第6章 开关量输入输出控制接口20100530

第一章，第六章数字输入输出接口，西安交通大学计算机系GUI小林2020年6月7日，第二章，目录，6.1并行接口概念6.2并行接口控制芯片8255A6.3数字并行接口应用程序6.4数字串行接口和芯片，3，概述，数字输入和数字输出的很多部分。数字量是计算机可以直接识别和处理的信号。输入和输出系统的关键数值量包括开关输入和输出。因此数值的量也称为开闭量。本章主要介绍数字并行I/o接口、数字卷串行I/o接口和用于光隔离的I/o接口。4，6.1并行接口概念，并行接口通信是将一个字符同时传输到多个线。并行通信用于波特率要求高和传输距离短的情况。图6-1显示了数据总线的并行遍历示例。5，6.2并行接口控制芯片8255A，8255A是英特尔公司制造的可编程并行接口芯片，有多种工作方式可供选择，通常没有外围电路，使用方便，范围广。6.2.18255A的编程结构6.2.2825a的针脚功能6.2.3825a的控制词6.2.4825a的工作原理、6.2.18255A的编程结构、8255A的逻辑结构主要是三个并行输入/输出端口a、b和c、组a和b的控制电路，如图6-2所示、7、8、(1)PA、PB和PC端口的作用和功能8255A具有三个I/O端口(PA、PB和PC)，所有三个端口均为8位，可通过编程用作输入、输出或输入/输出端口。PA端口是具有数据I/o锁定功能的独立8位I/o端口。Pb也是具有数据输出锁定功能的单独8位I/O端口。PC端口可以视为单独的8位I/O端口。可以看作两个单独的4位I/O视口，也可以看作独立的8位I/O视口。具有数据输出锁定功能。端口PA和PB通常独立使用，端口PC通过端口PA和PB的操作提供联系信号，包括选定的通信号码和响应信号。端口PC在独立工作时可以以8位并行输入、输出或位为单位工作，从而提供更大的灵活性。9，(2)当组a和组b的控制电路与端口PA和PB一起工作时，端口PC分为两部分，高4位(PC7到PC4)与端口PA一起构成组a，低4位(PC3到PC0)与端口PB一起构成组b组a和组b的控制电路接收由分别控制组a和组b工作方式的读写控制逻辑获取的控制字符，从而组a和组b可以不同的方式工作。10，(3)数据缓冲区的双向三状态数据缓冲区是8255A和数据总线的接口，微处理器可以在三个I/O端口上写入和读取数据，或者写入控制字符以选择8255A的工作方式。(4)读写控制逻辑读写控制逻辑电路管理8255A的数据传输过程，实现8255A内部和外部的数据、控制词传输。这将根据地址、控制信号(复位信号、读写信号和扇区选择信号等)的组合，将微处理器发送的控制单词转发给组a或组b的控制电路，或者选择在PA、PB和PC端口上输入或输出数据。11，6.2.28255A针脚功能，1。面向CPU的针脚信号和功能d0-D7:连接8位、双向、系统数据总线的三状态数据线；重置：重置信号、高级有效、输入、清除8255A的内部寄存器并同时输入a端口、b端口和c端口：A1、A0:选择内部输入地址，输入。这两个针脚的信号组合表明8255A内部的哪些端口或寄存器工作，12，2。确定用于连接外围设备和外围设备的pa0到pa7: a数据信号集。具有输入、输出锁定功能，可用作单向或双向信号线。Pb0至pb7:用于连接外围设备的组b数据信号；具有输出锁定功能，只能用作单向信号线。Pc0至pc7:c组数据信号，用于连接外围设备或用作控制信号。具有输出锁定功能，只能用作单向信号线。控制词13，6.2.38255A，1 .方法控制词(控制端口)，14，2。c端口位置设置/重置控制字(控制端口)，注意：可以使用控制端口操作PC端口，在状态模式下使用端口c，在状态字8255A状态寄存器、方法1和方法2中使用端口c。16，6.2.48255A工作方式，1 .方法0称为默认输入/输出方法，适合同时传输(无条件传输)和程序查询方式工作，CPU不适合实时要求高的应用程序环境，因为CPU通过软件检查外围设备状态和与外围设备交换数据。在模式0下，PA、PB和PC相互独立工作，PC以16种组合分为高4位和低4位单独部分。17，初始化实例，例如，使用8255A的c端口的PC4输出必须从高跳到低。写入8255A的方法控制词和初始化程序段。此示例对PA和PB的工作方式不感兴趣，因此不考虑设置8255A的方法控制词。要使PC4输出从高水平跳到低水平，PC4必须首先输出高水平，然后输出低水平。方法1:按照常规方法将PC设置为输出，然后设置/重置PC4，如下所示：MOVDX，控制端口MOVAL，1000XXXB；选择PC high output，0OUTDX，al。MOVDX，PC输入MOVAL，XXX1XXXXB；也就是说，PC4设置为高级输出OUTDX，al。PC4设定0(低阶)MOVAL，XXX0XXXXB；PC4设置为低级输出OUTDX，al。要在PC4 0(低级别)、18、PC4输出中实现高到低跳，PC4必须首先输出高和低级别输出。方法2: MOVDX，控制端口MOVAL，00001001B根据，依次选择“设置/重置PC输入位置：05H，PC4，位置OUTDX，al”。PC4设置1(高标准)移动，00001000B；选择05H，PC4，重置OUTDX，al。PC4低级别(PC4 0)可以在PC端口上使用两种方法之一，两种方法都很简单。对应于PA和PB端口，只有方法1可用，方法2不可用。特别注意：方法2对是针对控制端口而不是PC端口执行的。19，2。方法1方法1是可选的I/O方式，a和b端口仍然作为两个单独的8位I/O数据通道运行，可以单独连接外围设备，并以编程方式将它们分别设置为输入或输出，输入输出具有数据锁定功能。c区可以分别作为a区和b区的响应联络线，需要6个字符(分为3个字符)，剩下的2个数字可以以0的方式工作，并且可以编程方式设置为输入或输出。20、(1)方法1的输入配置和响应信号的功能也显示了8255A的a端口和b端口在方法1中输入的配置图。c端口的PC3-PC5用作a端口的响应联络线，PC0-PC2用作b端口的响应联络线，其馀的PC6-PC7还可以用作模式0。21，方法1输入配置的响应联系人，22，23，方法1的输出配置和响应信号，24，25，3。方法2，方法2是双向选通I/O方式，只有a口才这种方式。此时，c球有5条线用作a球的响应联络信号，其他3条线可用作模式0或b端口模式1的响应联络线。方法2是方法1的输入和输出方法的组合，并且每个响应信号的功能也是相同的。c通道上的其馀PC0至PC2恰好作为b端口模式1的响应线，如果没有b端口或在模式0下工作，则3条线也可在模式0下工作。方法26，方法2为双向门控I/O方法，中断请求输出缓冲全部输出响应(外围设备读取数据)输入门控(外围设备准备数据)输入缓冲池(接收数据8255)为常规输入输出(方法0)，27，6.3并行接口应用程序，6 . 3 . 31、单个LED和8255A接口2、多个LED和8255A接口、29，6.3.1 7段数码管接口、数字显示管(LED)是简单的显示输出设备，通常用作显示数字或小数字符的仪器、仪表显示。指示灯种类多，尺寸多，主要有7段和16段管。图6.13显示了7段数码管的内部结构。30，显示其他数字和字母时，7段数码管必须揭示不同的二极管位置。例如，如果显示数字“3”，则必须揭示a、b、c和g四段发光二极管。表6-2示出图6.13所示结构的7段数字管实现数字09，实施字母AF时发光的二极管段。31，32，1，单7段数码管和8255A的接口，8255A和单数码管的接口电路如图6.14所示。数字管(共9个外部端号，a、b、c、d、e、f、g、DP、公用端号等)使用总阳极结构。除Vcc外，每个接脚有一个460ohm的电阻器，然后连接至8255A上PB连接埠的PB0至PB7。根据标题，当从PB0输出低电平时，指示灯的a段二极管发光，高电平输出时，指示灯的a段二极管关闭。其他段落发光的方法依次类推。34，首先，在分析图中，当LED实现其他数字和字符时，通过发光二极管确定Pb输出的值时，控制其他“数字”或“字符”的显示。例如，要显示数字“2”，必须显示a、b、d、e、g的五段发光二极管，并且根据a、b、d、e、g和PB端口的连接关系，PB端口值为PB0=0(a段)，PB1=0表6-3提供了所有十六进制字符的LED段代码。35，36，以上示例显示低效率驱动器显示，如果需要先显示数字“3”，则显示数字“6”，并创建程序段。在显示数字“3”和数字“6”时，分析LED段代码(0B0H和82H)，然后编写程序段，如下所示：MOVDX，8255控制端口MOVAL，10000000B；80H，8255A初始化b端口模式0，输出OUTDX，ALMOVDX，8255PB端口MOVAL，0B0H；“3”段代码OUTDX、al；“3”moval标记，82H；“6”段代码OUTDX、al；显示“6”、37、2、8255A和多个指示灯的界面。图6-15是用于驱动8255A的8个指示灯的接口电路。7段数码管使用全音LED，每个LED包含8个端号，每个端号由a、b、c、d、e、f、g、DP和公共端号组成。向除公用端号外的每个端号添加一个460欧姆电阻(图中未显示)，然后将其连接到8255A上PA端口的PA0到PA7。每个LED的公共针脚都通过逆变器连接到PC端口上的PC0到PC7。38，39，如果有多个数码管，通常可以将PC0输出设置为较高的级别，将PC1到PC7输出设置为较低的级别以输出8位数据(称为段代码或字形代码)，而不是段代码同时达到8个段的行选择，但仅显示U0，以便在U0中显示第一个数字。如果此状态保持为2m，则PC1输出为高电平，而其他7位输出可以在低电平数字管U1上显示第二个数字。这样，可以让8个数字管同时显示8个数字。上述动态扫描过程使用视觉持久性现象。要提高显示性能，必须正确选择每个数码管的扫描时间，如果时间太长，可能会出现闪烁现象。40，解决过程-步骤1:设置段代码表，本示例使用总音LED，由于LED插针和PA端口的连接顺序不同(插针a、b、c、d、e、f、g、DP分别对应于PA端口的PA7至0，因此生成的段代码步骤41，2:您可以设置显示缓冲区，并将8个LED显示的数字放在显示缓冲区DispBuff中。例如，如果八个指示灯显示“20070501”，则可以将DispBuff的值设置为2，0，0，7，0，5，0，1。修改显示缓冲区，使8个LED显示不同的数字，从而简化软件设计。Disp buff: 02h、00h、00h、07h、00h、05h、00h、00h、01h放置8个数字作为定位下表的偏移。步骤42，3:设计8个指示灯交替出现的完整程序，/8255AMOVAL，10000000B初始化；PA、PC均使用方法0、输出MOVDX、PORTCTL；8255A控制端口OUTDX，ALBEGIN:MOVCX，8；8回圈MOVDI、OffsetDisBuffMOVBX、OffsetSegCodeTabMOVSI、0MOVAH、00000001B；将PC0设置为1，第一个指示灯，43，MOVAH，00000001B；将PC0设定为1，并将第一个LEDSCAN:MOVAL，ah；PC端口相应位置MOVDX、PORTC；MOVDX、PORTCTL；c端口控制命令OUTDX，al；PC端口相应位置ADDDI，si；查找显示缓冲区movdx，di；可显示的数字字符MOVALbx1dx；显示字符的段值(字形)INCSI移除。要显示字符的下一个偏移MOVDX、PORTA；PA端口输出字形代码OUTDX，ALCALLDELAY2MSSHLAH，1；准备显示下一个数字管。ADDAH，2；用于c端口位控制下一个数字管显示的LOOPSCANJMPBEGIN准备；准备。重复显示、44、6.3.2未编码键盘接口、键盘可分为根据实现方法编码的键盘和编码的键盘两种。编码键盘是可以直接提供键编码(如ASCII代码)的键盘。要提供键编码，必须有键盘扫描电路，以检测编码键盘内部是否有键击，并根据按了哪个键输出相应的代码。常用PC键盘等键盘专用于单片机，用于键盘检测和处理。未编码的键盘只有没有扫描电路的键，这些键由多个开关组合而成。45，16个键的键盘，对于大多数键盘，键按行和列排列的矩阵。以下举例说明了由机械开关构成的16个键的键盘(如图6-16所示)，也适用于使用其