微机原理第十章2_修改稿

1、第十章第十章 并行接口芯片并行接口芯片8255A8255A的应用设计的应用设计并行接口应有的基本功能并行接口应有的基本功能几个要点：几个要点：一、一、具有一个或多个数据具有一个或多个数据I/OI/O寄存器和缓冲器寄存器和缓冲器 （也称为端口寄存器）（也称为端口寄存器）二、二、具有与具有与CPUCPU和外设进行联络控制的功能和外设进行联络控制的功能 三、三、能够以中断的方式与能够以中断的方式与CPUCPU进行联络进行联络 四、四、可以有多种工作方式，且可编程进行选择可以有多种工作方式，且可编程进行选择 并行接口的作用并行接口的作用 CPU 并行 接口 外设 数据准备好 准备就绪 回执 输出响应

2、CPU 并行 接口 外设 数据准备好 准备就绪 回执 接收准备好 输入响应 (a) 并行接口的输入过程 (b) 并行接口的输出过程 8255A8255A的功能结构的功能结构控制寄存器A组端口A高4位 低4位端口C端口BB组D7D0RESETRDWRCSA1A0VccGNDPA7PA0PC7PC4PB7PB0PC3PC0A组B组70 DDCSRDWR10A,A70PAPA70PBPB70PCPC引脚名功 能连接去向数据总线（双向）CPURESET复位输入CPU片选信号译码电路读信号CPU写信号CPU端口地址CPU端口A外设端口B外设端口C外设Vcc电源（+5V）/GND地/8255A8255A引

3、脚的引脚的功能与功能与连接连接端口端口A A， 当当A A1 10 0， A A0 00 0时访问；时访问；端口端口B B， 当当A A1 10 0， A A0 01 1时访问；时访问；端口端口C C， 当当A A1 11 1， A A0 00 0时访问；时访问；控制寄存器端口，当控制寄存器端口，当A A1 11 1， A A0 01 1时访问；时访问；8255A8255A中的端口中的端口端口功能简介端口功能简介端口端口A A：8 8位输出锁存位输出锁存/ /缓冲器，缓冲器，8 8位输入锁存器位输入锁存器 端口端口B B：8 8位数位数I/OI/O锁存锁存/ /缓冲器，缓冲器，8 8位数输入缓

4、冲器位数输入缓冲器 端口端口C C：8 8位输出锁存位输出锁存/ /缓冲器，缓冲器，8 8位输入缓冲器位输入缓冲器 注意：注意：1.1.输入时无锁存；输入时无锁存； 2.2.端口端口C C还可分成两部分：高还可分成两部分：高4 4位和低位和低4 4位，位， 可分别用作为输出控制和状态输入。可分别用作为输出控制和状态输入。控制寄存器：用于控制控制寄存器：用于控制8255A8255A的工作方式的工作方式 8255A内部结构（以内部结构（以PA口为例）口为例）控控制制逻逻辑辑方式控制寄存器方式控制寄存器输输出出锁锁存存器器数据数据双向双向缓冲缓冲器器输输入入缓缓冲冲器器D0D7RESETWRRDA1

5、A0CSPA0PA78255A8255A的工作方式的工作方式 三种基本工作方式：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；输出；方式方式1 1：有联络信号的输入：有联络信号的输入/ /输出；输出；方式方式2 2：双向传送。：双向传送。具体的工作方式由发送给控制寄存器的方式控制具体的工作方式由发送给控制寄存器的方式控制字决定字决定方式控制字方式控制字置位复位控制字置位复位控制字8255A8255A的控制字的控制字 8255A8255A的方式控制字的方式控制字 D71 D6D5D4D3D2D1D0端口C低4位的方向1：输入 0：输出端口B的方向B组的工作方式0：方式0

6、1：方式1A组工作方式00：方式001：方式11：方式2端口A的方向端口C高4位的方向注意：注意：1.D1.D7 71 1 是方式控制字的标志位是方式控制字的标志位2.A2.A组与组与B B组的提法与设置组的提法与设置D70XXXD3D2D1D00:清零1：置1寻址端口C中的某一位8255A8255A的置位控制字的置位控制字 说明：说明：1. D1. D7 70 0 是置位控制字的标志位是置位控制字的标志位2. 2. 功能为将端口功能为将端口C C中的指定位清零或置中的指定位清零或置1 1， 可以对端口可以对端口C C中的任一位进行位操作中的任一位进行位操作3. 3. 具体应用参见后面举例具体

7、应用参见后面举例 由方式控制字设置由方式控制字设置注意注意A A组、组、B B组的提法与设置组的提法与设置8255A8255A的工作方式介绍的工作方式介绍一、方式一、方式0 0 8255A8255A的工作方式介绍的工作方式介绍二、方式二、方式1 1 由方式控制字设置由方式控制字设置三个端口分成三个端口分成A A、B B两组，两组，C C口的口的PCPC7 7PCPC4 4用作为用作为A A组的联络信号，组的联络信号， PCPC3 3PCPC0 0用作用作为为B B组的联络信号（大致的说法）组的联络信号（大致的说法）具体联络信号线的定义与方式具体联络信号线的定义与方式1 1下输入下输入和输出方式

8、相关和输出方式相关 方式方式1 1在在输入输入时接口连接示意图时接口连接示意图IBFSTBINTRCPU8255外设外设方式方式1 1在输入时接口连线说明在输入时接口连线说明 STB（Strobe）是来自外设的选通输入信号，是来自外设的选通输入信号，低电平有效。有效时低电平有效。有效时8255接收外设送来的接收外设送来的8位数，位数，其下降沿将数据锁存到其下降沿将数据锁存到A或或B端口寄存器端口寄存器 IBF (Input Buffer Full) 8255送给外设的输入送给外设的输入缓冲器满信号，高电平有效，表示目前缓冲区有缓冲器满信号，高电平有效，表示目前缓冲区有数，外设暂不要再送。数，外

9、设暂不要再送。INTR （Interrupt Request）中断请求信号，）中断请求信号，高电平有效高电平有效PA7PA08PC6、7PC3PC4PC5INTRASTBAIBFA2RD方式控制字PC6、7 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01输入0输出方式1（端口A）INTEA10111/0XXXPA7PA08PC2PC1INTRBSTBBIBFBRD方式控制字 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0方式1（端口B）INTEB1XXXX11XPC0I/O方式方式1 1输入输入时时的方式的方式控制字控制字与端口与端口连接线连接线示意图示意图要使要使INTRINTR1 1的条

10、件的条件IBFIBF1 1INTEINTE = 1= 1 预设中断允许：预设中断允许： PCPC4 4 决定决定INTEINTEA A PC PC2 2 决定决定INTEINTEB BSTB STB 的上升沿到来的上升沿到来( (高电平）高电平） CPUCPU的中断服务程序中的中断服务程序中IN IN 指令产生的指令产生的 下降沿撤销下降沿撤销INTRINTR， 的上升沿使的上升沿使IBFIBF变低电平变低电平RDRD 8255A8255A方式方式1 1输入输入的时序的时序 中断允许的设置中断允许的设置 INTEA 用 PC4 INTEB 用PC2 PC4、PC2 1 为允许 0 为不允许OB

11、FACKINTRCPU8255外设外设方式方式1 1在在输出输出时接口连接示意图时接口连接示意图方式方式1 1在在输出输出时接口连线说明时接口连线说明ACK（Acknowledge）外设的响应信号，低电）外设的响应信号，低电平有效。有效时平有效。有效时8255输出缓冲区中的数据送上输出缓冲区中的数据送上外设数据线，其上升沿将数据锁存入外设，其下外设数据线，其上升沿将数据锁存入外设，其下降沿使降沿使OBF变高，告知外设缓冲区中暂无数据变高，告知外设缓冲区中暂无数据 OBF (Output Buffer Full) 8255送给外设的输送给外设的输出缓冲区满信号，低电平有效，表示目前缓冲区出缓冲区

12、满信号，低电平有效，表示目前缓冲区有数，外设可以来取。有数，外设可以来取。INTR （Interrupt Request）中断请求信号，高）中断请求信号，高电平有效电平有效方式方式1 1输出输出时时的方式的方式控制字控制字与端口与端口连接线连接线示意图示意图PA7PA08PC4、5PC3PC7PC6INTRAOBFAACKA2WR方式控制字PC4、5 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01输入0输出方式1（端口A）INTEA10101/0XXXPB7PB08PC1PC2INTRBOBFBACKBWR方式控制字 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0方式1（端口B）INTEB1

13、XXXX10XPC0要使要使INTRINTR1 1的条件的条件OBFOBF1 1 ， 表示输出缓冲已空表示输出缓冲已空INTEINTE = 1 = 1 预设中断允许：预设中断允许： PCPC6 6 决定决定INTEINTEA A PC PC2 2 决定决定INTEINTEB BACKACK的上升沿到来的上升沿到来 CPUCPU的中断服务程序中的中断服务程序中OUT OUT 指令产生的指令产生的IOWIOW的上升沿撤的上升沿撤 销销INTRINTR，使，使INTRINTR0 0，同时使，同时使OBFOBF变低电平变低电平 外设取走数据后，外设取走数据后，ACKACK的上升沿将使的上升沿将使INT

14、RINTR1 1，CPUCPU可可 继续输出数据继续输出数据 8255A 8255A方式方式1 1输出的时序输出的时序 8255A8255A的工作方式介绍的工作方式介绍二、方式二、方式2 2 双向传送数据方式，仅双向传送数据方式，仅A A口适用，实质口适用，实质是是A A口在方式口在方式1 1输入与输出工作的组合输入与输出工作的组合C C口的口的PCPC7 7PCPC3 3用作为用作为A A组的联络信号组的联络信号B B口及口及C C口的口的PCPC2 2PCPC0 0可正常工作于方式可正常工作于方式0 0或方式或方式1 1 方式2（端口A）PA7PA08PC2PC03PC38INTRAPC7

15、PC6OBFAACKAPC4PC5STBAIBFAINTE1INTE2RDI/OWR方式控制字 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D011XXXXXX方式方式2 2工作时工作时的方式的方式控制字控制字与端口与端口连接线连接线示意图示意图 8255A 8255A方式方式2 2工作的时序工作的时序 读取端口读取端口C C状态状态 OBFAINTEAI/OI/OINTRAINTEBOBFBINTRBA组B组方式1：输出I/OI/OIBFAINTEAINTRAINTEBIBFBINTRBA组B组方式1：输入OBFAINTE1IBFAINTE2INTRAXXXA组B组方式280868086最小方

16、式系统总线与最小方式系统总线与82558255的连接图的连接图 Intel8255A8086CPU最小方式系统总线PA7PA0PC7PC4PC3PC0PB7PB0D7D0A1A0CSWRRD译码电路D7D0A2A1WRRDM/IOA15A3A0=0=080868086最大方式系统总线与最大方式系统总线与82558255的连接图的连接图 Intel8255A8086CPU最大方式系统总线PA7PA0PC7PC4PC3PC0PB7PB0D7D0A1A0CSWRRD译码电路D7D0A2A1IOWIORA15A3A0=0Intel8255AIBMPC机系统总线PA7PA0PC7PC4PC3PC0PB7

17、PB0D7D0A1A0CSWRRD译码电路D7D0A2A1IOWIORA15A3A0=0AEN=0IBM PCIBM PC机系统总线与机系统总线与8255A8255A的连接框图的连接框图 例例10.110.1 在在80868086最小方式系统中，利用最小方式系统中，利用8255A8255A某端口输入某端口输入8 8位开关量，并通过另位开关量，并通过另一个端送出，以发光二极管指示数据，一个端送出，以发光二极管指示数据，灯亮表示数据灯亮表示数据“1”1”，灯灭表示数据，灯灭表示数据“0”0”。8255A8255A的端口地址为的端口地址为280H280H287H287H中的奇地址，设计系统总线与中的

18、奇地址，设计系统总线与8255A8255A的的连接电路，并编程实现。连接电路，并编程实现。 举例举例 1 1举举 例例 1 1Intel8255A8086CPU最小方式系统总线PA7PA0PC7PC4PC3PC0PB7PB0D7D0A1A0CSWRRDA2A1WRRD开关量输入+5VD15D8A3A15A14A13A11A12M/IOA8A6A5A4A10oA9oA7BHE举举 例例 1 1解题分析：解题分析：按照题目要求，可以采用端口按照题目要求，可以采用端口A A输输入开关量（数字量），采用端口入开关量（数字量），采用端口B B输出数据，输出数据，而且没有增加联络信号的必要，因此可以采用而

19、且没有增加联络信号的必要，因此可以采用最简单的方式最简单的方式0 0。根据。根据10.410.4节内容，很容易节内容，很容易设计出设计出8255A8255A与与80868086最小方式系统的连接关系，最小方式系统的连接关系，如图如图10.1510.15所示，为了使发光二极管具有足够所示，为了使发光二极管具有足够的亮度，我们采用图示的方法连接，这时，当的亮度，我们采用图示的方法连接，这时，当端口端口B B的某一位为的某一位为0 0时，相应的发光二极管亮，时，相应的发光二极管亮，这一点可以通过程序进行控制。这一点可以通过程序进行控制。 举例举例1 1 程序如下程序如下 MOV DX, 287H ；

20、设置8255A的工作方式 MOV AL, 10010000B ；端口A方式0输入 OUT DX, AL ；端口B方式0输出RER1: MOV DX, 281H ；从端口A读取开关量 IN AL, DX NOT AL ；按位取反 MOV DX, 283H ；从端口B送出 OUT DX, AL JMP RER1 例例10.210.2 在在80888088最大方式系统中，由一片最大方式系统中，由一片8255A8255A构构成输入输出接口，端口地址为成输入输出接口，端口地址为240H240H243H243H，外，外设准备好的设准备好的8 8位数据已送入位数据已送入8255A8255A的某端口，要的某端

21、口，要求将这一数据的低求将这一数据的低4 4位取反（高位取反（高4 4不变）后，从不变）后，从另一端口送出。要求：另一端口送出。要求： （1 1）说明各端口的工作方式；）说明各端口的工作方式； （2 2）编写）编写82558255初始化及输入输出程序段。初始化及输入输出程序段。举例举例 2 2解题分析：解题分析： 由于题目给定已经将外设准备好的由于题目给定已经将外设准备好的8 8位数位数据送入据送入8255A8255A的某端口（可设为端口的某端口（可设为端口A A），），因此因此A A组可以设定为方式组可以设定为方式1 1输入。对输出端输入。对输出端口（设为端口口（设为端口B B）题目并没有限

22、定，我们可）题目并没有限定，我们可以将以将B B组设定成方式组设定成方式0 0输出。输出。 82558255初始化及输入输出程序段如下页：初始化及输入输出程序段如下页： 举例举例 2 2 MOV DX, 243H ；设定8255A的工作方式 MOV AL, 10110000B OUT DX, AL MOV DX, 240H ；从端口A读数据IN AL, DX XOR AL, 0FH ；低4位取反，高4不变MOV DX, 242H ；从端口B送出OUT DX, AL举举 例例 2 2 例例10.310.3 在在80888088最大方式系统中，有一片最大方式系统中，有一片8255A8255A，其，

23、其端口地址为端口地址为20H20H、22H22H、24H24H、26H26H，采用低，采用低8 8位地址位地址总线设计译码电路及与系统总线的连接图总线设计译码电路及与系统总线的连接图, ,并编程并编程实现使端口实现使端口A A的低的低4 4位产生如图位产生如图10.1610.16所示的信号所示的信号( (各个信号的节拍不必严格相等各个信号的节拍不必严格相等) )。 举举 例例 3 3PA0PA1PA2PA3解题分析：解题分析：根据根据8255A8255A在在80888088最大方式系统最大方式系统中的端口地址，可以画出中的端口地址，可以画出8255A8255A与系统总线与系统总线的连接框图，如

24、图的连接框图，如图10.1710.17所示。所示。 为使为使8255A8255A的端口的端口A A产生如图产生如图10.1610.16所示的信所示的信号，可以将端口号，可以将端口A A设定成方式设定成方式0 0输出，端口输出，端口B B和和C C与本题无关，均设定为方式与本题无关，均设定为方式0 0输出。端输出。端口口A A低低4 4位的波形为分频形式，因此，可以位的波形为分频形式，因此，可以通过计数方式实现。通过计数方式实现。 举举 例例 3 38088CPU最大方式系统总线D7D0Intel8255APA7PA0PC7PC4PC3PC0PB7PB0D7D0A1A0WRRDA2A1IOWIO

25、RCSA3A15A14A13A11A12A8A6A9A4A10oA5A7A0举举 例例 3 3 MOV DX, 26H；设定；设定8255A的工作方式的工作方式 MOV AL, 1000 0000B OUT DX, AL MOV DX, 20H；产生指定的信号；产生指定的信号 XOR AL, AL REP1: OUT DX, AL MOV CX,15 REP2: INC AL OUT DX, AL LOOP REP2 XOR AL, AL JMP REP1举举 例例 3 3 例例10.510.5 在在IBM PCIBM PC系统机的扩充槽上系统机的扩充槽上, ,利用利用8255A8255A和和8 8位位A/DA/D变换器开发数据采集系统如图变换器开发数据采集系统如图10.1610.16所示。要求计算所示。要求计算8