微机原理第六章2

1、6.3 并行通信和并行接口并行通信和并行接口并行通信：并行通信：将一个字符的各位分别用几条信号线同时传输的方式。将一个字符的各位分别用几条信号线同时传输的方式。 一般以计算机的字长，通常是一般以计算机的字长，通常是8位、位、16位或位或32位为传输位为传输 单位，一次传送一个字长的数据。单位，一次传送一个字长的数据。数据的各位同时由源到达目的地数据的各位同时由源到达目的地 快快多根数据线多根数据线 距离短、远程费用高距离短、远程费用高并行通信并行通信适于适于短距离短距离、高速高速通信通信01010110 D0D1D2D3D4D5D6D7目目的的D0D1D2D3D4D5D6D7源源第第6 6章章

2、 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 图图6.13 并行接口连接外设的示意图并行接口连接外设的示意图CPUCPU控制寄存器控制寄存器输入缓冲寄存器输入缓冲寄存器输出缓冲寄存器输出缓冲寄存器状态寄存器状态寄存器数据总线数据总线地址地址译码译码读出信号读出信号写入信号写入信号复位复位准备好准备好中断请求中断请求地址地址片选片选A A0 0A A1 1输输入入设设备备数据输入数据输入数据输入准备好数据输入准备好数据输入回答数据输入回答输输出出设设备备数据输出数据输出数据输出准备好数据输出准备好数据输出回答数据输出回答第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 6.4.1 8255

3、A的内部结构的内部结构6.4 可编程并行通信接口可编程并行通信接口8255A Intel系列的系列的8 位并行接口芯片位并行接口芯片8255A ，通用性强，使用灵活，可用，通用性强，使用灵活，可用程序来设置和改变芯片的工作方式。是一种程序来设置和改变芯片的工作方式。是一种典型的可编程并行接口芯典型的可编程并行接口芯片。片。端口端口A ：位的数据输入锁存器和位的数：位的数据输入锁存器和位的数据输出锁存器据输出锁存器/缓冲器。因此，不管用作输缓冲器。因此，不管用作输入口还是输出口，数据均能受到锁存。入口还是输出口，数据均能受到锁存。 端口端口B：8位的数据输入缓冲器和位的数据输入缓冲器和8位的数据

4、输位的数据输出锁存器出锁存器/缓冲器。因此，端口缓冲器。因此，端口B作输入口时，作输入口时，数据不能受到锁存；作输出口时，数据能受到数据不能受到锁存；作输出口时，数据能受到锁存。锁存。 端口端口C：8位的数据输入缓冲器和一个位的数据输入缓冲器和一个8位的数位的数据输出锁存器据输出锁存器/缓冲器。因此，端口缓冲器。因此，端口C与端口与端口B一样，作输入口时数据不受锁存，作输出口数一样，作输入口时数据不受锁存，作输出口数据能受到锁存。据能受到锁存。 A组控制、组控制、B组控制接收来自组控制接收来自CPU和读和读/写控制写控制逻辑电路发来的控制字和读逻辑电路发来的控制字和读/写信号，实现对写信号，实

5、现对8255A的数据端口的读的数据端口的读/写控制。写控制。 读读/写控制逻辑写控制逻辑控制控制8255A的的数据传输。数据传输。 双向三态的双向三态的8位位数据缓冲器，可数据缓冲器，可直接与系统数据直接与系统数据总线相连，用来总线相连，用来传送输入数据、传送输入数据、输出数据以及输出数据以及CPU发给发给8255的控制信息。的控制信息。 第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 6.4.2 8255A的芯片引脚信号的芯片引脚信号D7D0呈高阻状态呈高阻状态110D7D0呈高阻状态呈高阻状态1数据总线数据总线控制口控制口01110数据总线数据总线端口端口C01010数据总线数据

6、总线端口端口B01100数据总线数据总线端口端口A01000非法状态非法状态10110端口端口C数据总线数据总线10010端口端口B数据总线数据总线10100端口端口A数据总线数据总线10000数据传输方向数据传输方向WRRDA0A1CS第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 6.4.3 8255A的控制字的控制字8255A利用指令在控制端口设置控制字来工作，其分为两类：利用指令在控制端口设置控制字来工作，其分为两类：u 方式选择控制字方式选择控制字u C端口按位置端口按位置1/置置0控制字控制字1. 方式选择控制字方式选择控制字 （1）8255A有三种基本工作方式：有三种基

7、本工作方式： 方式方式0：基本的输入：基本的输入/输出方式输出方式 方式方式1：选通的输入：选通的输入/输出方式输出方式 方式方式2：双向传输方式：双向传输方式（2）端口端口A可以工作于三种工作方式中的任何一种；可以工作于三种工作方式中的任何一种； 端口端口B 只能工作于方式只能工作于方式0或方式或方式1这两种工作方式；这两种工作方式； 端口端口C 常常配合端口常常配合端口A或端口或端口B工作，为它们的数据输入工作，为它们的数据输入/输出输出提供控制信号和状态信号。提供控制信号和状态信号。（3） 同组的两个端口可以分别作为输入端口或者输出端口。同组的两个端口可以分别作为输入端口或者输出端口。第

8、第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 【例例】 某某 8255A与与CPU相连时相连时 设其控制端口地址为设其控制端口地址为63H。 现要求端口现要求端口A工作在方式工作在方式1，输入；，输入； 端口端口B工作在方式工作在方式0，输出；，输出； 端口端口C的高的高4位为输出，低四位为输入。位为输出，低四位为输入。 则初始化程序为：则初始化程序为： MOV AL, B1H OUT 63H, AL 第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 图图6.16 两片两片8255A在微机系统中的连接在微机系统中的连接

9、【例例】第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 图图6.17 J1的方式控制字的方式控制字83H图图6.18 J2的方式控制字的方式控制字94H第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 为为J1、J2两片两片8255A设置控制字设置控制字设其控制端口分别为设其控制端口分别为00E6H, 00EEHMOV AL，83HMOV DX，00E6HOUT DX，AL；对第；对第1片片8255A设置方式选择控制字设置方式选择控制字MOV AL，94HMOV DX，00EEHOUT DX，AL；对第；对第2片片8255A设置方式选择控制字设置方式选择控制字第第6 6章章

10、串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 2. 端口端口C置置1/置置0控制字控制字 注：对端口注：对端口C进行置进行置1或复位控制字必须写入或复位控制字必须写入8255A的控制端口，而不是写入端口的控制端口，而不是写入端口C。 第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 【例例】 设设8255A的端口的端口A、B、C和控制端口的和控制端口的I/O地址为地址为60H、61H、62H和和63H， 要求对要求对C口的口的PC6置置1，C口的口的PC4复位，复位， 则程序指令如下：则程序指令如下： MOV AL， 0DH OUT 63H， AL ；PC6置置1 MOV AL， 08H

11、OUT 63H， AL ；PC4复位复位第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 6.4.4 8255A的工作方式的工作方式1. 方式方式0（ 基本输入基本输入/输出方式）输出方式） （1） 方式方式0的工作特点的工作特点 数据传输不需要联络信号，数据传输不需要联络信号，每个端口都可作输入口或输出口用。每个端口都可作输入口或输出口用。 即端口即端口A和端口和端口B可由方式选择控制字确定为输入或输出口，端口可由方式选择控制字确定为输入或输出口，端口C 的高的高4位和低位和低4位也可由方式选择控制字确定为输入口或输出口。位也可由方式选择控制字确定为输入口或输出口。 这样各个端口的输

12、入或输出共有这样各个端口的输入或输出共有16种组合，可适用于多种场合。种组合，可适用于多种场合。（2）方式）方式0的输入输出操作的输入输出操作 输入时输入时, 要求要求CPU在发出读信号前，必须保证外设数据以及在发出读信号前，必须保证外设数据以及片选信号和端口选择信号片选信号和端口选择信号A0、A1先行有效并且保持到读信号结束后。先行有效并且保持到读信号结束后。 输出时，输出时，同样要求地址信号先行有效并且保持到写信号结束同样要求地址信号先行有效并且保持到写信号结束后，而数据必须在写命令结束前出现在数据总线上，然后才能把数据后，而数据必须在写命令结束前出现在数据总线上，然后才能把数据输出到输出

13、到8255A的相应端口让外设接收。的相应端口让外设接收。第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 （3）方式）方式0的使用场合的使用场合 方式方式0通常使用于通常使用于同步传送同步传送和和查询式传送查询式传送两种场合。两种场合。 同步传送时，同步传送时，发送方和接收方之间不需要联络信号，自行维发送方和接收方之间不需要联络信号，自行维持同步，即双方数据已准备好，持同步，即双方数据已准备好，CPU不需要查询外设的状态。在这种不需要查询外设的状态。在这种情况下，对接口的要求很简单，只要能进行数据的传输即可。情况下，对接口的要求很简单，只要能进行数据的传输即可。8255A进行同步传送时

14、，三个数据端口可同时实现三路数据传输。进行同步传送时，三个数据端口可同时实现三路数据传输。 查询式传输时，查询式传输时，需要应答信号。但是，方式需要应答信号。但是，方式0没有规定具体没有规定具体的应答信号，所以端口的应答信号，所以端口A或端口或端口B作为数据的输入口作为数据的输入口/输出口时，往往输出口时，往往将将C口口 分为高分为高4位和低位和低4位两部分，分别用来作输入状态信息的输入口位两部分，分别用来作输入状态信息的输入口或输出控制信号的输出口。这样，利用端口或输出控制信号的输出口。这样，利用端口C来配合端口来配合端口A和端口和端口B的的查询式数据传输。查询式数据传输。第第6 6章章 串

15、并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 2. 方式方式1（选通输入（选通输入/输出方式）输出方式） （1） 方式方式1的工作特点的工作特点 需要专用的联络信号线，该方式通常用于需要专用的联络信号线，该方式通常用于查询（条件查询（条件)传送传送; 端口端口A和端口和端口B可由方式选择控制字确定为输入或输出口可由方式选择控制字确定为输入或输出口; 端口端口C的部分位可做联络信号的部分位可做联络信号, 状态字从状态字从C口读取。口读取。（2）方式）方式1输入输入/输出情况下有关信号的规定输出情况下有关信号的规定INTRBINTRBPC0OBFBIBFBPC1ACKBSTBBPC2 B口方式1INTR

16、AINTRAPC3I/OSTBAPC4I/OIBFAPC5ACKAI/OPC6OBFAI/OPC7 A口方式1输输 出出输输 入入联络线联络线端端 口口第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 （I）端口）端口A方式方式1作输入作输入: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PC4PC5PC3PA7PA0INTEAIBFAINTRASTBA中断允许触发器第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 （II）端口）端口B方式方式1作输入：作输入：PC2

17、PC1PC0PB7PB0INTEBIBFBINTRBSTBB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B口已经接收数据中断请求信号请求CPU接收数据中断允许触发器方式方式1 1需借用端口需借用端口C C用做联络信号用做联络信号同时还具有中断请求和屏蔽功能同时还具有中断请求和屏蔽功能第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 （III）方式）方式1输入联络信号输入联络信号v STB选通信号，低电平有效选通信号，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锁存至8255A的输入锁存器的输入锁

18、存器v IBF输入缓冲器满信号，高电平有效输入缓冲器满信号，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锁存器v INTR中断请求信号，高电平有效中断请求信号，高电平有效 8255A输出的信号，可用于向输出的信号，可用于向CPU提出中断请求，要求提出中断请求，要求CPU读读取外设数据取外设数据第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 （ V ）方式）方式1中断控制中断控制v 8255A的中断由中断允许触发器的中断由中断允许触发器INTE控制控制 置位允许中断，复位禁止中断置位允许中断，复位禁止中断v

19、 对对INTE的操作通过写入端口的操作通过写入端口C的对应位实现，的对应位实现，INTE触发触发器对应端口器对应端口C的位是作应答联络信号的输入信号的哪一的位是作应答联络信号的输入信号的哪一位，只要对那一位置位位，只要对那一位置位/复位就可以控制复位就可以控制INTE触发器触发器v 选通输入方式下选通输入方式下 端口端口A的的INTEA对应对应PC4 端口端口B的的INTEB对应对应PC2第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 （ VI ）端口）端口A方式方式1作输出：作输出：外设响应信号表示外设已经接收到数据输出缓冲

20、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PC6PC7PC3PA7PA0INTEAOBFAINTRAACKA中断允许触发器第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 （ VII ）端口）端口B方式方式1作输出：作输出：PC2PC1PC0PB7PB0INTEBOBFBINTRBACKB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再次输出数据中断允许触发器第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 （ VIII）方式）方式1输出联络信号输出联络信号v OBF输出缓冲器满信号，低有效输出缓冲器满信

21、号，低有效 8255A输出给外设的一个控制信号，当其有效时，表示输出给外设的一个控制信号，当其有效时，表示CPU已把已把数据输出给指定的端口，外设可以取走数据输出给指定的端口，外设可以取走v ACK响应信号，低有效响应信号，低有效 外设的响应信号，指示外设的响应信号，指示8255A的端口数据已由外设接受的端口数据已由外设接受v INTR中断请求信号，高有效中断请求信号，高有效 当输出设备已接受数据后，当输出设备已接受数据后，8255A输出此信号向输出此信号向CPU提出中断请提出中断请求，要求求，要求CPU继续提供数据继续提供数据端口端口A A的的INTEAINTEA对应对应PCPC6 6端口端

22、口B B的的INTEBINTEB对应对应PCPC2 2第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 （3）方式）方式1的使用场合的使用场合 在方式在方式1下，在规定某个端口为输入口或输出口时，自动下，在规定某个端口为输入口或输出口时，自动规定了相应的联络信号。这样，在需要采用中断方式进行输入规定了相应的联络信号。这样，在需要采用中断方式进行输入/输输出的场合，只要外设能向出的场合，只要外设能向 8255A提供选通信号或应答信号，常常提供选通信号或应答信号，常常使使8255A的端口工作于方式的端口工作于方式1。第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 3. 方式方式2

23、（双向传输方式）（双向传输方式）（1）方式）方式2的工作特点的工作特点 只适用于只适用于端口端口A，可以发送数据和接收数据，但不能同时进行。，可以发送数据和接收数据，但不能同时进行。 端口端口C用用5个数位自动配合提供控制信号和状态信号。个数位自动配合提供控制信号和状态信号。第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 （2）方式）方式2的控制信号和状态信号的控制信号和状态信号 PC6PC7PC3PA7PA0INTE1OBFAINTRAACKAPC4PC5IBFASTBAINTE2用用PC6设置设置INTE1（输出）（输出）用用PC4设置设置INTE2（输入）（输入）输入和输出中断

24、通过输入和输出中断通过或门输出或门输出INTRA信号信号（3）方式）方式2的使用场合的使用场合 当一个并行外设既作输入设备又作输出设备，并且输入和输出当一个并行外设既作输入设备又作输出设备，并且输入和输出不是同时进行时，可以用不是同时进行时，可以用8255A的端口的端口A把该设备和处理器连接起来。把该设备和处理器连接起来。 例如，磁盘就是这样一种双向设备。例如，磁盘就是这样一种双向设备。CPU既能对磁盘进行读操作，又既能对磁盘进行读操作，又能进行写操作，并且读和写是分别进行的。因此，可以将磁盘驱动器的数据能进行写操作，并且读和写是分别进行的。因此，可以将磁盘驱动器的数据线和线和8255A的端口

25、的端口A相连，再使相连，再使PC7PC3与磁盘控制器的控制线和状态线相与磁盘控制器的控制线和状态线相连即可。连即可。第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 【例例】 8255A 作为连接打印机的接口，工作于方式作为连接打印机的接口，工作于方式0，查询式传输，查询式传输， 工作过程：工作过程：当处理器要往打印机输出字符时，先查询打印机的状态，如果打印当处理器要往打印机输出字符时，先查询打印机的状态，如果打印机正在打印字符，则忙信号机正在打印字符，则忙信号BUSY为为1，反之为，反之为0。因此，当查询到。因此，当查询到BUSY=0时，时，则可通过则可通过8255A往打印机送一个字

26、符。此时要将选通信号往打印机送一个字符。此时要将选通信号STB置成低电平，然后置成低电平，然后再使其为高电平，这样将此负脉冲作为选通信号将字符送到打印机的输入缓冲器。再使其为高电平，这样将此负脉冲作为选通信号将字符送到打印机的输入缓冲器。 现将端口现将端口A作为传输字符的通道，工作方式作为传输字符的通道，工作方式0，端口，端口C 工作于方式工作于方式0，PC6作作选通信号输出，故高四位为输出方式，选通信号输出，故高四位为输出方式，PC2作忙信号输入，故低四位为输入方式。作忙信号输入，故低四位为输入方式。设设8255A的端口地址为：的端口地址为：00D0H、00D2H、00D4H、00D6H。

27、6.4.5 8255A的应用举例的应用举例第第6 6章章 串并行通信和接口技术串并行通信和接口技术 具体的程序段如下：具体的程序段如下：PP： MOV AL, 81H ；写方式控制字，A、C口工作于方式0，A口为输出，；C口的低四位为输入，高四位为输出 OUT 0D6H, AL MOV AL, 0DH OUT 0D6H, AL ；用置位/复位控制字，使PC6为1LPST： IN AL, 0D4H ；读端口C的值 AND AL, 04H JNZ LPST ；判断PC0是否位0，不为0，打印机忙，继续等待 MOV AL, CL OUT 0D0H, AL ；打印机不忙，则把打印字符CL送给端口A MOV AL, 0CH