微机原理与接口技术——第六章PPT课件

第六章并行接口,教学重点并行接口的概念8255A的工作方式和编程8255A的应用,-,2,6.1并行接口的概念,通信：是指计算机中主机与主机、主机与外设之间信息的传送。一般分别分为并行通信和串行通信。并行通信：是指传输的线路的多条（四条、八条），一次可并行进行多位二进制位的传送。串行通信：是指传输线路只有一条，一次只进行一位二进制位的传送。,-,3,6.2可编程并行接口8255A,一、8255A的基本功能有3种工作方式，方式0：基本输入输出；方式1：单项输入输出；方式2：双向输入输出可实现与CPU之间的直接、查询、中断和DMA四种数据传送方式。,-,4,二、8255A的引脚,40引脚双列直插,+5V,24条可编程I/O引脚除电源和地线外，其它外部引脚信号可分为两组：一组面向CPU的信号；一组面向外设的信号。,-,5,二、8255A的引脚,连接CPU系统端的主要引线：D0D7CSRDWRA0，A1RESET复位信号,接系统总线的RESET,A1A0选择00端口A01端口B10端口C11控制寄存器,-,6,二、8255A的引脚,连接外设端的引脚：PA0PA7PB0PB7PC0PC7,分别对应A、B、C三个8位输入/输出端口,三个端口可通过编程分别指定为输入或输出口。其中，C口即可用作独立的输入/输出口，也可用作A、B口的握手联络信号(控制信号输出或状态信号输入)。,-,7,8255A的读/写操作控制,-,8,三、8255A的内部结构,A组B组,端口PA端口PC的高4位,端口PB端口PC的低4位,8255内部分为A、B两组分别进行控制管理。,PA口和PB口的输入/输出都具有数据锁存能力；但PC口输出有锁存能力,而输入没有锁存能力(仅缓冲能力)。,-,9,8255A的内部结构,-,10,四、8255与系统的连接示意图,D0D7,WR,RD,A1,A0,CS,DB,IOW,IOR,A1,A0,译码器,8255,PA口,PB口,PC口,D0D7,外设,A2A15,系统总线,-,11,五.方式命令字：命令字格式,-,12,例1.写入方式控制字,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B1H初始化的程序段：movdx,303h;假设控制端口为303Hmoval,0b1h;方式控制字outdx,al;送到控制端口,-,13,五.方式命令字：按位置位/复位命令字,-,14,例2.位控命令控制字,要求：把C口的PC2引脚置成高电平输出方式控制字：00000101B或05H初始化的程序段：movdx,303h;假设控制端口为303Hmoval,05h;使PC2=1的命令字outdx,al;送到命令口,-,15,6.2可编程并行接口8255A,六、8255A的工作方式8255A的工作方式与端口有关，PA口有3种方式（0方式、1方式、2方式），PB口和PC口只有2种工作方式（0方式、1方式）。,基本I/O方式（方式0）（PA、PB、PC）不需握手联络线的简单输入/输出单向方式；适用于无条件传送和查询方式（一般PA或PB数据口,而PC做成状态口）的接口电路选通I/O方式（方式1）（PA、PB）需握手联络线的复杂输入/输出单向方式；适用于查询和中断方式的接口电路双向方式（方式2）（仅PA）需握手联络线的复杂输入/输出双向方式；适用于查询和中断方式的接口电路,I/O接口,输入设备,I/O接口,输出设备,I/O接口,输入设备,I/O接口,输出设备,I/O接口,存储设备,-,17,6.38255A的0方式及其应用,在这种工作方式下，A、B和C口都可以由程序规定为输入或输出。方式0使用于：1、简单的输入输出，不需任何联络信号2、查询式输入或输出，由编程者选择C口的某些位当作控制和状态信息。,-,18,例：8255A作为连接打印的查询式接口，工作于方式0，如图所示。设8255A的端口地址为：A端口：00D0HC端口：00D4HB端口：00D2H控制口：00D6H工作过程：当主机要往打印机输出字符时，先查询打印机忙信号，如果打印机正在处理一个字符或在打印一行字符，则忙信号为1，否则为0。PC2作为打印机忙信号，PC6作为数据选通信号，将数据线上的数据打入打印机缓冲器。,方式0实例,打印机驱动流程图,工作方式0例子打印机,Y,PP：MOVAL，81H；8255工作方式字OUTD6H，AL；A口方式0，输出，;C口方式0，C47输出，C03输入MOVAL，0DH；PC6置1OUTD6H，ALMOVSI，200H；打印字符内存地址MOVCX，0FFH；打印字符个数LPST：INAL，D4H；读C口ANDAL，04H；查PC2=1？JNZLPST；忙，等待;不忙，送数MOVAL，SI；从内存取数OUTD0H，AL；送数到PA口,-,21,MOVAL，00001100B；将PC6置0（STB为低）OUTD6H，AL；AL00001100BNOPNOP；延时INCAL；AL00001101BOUT0D6H，AL；再使STB（PC6）为1INCSI；内存地址+1DECCX；字符数-1JNZLPSTHLT,-,22,6.48255A的1方式及其应用,数据输入输出要在选通信号控制下工作.端口A和端口B可以分别作为两个数据口工作于方式1，并且，任何一个端口可以为输入口或输出口。,方式1输入有关信号的规定,端口B输入,1选通信号输入端，低电平有效,2输入缓冲区满信号，,3它是8255送往CPU的中断请求信号，高电平有效。,中断允许信号,INTE由PC4置“1”,INTR有效,数据输入口,方式1A口输入有关信号的规定,PC0-7,-,25,方式1输入联络信号定义,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INTE中断允许信号，高电平有效用于控制中断允许或中断屏蔽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,-,26,方式1输入时序,方式1输出有关信号的规定,3中断请求,1通知外设取走数据,2外设响应信号,端口B输出,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,PC0-7,-,29,方式1输出时序,例1:8255A端口A工作在方式1,A口输入,允许A口中断，编写初始化程序。MOVDX，PCTR；控制口地址送DXMOVAL，10110000B；A口方式1输入OUTDX，ALMOVAL，00001001B；置PC4=1，允许中断OUTDX，AL；,例2:应用8255A工作在方式0和方式1进行双机并行通信。甲机（发送）和乙机（接收）的口地址为：A口60H、B口61H、C口62H、控制口63H,发送方的发送程序MOVAL，10100000B；A口方式1输出OUT63H，AL；写工作方式控制字MOVAL，0DH；PC6置初值1OUT63H，AL；写位控字TEST1:INAL，62H；读状态口CANDAL，40H；判断PC6是否为0，；即ACK信号是否有效JNZTEST1；无ACK信号则循环MOVAL，CL；发送（CL）值OUT60H，AL,接收方的接收程序MOVAL，10011000B；A口方式0输入，C高4位输入,C低4位输出OUT63H，AL；写工作方式控制字MOVAL，01H；PC0置初值1OUT63H，AL；写位控字RECEIVE：INAL，62H；读状态口CTESTAL，10H；判断PC7是否为0，；即OBF信号是否有效JNZRECEIVE；无OBF信号则循环INAL，60H；接收甲机值MOVCL，AL；保存接收值到CLMOVAL，00H；PC0置0，发送ACK信号OUT63H，ALCALLDELAYINCAL；PC0置1,即ACK信号只持续一段时间OUT63H，AL,为什么要设置C口？,-,34,方式2只适用于端口PA;方式2类似于PA口方式1下输入和输出的组合。PA口用方式2时，PC口（PC7PC3）的5条线提供传输联络信号INTE1为PC6，INTE2为PC4。,PC0-7,PA方式2时的状态字,PB口方式决定,6.58255A的2方式及其应用,-,35,方式2有关信号的规定,-,36,一个数据输出过程和一个数据输入的时序,工作方式2时序,-,37,6.58255A的2方式及其应用,四、中断方式的双向并行接口设计1要求主从两台微机进行并行传送，共传送256个字节。主机一侧的8255A采用2方式并且用中断方式传送数据。从机一侧8255A工作在0方式，采用查询方式传送数据。2分析为了适应矢量中断的要求，接口电路中使用中断控制器8259A，并且是利用IBM-PC的中断资源将8255A的中断请求线IN1R接到系统总线的IRQ2上。由于在2方式下输入中断请求和输出中断请求共用一根线，因此，要在中断服务程序中，用读取状态字的办法查询IBF和OBF状态位来决定执行输入操作还是输出操作。,-,38,6.58255A的2方式及其应用,四、中断方式的双向并行接口设计3设计（1)硬件设计从图6.19可知主机一侧的8255A的PA口作双向传送，既输出又输人，它的中断请求线接到8259A的IR2上。从机一侧的8255A的PA口和PB口是单向传送，分别作输出和输入。(2)软件设计下面讨论主机一侧的编程，包括初始化，主程序和中断服务程序：有关中断向量的获取、修改和恢复的程序段均已略去，可参考第五章。,-,39,图6.192方式接口电路图,-,40,6.58255A的2方式及其应用,8255A初始化程序MOVDX，303H；8255A控制口MOVAL,0C0H；方式字：A口为2方式OUTDX，ALMOVAL，09H；置位PC4,设置INTE2=1，输入中断允许OUTDX,ALMOVAL，ODH；置位PC6，设置INTE1=1，输出中断允许OUTDX，ALMOVSI,300H；发送数据块首址MOVDI,410H；接收数据块首址MOVCX,0FFH；发送与接收字节数。,-,41,6.58255A的2方式及其应用,AGAIN:STI；开中断HLT；等待中断DECCX；字节数减1JNZAGAIN；未完，继续MOVAX，4COOH；已完，退出INT21H；返回DOS；中断服务程序T_RPROCFAR；中断服务程序入口ASSUMECS：CODE，DS:DATA,SS:STACKPUSHAX；保存寄存器PUSHDXPUSHDIPUSHSIMOVDX，303H；8255A控制口MOVAL，08H；复位PC4,使INTE2=0,禁止输入中断OUTDX，ALMOVAL,OCH；复位PC6，使INTE1=0,禁止输出中断OUTDX，ALCLI；关中断,-,42,6.58255A的2方式及其应用,MOVDX，302H；8255A状态口INAL,DX；查中断源，读状态字MOVAH,AL；保存状态字ANDAL，20H；检查状态位IBF，是输入？JZOUTP；不是，则跳输出程序OUTPINP:MOVDX，300H；是，则从A口读数INAL,DXMOVDI，AL；存入内存区INCDI；接收数据块内存地址加1JMPRETURN；跳RETURNOUTP:MOVDX，300H；向A口写数MOVAL,SI；从内存取数,-,43,6.58255A的2方式及其应用,OUTDX，AL；输出INCSI；发送数据块内存地址加1RETURN：MOVDX，303H；8255A控制口MOVAL，ODH；允许输出中断OUTDX，ALMOVAL,09H；允许输入中断OUTDX，ALMOVAL，62H；OCW2，中断结束OUT20H,ALPOPSI；恢复寄存器POPDIPOPDXPOPAXIRET；中断返回T-RFNDP,-,44,第七章小结在8255A的三个数据口中，C口用法较特殊、比较复杂，是学习的一个难点，为了更好的理解，下面做一个归纳：（1）C口被分成两个四位端口，两个端口只能以方式0工作，但分别可选择输入或输出（若PC0选输入，则PC1输出无法办到，因为它们同属C口的下半部分）。（2）当A、B口工作在选通