在气象自动站中的应用.ppt

第11章可编程并行接口8255A-8255在自动气象站中的应用,主要内容,11.1并行接口概述11.2并行I/O接口芯片8255A11.38255A的控制字和工作方式11.48255A在气象站中的应用,实现并行通信的接口称为并行接口。一个并行接口可以设计成负责输入信息的输入接口，也可以设计成负责输出信息的输出接口，如果设计成同时具有输入/输出功能的接口就是所谓的双向通信接口。在计算机系统中连接打印机的接口、显示器接口就是输出接口；连接磁盘驱动器的接口是双向接口。并行接口可以分为不可编程的硬件接口和可编程接口。不可编程的硬件接口的工作方式及功能是由硬件连接来设定，不能用软件编程的方法加以改变的。可编程接口电路一般由可编程通用接口芯片组成，如Intel的8255A等。这些芯片除了具有硬件连接接口的性能外，最主要的就是具有可选择性。如选择端口的哪一位或哪几位作为输入，哪一位或哪几位作为输出；选择端口与CPU之间采用哪种方式传送数据等，都可由编程人员通过编程来进行设定。因而可编程接口具有广泛的适应性和很高的灵活性，在微机系统中得到广泛的应用。,10.1并行接口概述,1.8255A的外部引脚8255A的外部引脚布局如图11-1所示。它有40根引脚，可分为与系统总线（如8086）连接的引脚和与外部设备连接的引脚。,图11-18255A的外部引脚,10.2并行I/O接口芯片8255A,D7D0为双向数据信号线，用于8255A与系统数据线相连，传送CPU与8255A之间的数据、控制信息、状态信息。RD（输入）：8255A读信号，低电平有效。当有效时，CPU从8255A的指定端口读取数据或状态信息。通常接系统总线的信号。WR（输入）：8255A写信号，低电平有效。当有效时，CPU向8255A指定端口写入控制字或数据。通常接系统总线的信号。（输入）：片选信号，当它为低电平（有效）时，才能选中该8255A芯片，使8255A正常工作。A1、A0（输入）为片内地址选择信号。当有效选中8255A时，由A1A0的编码来决定是选中A口、B口、C口，还是选中控制字寄存器，如表11-1所示,28255A的内部结构8255A的内部结构框图如书上图11-2所示，它由四个部分组成：（1）输入输出接口端口A（PA口）有一个8位数据输入锁存器和一个8位数据输出锁存/缓冲器，所以，用端口A作为输入或输出时，数据均受到锁存；端口B（PB口）有一个8位数据输入缓冲器和一个8位数据输出锁存/缓冲器；端口C(PC口)有一个8位数据输入缓冲器和一个8位数据输出锁存/缓冲器。（2）数据总线缓冲器数据总线缓冲器是8位双向三态缓冲器，8255A与系统总线之间的命令、数据、控制字等信息都是通过它来完成的，它是系统总线与8255A之间交换信息的必经之路。（3）读/写控制逻辑用来管理数据信息、控制字和状态字的传送，地址线A1、A0，片选信号和读、写控制信号，完成内部端口的选择和读写操作。（4）A组和B组控制电路这两组控制电路根据CPU发出的方式控制字来控制8255A的工作方式，每个控制组都接受来自读/写控制逻辑的命令，接受来自内部数据线的控制字，然后向各有关端口发出相应的控制命令。,图11-28255A的内部结构,初始化编程：一个方式控制字控制寄存器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、10IBMPC/XT机上，端口A、B、C和控制端口的I/O地址为60H、61H、62H和63H,10.38255A的控制字和工作方式,8255A是可编程的并行接口，通过前面的叙述可知，8255A有很强的功能，可以工作在不同的工作方式下。可以利用软件编程来指定8255A的工作方式。只要将不同的控制字装入芯片中的控制寄存器，即可确定8255A的工作方式。8255A共有两个控制字：方式选择控制字和C口按位置位/复位控制字。这两个控制字共用一个端口地址，用特征位D7来区分。若控制字的D7=1，则为方式选择控制字；若控制字D7=0，则是C口按位置位/复位控制字。控制字必须写入控制寄存器。,10.3.18255A的控制字格式,通常A1、A0分别接系统的A1、A0。RESET（输入）：复位信号，高电平有效。当RESET信号到来时，8255A所有内部寄存器均被清零。复位后，8255的A口、B口、C口均被定义为输入状态。PA7PA0（双向）：A口的输入输出信号线，用于8255A与外设进行数据传送。这8条引线是输入、输出还是双向（输入、输出）方式由软件编程决定。PB7PB0（双向）：B口的输入输出信号线，用于8255A与外设进行数据传送。这8条引线是输入还是输出方式可由软件编程决定。PC7PC0(双向)：C口的输入输出信号，可用于8255A与外设进行数据的输入或输出线，也可用作控制信号的输出或状态信号的输入线。,方式控制字格式,写入方式控制字：示例,要求：A端口：方式1输出C端口上半部：输出，C口下半部：输出B端口：方式0输入方式控制字：10110001B或B1H初始化的程序段：moval,0a2h;方式控制字out57h,al;假设控制端口为57H,端口C的位控制字,位控制字写入控制端口特别便于置位复位内部中断允许触发器INTE,10.3.28255A的工作方式1方式0:基本输入/输出工作方式8255A在方式0工作时，CPU可以采用无条件传输方式与8255A交换数据，如果把C口的两个部分用作控制和状态口，与外设的控制和状态端相连，CPU也可以通过对C口的读写实现A口与B口的查询工作方式。方式0仅有输出数据锁存功能，输入数据是不锁存的。且在方式0下，C口还有按位置位和复位的功能。概括地说，方式0的基本特点如下：（1）任何一个端口可以作为输入口，也可以作为输出口，各端口之间没有规定必然的关系。（2）各端口的输入或输出，可以有16种不同的组合，所以可以使用在多种不同的场合。,例：假设8255的PA、PB、PC和控制字地址分别是30H、31H、32H和33H，编程设置PA为输出，PB为输出，PC为输入，并将PC输入的值取反输出到PA口。编程设置PB口高四位为高电平，低四位为低电平。,MOVAL，10001001BOUT33H，AL；设置控制字INAL，32H；输入PC口NOTAL；取反操作OUT30H，AL；输出到PA口MOVAL，0F0HOUT31H，AL；输出到PB口,2方式1:选通的输入/输出方式在方式1下，A口和B口仍作为数据的输入和输出口而同时要利用C口的某些位作为控制和状态信号。方式1的输入操作当A口和B口设定为输入时，各指定了C口的3根线作为8255A与外设及CPU之间的控制信号，如图11-3所示。图11-3方式1输入时引脚定义和端口结构,方式1输入联络信号,STB选通信号，低电平有效由外设提供的输入信号，当其有效时，将输入设备送来的数据锁存至8255A的输入锁存器IBF输入缓冲器满信号，高电平有效8255A输出的联络信号。当其有效时，表示数据已锁存在输入锁存器INTR中断请求信号，高电平有效8255A输出的信号，可用于向CPU提出中断请求，要求CPU读取外设数据,方式1输入时序,图11-4方式1输出时引脚定义和端口结构图.,方式1的输出当A口与B口设定为方式1输出时，也各指定了C口的3根线为信号线，其引脚定义和端口结构如图11-4所示。,方式1输出联络信号,OBF输出缓冲器满信号，低有效8255A输出给外设的一个控制信号，当其有效时，表示CPU已把数据输出给指定的端口，外设可以取走ACK响应信号，低有效外设的响应信号，指示8255A的端口数据已由外设接受INTR中断请求信号，高有效当输出设备已接受数据后，8255A输出此信号向CPU提出中断请求，要求CPU继续提供数据,方式1输出时序,3方式2：双向选通输入/输出方式在A口方式2的情况下，各控制信号定义如下：INTR：中断请求信号，高电平有效。它有效时，输入输出都用这个信号向CPU申请中断。：输入选通信号，低电平有效。它有效时，外设送来的数据锁存到8255A端口的输入数据缓冲器中。：输出缓冲器满信号，低电平有效。它有效时，表示CPU已将数据写到8255A的输出端口，通知外设来取数。：外设送来的响应信号，低电平有效。它有效时，启动A口的三态输出缓冲器送出数据，否则，输出缓冲器处于高阻态。INTE1：与OBF有关的中断允许信号，由PC6置/复位。IBF：输入缓冲器满信号，高电平有效。当它有效时，说明输入缓冲器中锁存有信息。INTE2：与IBF有关的中断允许