或输出端口。 3. 输出数据可被锁存，输入数据不被琐存。 4. 8255A起数据缓冲作用。 注意：工作方式0适用于无需应答信号的无条件传送，也可人为指定某些位作为状态信息线，进行查询式传送。,方式0输入时序,请体会这里8255A的 数据缓冲作用,方式0输出时序,8255A对CPU通过它 输出给外设的数据进行锁存,2、工作方式1(选通输入输出方式),A口、B口作为数据的输入或输出口，但必须通过端口C相应位的控制来实现 。 C口的某些位相应地被定义为A口、B口的状态和控制信号线。其余位可由程序（写方式控制字）指定为输入或输出。 ,方式1输入引脚：A端口,数据选通信号 表示外设已经准备好数据,输入缓冲器满信号 表示A口已经接收数据,中断请求信号 请求CPU接收数据,方式1输入引脚：B端口,方式1需借用端口C用做联络信号 同时还具有中断请求和屏蔽功能,方式1输入时序,STB*和IBF是外设和8255A间 的一对应答联络信号， 为的是可靠地输入数据,方式1中断控制,8255A的中断由中断允许触发器INTE控制 置位允许中断，复位禁止中断 对INTE的操作通过写入端口C的对应位实现，INTE触发器对应端口C的位是作应答联络信号的输入信号的哪一位，只要对那一位置位/复位就可以控制INTE触发器 选通输入方式下 端口A的INTEA对应PC4 端口B的INTEB对应PC2,方式1输出引脚：A端口,外设响应信号 表示外设已经接收到数据,输出缓冲器满信号 表示CPU已经输出了数据,中断请求信号 请求CPU再次输出数据,方式1输出引脚：B端口,端口A的INTEA对应PC6 端口B的INTEB对应PC2,方式1输出时序,OBF*和ACK*是外设和8255A间 的一对应答联络信号， 为的是可靠地输出数据,方式2双向方式,方式2将方式1的选通输入输出功能组合成一个双向数据端口，可以发送数据和接收数据。 外部设备即可以作为输入设备，又可以作为输出设备，且输入输出动作不同时进行。 只有端口A可以工作于方式2，需要利用端口C的5个信号线，其作用与方式1相同 方式2的数据输入过程与方式1的输入方式一样 方式2的数据输出过程与方式1的输出方式有一点不同：数据输出时8255A不是在OBF*有效时向外设输出数据，而是在外设提供响应信号ACK*时才送出数据,方式2双向引脚,用PC6设置INTE1（输出） 用PC4设置INTE2（输入） 输入和输出中断通过 或门输出INTRA信号,方式2双向时序,输入输出的顺序是任意的，只要WR在ACK以前发生；STB在RD以前发生即可。,9.4 8255A的编程,初始化编程：一个方式控制字 采用控制I/O地址：A1A011 工作过程中：通过数据端口对外设数据进行读写 数据读写利用端口A、B和C的I/O地址，A1A0依次等于00、01、10,1.写入方式控制字：控制字格式,方式控制字示例,要求： A端口：方式1输入 C端口上半部：输出，C口下半部：输入 B端口：方式0输出 方式控制字：10110001B或0B1H 初始化的程序段： mov dx,0fffeh ;假设控制端口为FFFEH mov al,0b1h ;方式控制字 out dx,al ;送到控制端口,2. 读写数据端口,初始化编程后： 当数据端口作为输入接口时，执行输入IN指令将从输入设备得到外设数据 当数据端口作为输出接口时，执行输出OUT指令将把CPU的数据送给输出设备,示例,利用8255A的输出锁存能力，可实现按位输出控制对输出端口B的PB7位置位的程序段： mov dx,0fffah ;B端口假设为FFFAH in al,dx ;读出B端口原输出内容 or al,80h ;使PB71 out dx,al ;输出新的内容,3. 读写端口C：归纳1,C端口被分成两个4位端口，两个端口只能以方式0工作，可分别选择输入或输出,在控制上，C端口上半部和A端口编为A组，C端口下半部和B端口编为B组,3. 读写端口C：归纳2,当A和B端口工作在方式1或方式2时，C端口的部分或全部引脚将被征用,其余引脚仍可设定工作在方式0,3. 读写端口C：归纳3,读取的C端口数据有两种情况 1）未被A和B端口征用的引脚：将从定义为输入的端口读到引脚输入信息；将从定义为输出的端口读到输出锁存器中的信息 2）被A和B端口征用作为联络线的引脚：将读到反映8255A状态的状态字,端口C的状态字,3. 读写端口C：归纳4,对端口C的数据输出有两种办法 1）通过端口C的I/O地址：向C端口直接写入字节数据。这一数据被写进C端口的输出锁存器，并从输出引脚输出，但对设置为输入的引脚无效； 2）通过控制端口：向C端口写入位控字，使C端口的某个引脚输出1或0，或置位复位内部的中断允许触发器；,例如,A口、B口皆为方式1输入，试编程允许端口A中断请求，禁止端口B中断请求，设C口地址为302H，控制口地址为303H。 则其程序段为： MOV DX，302H ；8255A C口 MOV AL，00010000B ；置PC4=1，PC2=0 OUT DX，AL 或者 MOV DX，303H ；8255A 控制口 MOV AL，00001001B ；置PC4=1 OUT DX，AL MOV AL，00000100B ；置PC2=0 OUT DX，AL,9.5 8255A的应用,作为通用的并行接口电路芯片，8255A具有广泛的应用 应用在IBM PC/XT微机上 应用于打印机接口电路 连接简易键盘 驱动LED数码管 ,1、基本输入输出应用举例,8255A,D0D7,A1 A0,&,A7 A5 A4,E3 E2 E1,A B C,Y0,A8 A6 A3,M/IO,A9,74LS138,A2 A1,例：如右图所示，8086微机系统扩展一片8255A作为并行口，同时还配以74LS138译码器等芯片。端口A为方式1输入，以中断方式与CPU交换数据，中断类型号为0FH；端口B工作于方式0输出，端口C作为输入。,A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 A口地址 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 B口地址 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 C口地址 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 控制口地址 即：A口地址为0B0H B口地址为0B2H C口地址为0B4H 控制口地址为0B6H,MOV AL，10111001B ；方式控制字 MOV DX，0B6H OUT DX，AL MOV AL，00001001B ；PC4=1，开放端口A的输入中断请求 OUT DX，AL MOV AX，0 ；中断类型0FH的矢量地址 MOV ES，AX MOV DI，0FH*4 MOV AX，OFFSET SERA ；SERA是端口A中断服务子程序名 CLD STOSW MOV AX，SEG SERA STOSW,具体8255A的初始化程序如下：,2、8255A与LED显示器的接口,发光二极管LED是最简单的显示设备 由7段LED就可以组成的LED数码管 LED数码管广泛用于单板微型机、微型机控制系统及数字化仪器中 LED数码管可以显示内存地址和数据等,1、LED数码管的工作原理,LED数码管的结构,共阳极,共阴极,2、8255A和LED显示器的接口应用,8255A的初始化,MOV DX , 203H ；控制寄存器地址 MOV AL , 10000000B ；端口A和端口B均为方式0输出 OUT DX , AL 端口A是段码输出端口，送出显示代码到数码管相应引脚；而端口B是位码输出端口，用于选择要点亮的那个数码管。端口A和端口B都采用方式0实现输出。,关显示,设DISBUF缓冲区中有4个待显示的字符，软件译码动态显示的驱动程序如下： DISPLAY PROC LEA DI, DISBUF ；指向显示缓冲区首址 MOV CL, O8H ；指向左端LED显示器 MOV AL, 00H ；将00送位码寄存器，关显示 MOV DX, 201H OUT DX, AL,某位LED显示,DISP: MOV AL, DI ；取要显示的字符 LEA BX, DISCODE ；段码表首址送BX XLAT ；(BX)+(AL)-AL,AL中为要显示数的段码 DEC DX OUT DX, AL ；将段码送至端口A MOV AL, CL ；将位码送端口B INC DX OUT DX, AL,依次显示,CMP CL, 01 ；显示至最右端吗？ JZ DESEND ；是，转出口 INC DI ；否，指向下一位要显示的字符 SHR CL ,1 ；位码右移一位，指向下一个数位 JMP DISP DISEND: RET DISPLAY ENDP,D0 D7 : 数据线，接收要打印的数据。 STROBE : 数据选通信号，输入信号，负脉冲有效， 该信号有效时，将数据线 D0D7上的 数据锁存到打印机的数据寄存器中。 ACK : 响应信号，输出信号，负脉冲信号， 打印机接收送来的数据后， 并准备好接收新的数据时发出的响应信号。 BUSY : 打印机状态信号，输出信号， BUSY=1，表示打印机正在进行内部操作， 处于忙状态，不能接收新的数据， BUSY=0，表示打印机处于空闲状态， 可以接收新的数据。,数 据,打印机的工作过程, 当打印机不忙 BUSY=0时，将数据送至数据线D7D0； 通过STROBE发一个负脉冲信号， 其下降沿将D7D0线上的数据锁存到打印机的数据锁存器中， 并使BUSY=1，表示打印机正处于忙状态; 打印机处理完数据，并准备好接收新的数据时， 发出一个负脉冲响应信号ACK, 其上升沿使BUSY=0。,锁存数据,用8255A做并行打印机的接口, 采用查询方式控制打印机工作。,分析：由打印机的工作过程，知： CPU通过查询BUSY信号，可知打印机的状态， 在BUSY=0时，CPU通过打印机的数据线D7D0送出数据， 并发出一个负脉冲的选通信号STROBE，使数据进入打印机,下图为采用查询方式控制打印机的接口连线图， 8255A的端口A工作在方式0输出。,CS,并行接口8255A,打 印 机,PC总线,数 据 线,IOR,RD,WR,IOW,片选 译码,PA0 PA7,PC0,PC4,A2 A9,数据线,STROBE,BUSY,D0 D7,D0 D7,F8FBH,分析： 确定8255A各端口地址： A口：F8H， B口： F9H， C口：FAH， 控制口：FBH 确定8255A控制字： A口方式0输出， PC7PC4入，PC3PC0出， 方式控制字为1000 1000B 接口工作过程： 1) 通过PC4查询打印机的状态信号BUSY ； 2) 当BUSY=0时，通过A口输出要打印的数据； 3) 通过PC0向打印机输出负脉冲选通信号STROBE, 将数据锁存在打印机的数据锁存器中，让打印机处理。,片 选 译 码,打 印 机,PA0 PA7,PC0,PC4,BUSY,STROBE,F8FBH,D0 D7 RD WR A0 A1 CS,D0 D7 IOR IOW A0 A1 A2 A9,查询打印程序流程图：,PC4=0 打印机空闲？,DATA SEGMENT BUFFER DB Hello Word! . ;缓冲区 DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS: CODE, DS:DATA START: MOV AX, DATA ;置缓冲区首址 MOV DS, AX LEA SI, BUFFER MOV CX, 100H ;打印字符数 MOV AL, 10001000B ;置方式控制字 OUT 0FBH, AL ASK: IN AL, 0FAH ;查询打印机状态 TEST AL, 00010000B JNZ ASK MOV AL, SI OUT 0F8H, AL ;输出字符至A口 MOV AL, 00000000B ;发选通信号 OUT 0FBH, AL ; PC0=0 NOP ;延时一会 MOV AL, 00000001B ;PC0=1 OUT 0FBh, AL ;形成负脉冲信号 INC SI ;修改指针 LOOP ASK ;打印下一字符 MOV AH, 4CH INT 21h ;返回DOS CODE ENDS END START,方式0查询打印程序：,2. 采用中断方式控制打印机 设计8255A的端口A 工作在方式1输出时， CPU用中断方式控制打印机的接口电路图， 8255A的端口地址在F8FBH, 编程用中断方式打印缓冲区buffer的 100H个字符数据,分析8255A与PC总线的连接：,8255A内部有4个端口， PC/XT总线上对端口的读写操作与8255A的读写时序相匹配， 且8255A内部的数据缓冲器具有三态功能， 所以采用如下连接图 ：,CS,打 印 机,IOR,RD,WR,IOW,片选 译码,PA0 PA7,PC6,PC3,A9A2,F8FBH,PC7,三、用8255A方式0与打印机接口,8255,D,0,D,7