微机原理与接口技术并行接口

1、第第9 9章章 并行接口并行接口 v并行通信的基本概念并行通信的基本概念 并行通信就是把一个字符的各数据位用并行通信就是把一个字符的各数据位用几条几条传输线同时进行传输。传输线同时进行传输。优点：优点： 实际的传输速度快，信息率高。实际的传输速度快，信息率高。缺点：缺点： 随着传输距离的增加，电缆开销大。随着传输距离的增加，电缆开销大。D7D1D0t9.1 8255A的工作原理的工作原理v并行接口的基本结构并行接口的基本结构CPUCPU并行接口并行接口输入设备输入设备输出设备输出设备数据总线数据总线数据输入数据输入数据输出数据输出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控制寄存

2、器控制寄存器状态寄存器状态寄存器读信读信号号写信写信号号复位复位中断信号中断信号地址地址地址地址译码译码CSA0A1输入准备好输入准备好输出准备好输出准备好输入应答输入应答输出应答输出应答可编程并行接口可编程并行接口8255A8255A 8255A 8255A是是INTELINTEL系列的并行系列的并行接口芯片，使用单一接口芯片，使用单一5V5V电源且电源且具有具有4040个引脚的双列直插式芯个引脚的双列直插式芯片，其特点是：片，其特点是： 利用软件编程控制芯片的工利用软件编程控制芯片的工作方式。作方式。 构成系统不需要附加电路构成系统不需要附加电路 与外设提供与外设提供3 3组组8 8位数据

3、位数据的并的并行通信端口，称为行通信端口，称为A A端口、端口、B B端端口、口、C C端口。端口。8255A8255A的引腿功能的引腿功能8255A8255A的芯片引腿信号，除了电源的芯片引腿信号，除了电源和地之外，其他信号分为两组：和地之外，其他信号分为两组：与外设相连的引腿信号：与外设相连的引腿信号： PAPA7 7PAPA0 0： A A组数据信号输入输出组数据信号输入输出 PBPB7 7PBPB0 0： B B组数据信号组数据信号输入输出输入输出 PCPC7 7PCPC0 0： C C组数据信号组数据信号输入输出输入输出与与CPUCPU相连的引腿信号：相连的引腿信号： RESETRE

4、SET：复位信号：复位信号 RD: RD: 读信号，读信号，CPUCPU从从8255A8255A读数据读数据 WR WR：写信号，：写信号，CPUCPU向向8255A8255A写数据写数据 CSCS：片选信号，：片选信号，8255A8255A被选中被选中 D D7 7D D0 0：8255A8255A数据线，与数据总线相连数据线，与数据总线相连 A A1 1、A A0 0 ：端口选择信号。：端口选择信号。8255A8255A一共有一共有3 3个数据端口和个数据端口和1 1个控制端口，共个控制端口，共4 4个端口个端口当当A A1 1、A A0 0为为0000时，选中时，选中A A端口端口当当A

5、 A1 1、A A0 0为为0101时，选中时，选中B B端口端口当当A A1 1、A A0 0为为1010时，选中时，选中C C端口端口当当A A1 1、A A0 0为为1111时，选中控制端口时，选中控制端口8255A8255A的内部功能结构的内部功能结构端口端口A A对应对应1 1个个8 8位的数据输入锁存器和位的数据输入锁存器和1 1个个8 8位的数据输出锁存位的数据输出锁存/ /缓冲器缓冲器, ,端口端口A A作作为输入输出时数据均收到锁存。为输入输出时数据均收到锁存。端口端口B B对应对应1 1个个8 8位的数据输入缓冲器和位的数据输入缓冲器和1 1个个8 8位的数据输出锁存位的数

6、据输出锁存/ /缓冲器缓冲器, ,端口端口B B作作为输出时数据收到锁存。为输出时数据收到锁存。端口端口C C对应对应1 1个个8 8位的数据输入缓冲器和位的数据输入缓冲器和1 1个个8 8位的数据输出锁存位的数据输出锁存/ /缓冲器，端口缓冲器，端口C C作作为输出时数据收到锁存。为输出时数据收到锁存。端口端口C C通常被划通常被划分为两个分为两个4 4位端口，它们分别为端口位端口，它们分别为端口A A和和端口端口B B提供控制和状态信号。提供控制和状态信号。8255A8255A的控制寄存器，的控制寄存器，A A组控制决定组控制决定A A端口端口和和C C端口高端口高4 4位的输入输出和工作

7、方式，位的输入输出和工作方式，B B组控制决定组控制决定B B端口和端口和C C端口低端口低4 4位的输入输位的输入输出和工作方式，出和工作方式，8255A8255A端口端口工作方式工作方式v8255A8255A有三种基本工作方式有三种基本工作方式 方式方式0 0：基本的输入：基本的输入/ /输出方式输出方式 方式方式1 1：选通的输入：选通的输入/ /输出方式输出方式 方式方式2 2：双向传输方式：双向传输方式 端口端口A A可以工作在可以工作在3 3种工作方式中的任何一种。种工作方式中的任何一种。 端口端口B B只能工作方式只能工作方式0 0或者方式或者方式1 1。 端口端口C C一般分为

8、两组，高一般分为两组，高4 4位与端口位与端口A A构成一组配合工作，构成一组配合工作，低低4 4位与端口位与端口B B构成一组配合工作，为构成一组配合工作，为A A和和B B端口的输入端口的输入/ /输出提输出提供控制信号和状态信号。供控制信号和状态信号。注意：只有端口注意：只有端口A A可以工作在方式可以工作在方式2 28255A8255A的初始化的初始化 8255A 8255A的控制寄存器控制着它的的控制寄存器控制着它的3 3个端口的工作方式和数个端口的工作方式和数据传送方式，所以对据传送方式，所以对8255A8255A的初始化就是对控制寄存器写入控的初始化就是对控制寄存器写入控制字的过

9、程。制字的过程。v8255A8255A控制寄存器的端口的选中要求控制寄存器的端口的选中要求A A1 1、A A0 01111v 8255A 8255A的控制字分为两类：的控制字分为两类： 一类是芯片各端口的一类是芯片各端口的方式选择控制字方式选择控制字，它可以使，它可以使8255A8255A的的各端口工作于不同的方式下。方式选择控制字总是将端口各端口工作于不同的方式下。方式选择控制字总是将端口C C分分为为2 2组来控制。控制字的第组来控制。控制字的第7 7位称为标识位。如果为位称为标识位。如果为1 1，则写入，则写入控制寄存器的是控制寄存器的是方式选择控制字方式选择控制字。 一类是一类是C

10、C端口按位置端口按位置1/1/置置0 0方式字方式字，它可以使，它可以使C C端口中的任端口中的任何何1 1位置位置0 0或者置或者置1 1。控制字的第。控制字的第7 7位如果为位如果为0 0，则写入控制寄存，则写入控制寄存器的是器的是C C端口按位置端口按位置1/1/置置0 0方式字。方式字。B组控制组控制D7 = 1特征位特征位D0D1D2D3D4D5D6D7PC3 PC01：输入：输入0：输出：输出B口口 1：输入：输入 0：输出：输出B组工作方式组工作方式 0：方式：方式0 1：方式：方式1PC7 PC4 1：输入：输入 0：输出：输出A口口 1：输入：输入 0：输出：输出A组工作方式

11、组工作方式0 0 ：方式：方式00 1 ：方式：方式11：方式：方式2方式选择控制字方式选择控制字A组控制组控制D0D1D2D3D4D5D6D71：置位：置位0：复位：复位C口选择口选择000：PC0001：PC1010：PC2011：PC3100：PC4101：PC5110：PC6111：PC7任选（可任选（可1可可0）D7 = 0（特征位）（特征位）C端口按位置端口按位置1/置置0方式字方式字v例如微机系统中，例如微机系统中，8255A8255A的控制端口的地址为的控制端口的地址为00E7H00E7H，要求各，要求各端口的工作方式如下：端口的工作方式如下： 端口端口A A：方式：方式0 0

12、，输出，输出 端口端口B B：方式：方式0 0，输入，输入 端口端口C C的高的高4 4位：输出位：输出 端口端口C C的低的低4 4位：输入位：输入 设置设置8255A8255A的方式选择控制字的程序段如下：的方式选择控制字的程序段如下： MOV AL, 83HMOV AL, 83H MOV DX,00E7H MOV DX,00E7H OUT DX, AL OUT DX, AL 1 00 0 0 0 1 1v例如例如微机微机系统中，系统中，8255A8255A的控制端口的地址为的控制端口的地址为00E7H00E7H，要求端，要求端口口C C的的PC3PC3位置位置0 0，下面的程序段可以实现

13、该要求。，下面的程序段可以实现该要求。 MOV AL, 06HMOV AL, 06H MOV DX,00E7H MOV DX,00E7H OUT DX, AL OUT DX, AL0 000 011 08255A8255A的工作方式的工作方式方式方式0 0v方式方式0 0也称为基本输入也称为基本输入/ /输出方式输出方式。该方式下端口。该方式下端口A A和端口和端口B B可可以通过方式选择控制字作为输入口或者输出口；端口以通过方式选择控制字作为输入口或者输出口；端口C C分为两分为两个个4 4位端口，也可以规定位输入口或输出口。位端口，也可以规定位输入口或输出口。v方式方式0 0的特点是任何的

14、特点是任何1 1个端口可作为输入口或作为输出口，各个端口可作为输入口或作为输出口，各端口之间没有必然的联系。各端口的输入或者输出可以有端口之间没有必然的联系。各端口的输入或者输出可以有1616中组合，适用于多种使用场合。中组合，适用于多种使用场合。v方式方式0 0的使用场合有两个：的使用场合有两个： 一种是同步传输，发送方和接受方的动作由一个时序信一种是同步传输，发送方和接受方的动作由一个时序信号来管理，号来管理，不需要应答信号和查询外设的状态不需要应答信号和查询外设的状态，对接口的要，对接口的要求简单，只要能传递数据，可以实现求简单，只要能传递数据，可以实现3 3路并行传输。路并行传输。 二

15、种是查询传输，端口二种是查询传输，端口A A和端口和端口B B传送数据，端口传送数据，端口C C配合端配合端口口A A和和B B工作：作为输出口，输出对外设的控制信号；作为输工作：作为输出口，输出对外设的控制信号；作为输入口，读取外设的状态。入口，读取外设的状态。信号与端口信号与端口C C的数位没有具体关系的数位没有具体关系。 8255A 8255A作为连接打印机的接口，工作过程如下：作为连接打印机的接口，工作过程如下： 当主机要往打印机输出字符时，首先查询打印机的忙信当主机要往打印机输出字符时，首先查询打印机的忙信号，如果打印机正在处理一个字符或者打印一行字符，忙信号，如果打印机正在处理一个

16、字符或者打印一行字符，忙信号为号为1 1；反之忙信号为；反之忙信号为0 0。当。当CPUCPU查询到查询到忙信号为忙信号为1 1时，时，则循环则循环等待，当等待，当忙信号为忙信号为0 0，则通过则通过8255A8255A向打印机输出一个字符。向打印机输出一个字符。 数据信号：数据信号： CPUCPU将待打印的数据通过将待打印的数据通过8255A8255A送给打印机送给打印机状态信号：状态信号： 打印机的忙信号打印机的忙信号(BUSY)(BUSY)通过通过8255A8255A输入给输入给CPUCPU CPUCPU通过通过8255A8255A将数据准备好信号将数据准备好信号(STB)(STB)输出

17、给打印机输出给打印机例：例：8255A8255A作为作为打印机接口打印机接口8255A8255A端口工作方式选择端口工作方式选择 A A端口工作于方式端口工作于方式0 0，用于数据输出，用于数据输出 B B端口不用端口不用 C C端口工作于方式端口工作于方式0 0，PCPC2 2为为BUSYBUSY信号输入端，故信号输入端，故PCPC3 3PCPC0 0为输入方式；为输入方式；PCPC6 6为为STBSTB信号输出端，故信号输出端，故PCPC7 7 PCPC4 4为输出方式为输出方式 设打印字符在设打印字符在CLCL中，中，8255A8255A的端口地址为：的端口地址为： A A端口端口:00

18、D0H:00D0H B B端口端口:00D1H C:00D1H C端口端口:00D2H :00D2H 控制口控制口:00D3H:00D3H PP: MOV AL,81H PP: MOV AL,81H OUT 00D3H,AL OUT 00D3H,AL ；写控制寄存器，设置各端口工作方式；写控制寄存器，设置各端口工作方式 MOV AL,0DHMOV AL,0DH OUT 00D3H,AL OUT 00D3H,AL ；用；用C C端口置端口置0/0/置置1 1方式使方式使PCPC6 6为为1 1，即，即STBSTB高电平高电平LPS:LPS: IN AL,00D2H IN AL,00D2H ；读取

19、；读取C C端口的值端口的值 TEST AL,04H TEST AL,04H ；测试；测试PCPC2 2是否为是否为1 1，即，即BUSYBUSY信号是否为信号是否为1 1 JNZ LPS JNZ LPS ；不为；不为0 0，说明，说明BUSYBUSY信号为信号为1 1，循环等待，循环等待 MOV AL,CL MOV AL,CL ；将打印字符送将打印字符送ALAL OUT 00D0H,AL OUT 00D0H,AL ；如不忙，将；如不忙，将CLCL的内容送端口的内容送端口A A MOV AL,0CH MOV AL,0CH OUT 00D3H,AL OUT 00D3H,AL ；用；用C C端口置

20、端口置0/0/置置1 1方式使方式使PCPC6 6为为0 0，即，即STBSTB低电平低电平 ADD AL,1 ADD AL,1 ；将；将ALAL加加1 1 OUT 00D3H,AL OUT 00D3H,AL ；用；用C C端口置端口置0/0/置置1 1方式使方式使PCPC6 6为为1 1，即，即STBSTB高电平高电平 8255A8255A的工作方式的工作方式方式方式1 1v方式方式1 1称为选通的输入称为选通的输入/ /输出方式输出方式。和方式。和方式0 0相比最主要的差相比最主要的差别是别是A A端口和端口和B B端口用方式端口用方式1 1输入输出时，输入输出时， 端口端口C C配合配合

21、A A端口和端口和B B端口工作，端口工作，提供选通信号和联络信号，而这些信号与端口提供选通信号和联络信号，而这些信号与端口C C中的数位有固定的对应关系中的数位有固定的对应关系。v特点：特点：1)1)端口端口A A和端口和端口B B可以可以分别分别工作在方式工作在方式1 1，任何一个端口都，任何一个端口都可作可作为输入端和输出端为输入端和输出端。2)2)如果如果8255A8255A的的A A端口工作于方式端口工作于方式1 1，那么，那么C C端口就有端口就有3 3位位配合配合A A端端口工作，口工作，B B端口和端口和C C端口的剩下的端口的剩下的5 5位可以工作在方式位可以工作在方式0 0

22、即可以即可以作为输出也可作为输入；反之亦然。作为输出也可作为输入；反之亦然。3)3)如果如果A A端口和端口和B B端口都工作在方式端口都工作在方式1 1，那么，那么C C端口有端口有3 3位配合位配合A A端端口工作，有口工作，有3 3位配合位配合B B端口工作，剩下端口工作，剩下2 2位可作为输入输出。位可作为输入输出。v方式方式1 1使用场合主要是外设和使用场合主要是外设和CPUCPU使用不同的时序信号，工作使用不同的时序信号，工作在在异步方式异步方式下，接口需要传递应答信号和查询外设的状态。下，接口需要传递应答信号和查询外设的状态。8 82 25 55 5A A外外设设外外设设方式方式

23、1输入输入时信号的规定时信号的规定端口端口A端口端口B8位数据输入位数据输入8位数据输入位数据输入PCPC5 5PCPC4 4PCPC3 3PCPC2 2PCPC1 1PCPC0 0PCPC7 7PCPC6 6选通信号选通信号STB,STB,外设数据准备好外设数据准备好选通信号选通信号STB,STB,外设数据准备好外设数据准备好至至CPUCPU中断请求信号输出中断请求信号输出INTRINTRB B至至CPUCPU中断请求信号输出中断请求信号输出INTRINTRA A输入缓冲区满信号输入缓冲区满信号IBFIBFA A输入缓冲区满信号输入缓冲区满信号IBFIBFB B8 82 25 55 5A A

24、外外设设外外设设方式方式1输出输出时信号的规定时信号的规定端口端口A端口端口BPCPC5 5PCPC4 4PCPC2 2PCPC1 1PCPC0 0PCPC7 7PCPC6 6响应信号响应信号ACK,ACK,外设取得数据外设取得数据响应信号响应信号ACK,ACK,外设取得数据外设取得数据至至CPUCPU中断请求信号输出中断请求信号输出INTRINTRB B至至CPUCPU中断请求信号输出中断请求信号输出INTRINTRA A8位数据输出位数据输出8位数据输出位数据输出PCPC3 3输出缓冲区满信号输出缓冲区满信号OBFOBFA A输出缓冲区满信号输出缓冲区满信号OBFOBFA A8255A82

25、55A的工作方式的工作方式方式方式2 2v方式方式2 2也称为双向传输方式也称为双向传输方式。只有端口。只有端口A A能工作在该方式下。能工作在该方式下。外设可以通过外设可以通过8 8位数据线，即向位数据线，即向CPUCPU发送数据，又从发送数据，又从CPUCPU接收数接收数据。和方式据。和方式1 1相同，相同，端口端口C C的固定位的固定位提供控制和状态信号。提供控制和状态信号。v特点：特点：1)1)端口端口A A工作于方式工作于方式2 2时，时，C C端口的端口的PCPC3 3-PC-PC7 7共共5 5位数位分别提供位数位分别提供控制信号和状态信号配合控制信号和状态信号配合A A端口工作

26、。端口工作。2)2)端口端口A A工作于方式工作于方式2 2时，时，B B端口可以工作在方式端口可以工作在方式0 0的输入输出的输入输出下，端口下，端口C C的的PCPC0 0-PC-PC2 2共共3 3位可以工作在方式位可以工作在方式0 0的输入输出下；端的输入输出下；端口口B B也可以工作在方式也可以工作在方式1 1的输入输出下，端口的输入输出下，端口C C的的PCPC0 0-PC-PC2 2共共3 3位位配合配合B B端口工作。端口工作。v方式方式2 2的使用场合：如果一个外部设备即可以作为输入设备的使用场合：如果一个外部设备即可以作为输入设备也可以作为输出设备，并且输入输出不会同时进行

27、，将该设也可以作为输出设备，并且输入输出不会同时进行，将该设备连接在备连接在A A端口，并工作于方式端口，并工作于方式2 2非常合适（例如磁盘）。非常合适（例如磁盘）。8 82 25 55 5A A外外设设外外设设方式方式2中信号的规定中信号的规定端口端口A端口端口BPCPC2 2PCPC1 1PCPC0 0PCPC7 7PCPC6 6PCPC5 5PCPC4 4PCPC3 3响应信号响应信号ACK,ACK,外设取得数据外设取得数据至至CPUCPU中断请求信号输出中断请求信号输出INTRINTRA A8位数据输入输出位数据输入输出选通信号选通信号STB,STB,外设数据准备好外设数据准备好输入

28、缓冲区满信号输入缓冲区满信号IBFIBFA A输出缓冲区满信号输出缓冲区满信号OBFOBFA A8 82 25 55 5A A外外设设外外设设A端口：方式端口：方式2端口端口A端口端口BPCPC2 2PCPC1 1PCPC0 0PCPC7 7PCPC6 6PCPC5 5PCPC4 4PCPC3 38位数据输入输出位数据输入输出8位数据输出位数据输出响应信号响应信号ACK,ACK,外设取得数据外设取得数据至至CPUCPU中断请求信号输出中断请求信号输出INTRINTRB BB端口：方式端口：方式1输出输出响应信号响应信号ACK,ACK,外设取得数据外设取得数据至至CPUCPU中断请求信号输出中断

29、请求信号输出INTRINTRA A选通信号选通信号STB,STB,外设数据准备好外设数据准备好输入缓冲区满信号输入缓冲区满信号IBFIBFA A输出缓冲区满信号输出缓冲区满信号OBFOBFA A输出缓冲区满信号输出缓冲区满信号OBFOBFA Av8255A8255A作为作为非编码键盘的接口非编码键盘的接口 在有键按下时，与之对应列短接，形成通路，在有键按下时，与之对应列短接，形成通路，A A端口的对应位输入为低端口的对应位输入为低电平电平0 0，通过读取，通过读取A A端口的数据就能判别是哪个键按下端口的数据就能判别是哪个键按下( (闭合闭合) )。该方式的缺。该方式的缺点是占用的端口太多。点

30、是占用的端口太多。 9.2 8255A应用举例应用举例8255A键键0PA0PA1PA2PA3键键1键键2键键310k10k* *4 4+5V+5V第第0行行第第0列列10K+5V第第7行行第第7列列8 82 25 55 5A APA0PA0PA1PA1PA2PA2PA7PA7 PB0PB0PB1PB1PB2PB2PB7PB7v非编码键盘的行扫描法识别按键非编码键盘的行扫描法识别按键v键盘扫描程序键盘扫描程序第一步：判断有无按键按下第一步：判断有无按键按下 使使A A端口输出端口输出00H00H，读入，读入B B端口的数据，如果是端口的数据，如果是FFHFFH，则没有，则没有按键按下，继续第一

31、步。否则进行第二步。按键按下，继续第一步。否则进行第二步。第二步：行扫描法识别按键第二步：行扫描法识别按键（1 1）使）使A A端口的端口的PA0PA0输出低电平，其余为高电平。输出低电平，其余为高电平。（2 2）观察列线的状态。）观察列线的状态。（3 3）如果某条列线变为低电平，则第）如果某条列线变为低电平，则第0 0行与该列相交位置上的行与该列相交位置上的键被按下；否则第键被按下；否则第0 0行没有键按下。行没有键按下。（4 4）使）使PA1PA1输出低电平，其余为高电平。输出低电平，其余为高电平。（5 5）观察列线的状态判断是否有键按下。）观察列线的状态判断是否有键按下。（6 6）如此逐

32、行扫描下去，直到最后一行。）如此逐行扫描下去，直到最后一行。 通过分析可知，通过分析可知，8255A8255A的端口的端口A A工作在方式工作在方式0 0的输出，端口的输出，端口B B工作在方式工作在方式0 0的输入，端口的输入，端口C C不用。不用。8255A8255A端口的地址如下：端口的地址如下： A A端口：端口：0FFF8H B0FFF8H B端口：端口：0FFF9H C0FFF9H C端口：端口：0FFFAH 0FFFAH 控制口：控制口：0FFFBH0FFFBH82558255的初始化及检测有无按键按下：的初始化及检测有无按键按下： PORTA EQU 0FFF8H PORTA

33、EQU 0FFF8H PORTB EQU 0FFF9H PORTB EQU 0FFF9H PORTC EQU 0FFFAH PORTC EQU 0FFFAH PORTCN EQU 0FFFBH PORTCN EQU 0FFFBH MOV DX MOV DX，PORTCN PORTCN ；置；置8255A8255A端口端口A A、B B工作在方式工作在方式 0 0 MOV AL MOV AL，10000011B 10000011B ；端口；端口A A为输出口，端口为输入口为输出口，端口为输入口 OUT DX OUT DX，ALALWAITKWAITK：MOV DXMOV DX，PORTAPORT

34、A MOV ALMOV AL，0000 OUT DX OUT DX，AL AL ；行码送全；行码送全“0”0” MOV DX MOV DX，PORTB PORTB ；读列码；读列码 IN ALIN AL，DXDX CMP AL CMP AL，0FFH0FFH JZ WAITK JZ WAITK ；无键按下，继续等待；无键按下，继续等待 行扫描法识别按键行扫描法识别按键 MOV CX MOV CX，8 8 ；扫描次数；扫描次数 MOV BL MOV BL，0 0 ；送按键初值；送按键初值 MOV BHMOV BH，11111110B 11111110B ；置初始扫描模式行码送；置初始扫描模式行码

35、送FEHFEHFNDROWFNDROW： MOV ALMOV AL，BH BH ；送行码；送行码 MOV DXMOV DX，PORTAPORTA OUT DX OUT DX，ALAL MOV DX MOV DX，PORTB PORTB ；读列码；读列码 IN ALIN AL，DXDX CMP AL CMP AL，0FFH0FFH JNZ FNDCOL JNZ FNDCOL ；该行有键按下，查列号；该行有键按下，查列号 ADD BLADD BL，8 8 ；该行无键按下，送下一行键号初值；该行无键按下，送下一行键号初值 ROL BH ROL BH，1 1 ；修改行码；修改行码 LOOP FNDROW LOOP FNDROW ；8 8行扫描未完