微机技术并行08

第8章第8章并行接口教学重点

8255A的工作方式和编程

8255A的0方式的应用LED数码管的显示并行数据传输方式1、并行接口的特点是在多根数据线上，以数据字节(或字)为单位与传送信息。如打印机、A/D、D/A、开关量接口等。与此相对有串行接口，是在一根线上以1位数据位为单位与I/O设备或通讯对象传送信息。如显示器、鼠标、LED、MODEM等

2、并行传送的信息，不要求有固定的格式，与串行传送的信息有数据格式的要求不同。如异步串行通信的格式是一个数据，它包括起始位、数据位、校验位和停止位。3、并行接口的“并行”含义是指接口与I/O设备或被控对象一侧的并行数据线。CPU接口外设8.1并行接口电路8255A具有多种功能的可编程并行接口电路芯片最基本的接口电路：三态缓冲器和锁存器与CPU间、与外设间的接口电路：状态寄存器和控制寄存器还有端口的译码和控制电路、中断控制电路分3个端口，共24个外设引脚共三种输入输出工作方式8.1.18255A的内部结构和引脚数据总线缓冲器内部控制线内部数据线D0～D7A组控制A组端口AA组端口C上部B组控制B组端口BB组端口C下部读写控制逻辑PC0～PC3PB0～PB7PC4～PC7PA0～PA7RDWRA0A1CSRESET1.外设数据端口端口A：PA0～PA7A组，支持工作方式0、1、2端口B：PB0～PB7B组，支持工作方式0、1端口C：PC0～PC7仅支持工作方式0A组控制高4位PC4～PC7B组控制低4位PC0～PC3端口A：PA0～PA7常作数据端口，功能最强大端口B：PB0～PB7常作数据端口端口C：PC0～PC7可作数据、状态和控制端口分两个4位，每位可独立操作控制最灵活，最难掌握2.与处理器接口CSA1A0I/O地址读操作RD写操作WR00000101001160H61H62H63H读端口A读端口B读端口C非法写端口A写端口B写端口C写控制字D0~D7数据线 A0~A1地址线RD读信号 WR写信号CS片选信号 RESET复位信号8.1.28255A的工作方式方式0：基本输入输出方式适用于无条件传送和查询方式的接口电路方式1：选通输入输出方式适用于查询和中断方式的接口电路方式2：双向选通传送方式适用于与双向传送数据的外设适用于查询和中断方式的接口电路方式0输入时序datadata输入端口D0～D7RDCS,A1,A0请体会这里8255A的数据缓冲作用方式0输出时序WRdatadata输出端口D0～D7CS,A1,A08255A对CPU通过它输出给外设的数据进行锁存方式1输入引脚：A端口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PC4PC5PC3PA7~PA0INTEAIBFAINTRASTBA中断允许触发器方式1输入引脚：B端口PC2PC1PC0PB7~PB0INTEBIBFBINTRBSTBB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1需借用端口C用做联络信号同时还具有中断请求和屏蔽功能方式2双向方式方式2将方式1的选通输入输出功能组合成一个双向数据端口，可以发送数据和接收数据只有端口A可以工作于方式2，需要利用端口C的5个信号线，其作用与方式1相同方式2双向引脚PC6PC7PC3PA7~PA0INTE1OBFAINTRAACKAPC4PC5IBFASTBAINTE2用PC6设置INTE1（输出）用PC4设置INTE2（输入）输入和输出中断通过或门输出INTRA信号8.1.38255A的编程初始化编程：一个方式控制字采用控制I/O地址：A1A0＝11工作过程中：通过数据端口对外设数据进行读写数据读写利用端口A、B和C的I/O地址，A1A0依次等于00、01、10IBMPC/XT机上，端口A、B、C和控制端口的I/O地址为60H、61H、62H和63H1.写入方式控制字：控制字格式例1： 试找出8255A各口相应的地址，并将命令字写入8255A的相应命令寄存器。 把A口指定为0方式，输入，C口上半部分定义为输出；

B口指定为1方式，输出，C口的下半部分定义为输入。1.写入方式控制字：示例&G1G2AG2BCBAY6≥1D7~D0A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0CPU74LS138D7~D0CSA08255AA1MOV DX,31BHMOV AL,10010101BOUT DX,ALPAPBPC初始化的程序段如下：试判断8255A各口功能。

MOVDX，31BH

MOVAL，0B1H

OUTDX，AL例2：2.读写数据端口初始化编程后：当数据端口作为输入接口时，执行输入IN指令将从输入设备得到外设数据当数据端口作为输出接口时，执行输出OUT指令将把CPU的数据送给输出设备8255A具有锁存输出数据的能力对输出方式的端口同样可以输入不是读取外设数据读取的是上次CPU给外设的数据2.读写数据端口：示例利用8255A的输出锁存能力，可实现按位输出控制

例3：对输出端口B的PB7位置位的程序段： MOVDX，319H ；B端口假设为319H

INAL，DX ；读出B端口原输出内容

ORAL，80H ；使PB7＝1

OUTDX，AL ；输出新的内容3.读写端口C：归纳1C端口被分成两个4位端口，两个端口只能以方式0工作，可分别选择输入或输出在控制上，C端口上半部和A端口编为A组，C端口下半部和B端口编为B组3.读写端口C：归纳2当A和B端口工作在方式1或方式2时，C端口的部分或全部引脚将被征用其余引脚仍可设定工作在方式03.读写端口C：归纳3对端口C的数据输出有两种办法通过端口C的I/O地址：向C端口直接写入字节数据。这一数据被写进C端口的输出锁存器，并从输出引脚输出，但对设置为输入的引脚无效通过控制端口：向C端口写入位控字，使C端口的某个引脚输出1或0，或置位复位内部的中断允许触发器端口C的位控制字位控制字写入控制端口特别便于置位复位内部中断允许触发器INTE按位置位/复位控制字可以使C口的8位中的任意一位置成高电平或低电平输出。例3：把C口的PC2位置高，命令字为

00000101B，即05H。（300H~303H）MOVDX,303HMOVAL,05HOUTDX,AL例4分配口地址300～303H，从PC0口输出一个负脉冲。8255D触发器PC0R复位‥‥MOV DX，303HMOV AL，00000001BOUT DX，ALNOPNOPMOV AL，0HOUT DX，ALNOPNOPMOV AL，01HOUT DX，AL3.读写端口C：归纳4读取的C端口数据有两种情况未被A和B端口征用的引脚：将从定义为输入的端口读到引脚输入信息；将从定义为输出的端口读到输出锁存器中的信息被A和B端口征用作为联络线的引脚：将读到反映8255A状态的状态字D7D6D5D4D3D2D1D0方式1输入I/OI/OIBFAINTEAINTRAINTEBIBFBINTRB方式1输出OBFAINTEAI/OI/OINTRAINTEBOBFBINTRB方式2双向OBFAINTE1IBFAINTE2INTRA×××端口C的状态字A组B组8.28255A的应用作为通用的并行接口电路芯片，825A具有广泛的应用应用在IBMPC/XT微机上应用于打印机接口电路连接简易键盘驱动LED数码管……8.2.18255A在IBMPC/XT上的应用工作在基本输入/输出方式0端口A为方式0输入，用来读取键盘扫描码端口B工作于方式0输出，例如控制扬声器等端口C为方式0输入，读取系统状态和配置系统的初始化编程： MOVAL,10011001B ;方式控制字99H

OUT63H,AL打印机接口的信号与时序BUSYDATA0～7ACKSTROBE主机把数据送给引脚DATA0～DATA7同时送出数据选通信号STROBE*打印机在BUSY信号线上发出忙信号打印机处理好输入的数据时撤消忙信号同时又送出一个响应信号ACK*8.2.2用8255A方式0与打印机接口BUSY

DATA0～78255APC7PC2PA0～PA7打印机STROBE接口电路

&G1G2AG2BCBAY0≥1D7~D0A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0CPU74LS138D7~D0CSA08255AA1PA7~0PC7RDWEDATA8~1PC2STBBUSY打印机接口PC2=0?置PC7=0延时置PC7=1内存加1，字数减1=0？结束NNYY置PC7=1，输出一个数初始化，取首偏地址开始8255A的初始化 MOVSI,OFFSETBUFMOVCX,0FFHMOVDX,303H ;控制端口地址 MOVAL,10000001B;方式控制字 OUTDX,AL;A口方式0输出，C口上输出、下输入 MOVAL,00001111B ;端口C的复位置位控制字，使PC7＝1 OUTDX,AL例打印机查询prn:MOVDX,302H ;读取端口C INAL,DX ;查询打印机状态 ANDAL,04H ;PC2＝BUSY＝0？ JNZprn ;PC2＝1，打印机忙，则循环等待例打印机打印子程序：输出 ;PC2＝0，打印机不忙，则输出数据 MOVDX,300HMOVAL,[SI] OUTDX,AL ;将打印数据从端口A输出例打印机打印子程序：打印 MOVDX,303h ;从PC7送出控制低脉冲 MOVAL,00001110B ;置STROBE＝0 OUTDX,AL NOP ;产生一定宽度的低电平 NOP MOVAL,00001111B ;置=1 OUTDX,AL ;最终，STROBE产生低脉冲信号例打印机循环条件控制 INCSI DECCX JNZPRN HLT例打印机练习：简单的输入/输出，即显示灯接口

1．具体要求：有12个灯，4个开关，(每次有且只有一个合上)如开关1合上（为高电平），则前4个灯亮如开关2合上（为高电平），则中4个灯亮如开关3合上（为高电平），则后4个灯亮如开关4合上（为高电平），则退出&G1G2AG2BCBAY6≥1D7~D0A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0CPU74LS138CSA08255AA1RDWEPC7PC6PC5PC4PC3PC2PC1PC0PB3PB2PB1PB0PA3PA2PA1PA0+5V2、硬件电路3、驱动程序

MOV DX，33BH MOVAL，10001000B；初始化8255，设PC7～PC4为输入，其它为输出，0方式

OUT DX，ALLP0： MOV DX，338H MOV AL，0FFH OUT DX，AL；给PA口输出11111111，使灯灭

MOV DX，339H OUT DX，AL；给PB口输出11111111，使灯灭

MOV DX，33AH OUT DX，AL；给PC口输出11111111，使灯灭L： MOV DX，33AH IN AL，DX；读入开关状态 MOV AH，AL AND AL，80H JNZ L1 ；开关1合，跳转 MOV AL，AH AND AL，40H JNZ L2 ；开关2合，跳转 MOV AL，AH AND AL，20H JNZ L3 ；开关3合，跳转 MOV AL，AH AND AL，10H JNZ STOP ；开关4合，跳转 JMP LLI： MOV DX，33AH MOV AL，0H OUT DX，AL；给PC口输出全0，使前4灯亮 MOV AL，0FH MOV DX，339H OUT DX，AL；给PB口输出1，使中4灯灭 MOV DX，338H OUT DX，AL；给PA口输出1，使后4灯灭 JMP LL2： MOV DX，339H MOV AL，0H OUT DX，AL；给PB口输出全0，使中4灯亮 MOV AL，0FH MOV DX，33AH OUT DX，AL；给PC口输出1，使前4灯灭 MOV DX，338H OUT DX，AL；给PA口输出1，使后4灯灭 JMP LL3： MOV DX，338H MOV AL，0H OUT DX，AL；给PA口输出全0，使后4灯亮 MOV AL，0FH MOV DX，339H OUT DX，AL；给PB口输出1，使中4灯灭 MOV DX，33AH OUT DX，AL；给PC口输出1，使前4灯灭 JMP L

STOP: HLT8.3键盘及其接口键盘是微机系统最常使用的输入设备小键盘：适用于单板机或以微处理器为基础的仪器，实现数据、地址、命令及指令等的输入独立键盘：通过5芯电缆与PC微机主机连接8.3.1简易键盘的工作原理+5V+5V+5V最简单的线性结构键盘每一个引脚连接一个键输入0/1反映健是否高低8.3.1简易键盘的工作原理+5V+5V控制线检测线常用的矩阵结构键盘每行连接一个引脚每列连接一个引脚利用控制线为低、

读取检测线来识别闭合键1.扫描法先使第0行接低电平，其余行为高电平，然后看第0行是否有键闭合（通过检查列线电位实现）此后，再将第1行接地，然后检测列线是否有变为低电位的线。如此往下一行一行地扫描，直到最后一行在扫描过程中，当发现某一行有键闭合时，便在扫描中途退出通过组合行线和列线可识别此刻按下的是哪一键2.抖动和重健问题机械按键存在抖动现象当按下或释放一个键时，往往会出现按键在闭合位置和断开位置之间跳几下才稳定到闭合状态抖动的持续时间通常不大于10ms采用硬件消抖电路或软件延时方法解决重键指两个或多个键同时闭合出现重键时，读取的键值必然出现有一个以上的0是否给予识别和识别哪一个键8.4LED数码管及其接口发光二极管LED是最简单的显示设备由7段LED就可以组成的LED数码管LED数码管广泛用于单板微型机、微型机控制系统及数字化仪器中LED数码管可以显示内存地址和数据等1.LED数码管的工作原理主要部分是7段发光管顺时针分别称为a、b、c、d、e、f、g有的产品还附带有一个小数点h通过7个发光段的不同组合主要显示0～9也可显示A～F（16进制数）还可显示个别特殊字符：－、PhgfedcbaLED数码管的结构共阳极阳极+5Vabcdefgh阴极abcdefgh共阴极2.单个LED数码管的显示8255APA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7驱动电路abcdefgh课堂练习:要求使用8255和LED显示器显示2(8255的端口地址是204H~207H)课堂练习某PC系列微机应用系统以8255作为接口，采集一组开关S7～S0的状态，然后它通过一组发光二极管LED7～LED0显示出来，（Si闭合，对应LEDi亮；Si断开，对应LEDi灭），电路连接如图，已知8255的A、B两组均工作在方式0。1）写出8255的四个端口地址2）写出8255的工作方式控制字，要求无关项置“0”3）根据程序流程图编写程序（1）PA口地址：320H；PB口地址：321H；PC口地址：322H；控制口地址：323H；（2）8255的工作方式控制字：10000010B（82H） （3） MOV AL，10000010B MOV DX，323H OUT DX，AL ；8255初始化 MOV DX，321H IN AL，DX ；读PB口 NOT AL ；状态值按位求非 MOV DX，320H OUT DX，AL ；状态写入PA口，驱动LED HLT8.5执行装置的接口技术一、输出端口的电流和电压额定值 计算机输出接口的输出端口上的高电平一般为2-5V。低电平输出的电压水平一般小于1V。这些输出信号的输出电流能力与负载有关。输出端口Q1Q2VccVo负载输出端口Q1Q2VccQ1导通Q2关闭源电流VccQ1关闭Q2导通灌电流拉电流负载灌电流负载101010101010对于拉电流负载，当输出为高电平时，电流从输出接口流入负载；当输出为低电平时，则没有电流输出。对于灌电流负载，当输出为低电平时，电流经负载流入计算机的输出接口的输出端；而当输出为高电平时，电流为0。典型的数字逻辑电路的灌电流负载能力比拉电流负载能力强。下面为典型数字逻辑电路的电流负载能力：1、标准TTL逻辑: VOUT=2.4V时,保证拉电流能力：400μA VOUT=0.4V时,保证灌电流能力：16mA2、低功耗肖特基（LS）TTL逻辑： VOUT=2.4V时,保证拉电流能力：400μA VOUT=0.4V时,保证灌电流能力：1～8mA3、具有大电流缓冲器的LSTTL逻辑（如74LS241） VOUT=2.4V时,保证拉电流能力：12mA VOUT=0.4V时,保证灌电流能力：24mA4、标准CMOS逻辑： VOUT=2.5V时,保证拉电流能力：1.6mA VOUT=0.4V时,保证灌电流能力：500μA5、高速（HC）CMOS逻辑： VOUT=2.4V时,保证拉电流能力：5mA VOUT=0.4V时,保证灌电流能力：5mA二、低功率和中等功率开关由于多数执行机构需要的驱动功率远远大于100mW，所以必须用计算机输出接口输出的信号先控制一个小功率开关，此开关的输入所需驱动功率小于100mW，但同时它又可以解决执行机构所需要的驱动功率。1、OC门反相器输出口76543210标准TTL输入7406IN4001（1A，50Vmax）用于卸掉感性负载的反电势Vload≤29V电感负载（中间继电器）Vload≤30V电阻负载I≤40mAI≤40mA2、与非门3、达林顿复合管驱动电路驱动电压可达100V，并可驱动5A的电流4、功率MOSFET（Metal-Oxide-Silicon-Field-Effect-Transistor）开关可以导通大约10A的电流，可截止120V的电压三、电气隔离开关1、机械继电器： 继电器是用来控制外界高电流和高电压的电路元件。继电器的触点是与线圈分开的，通过控制继电器线圈上的电流可以使继电器上的触点开关闭合或断开，从而使外部高电压或高电流与微型机隔开。机械继电器的缺点：一般不能直接与处理机输出接口相接，需要中间驱动电路。响应速度慢，一般至少在毫秒级。触点接触抖动会产生电气噪声。如果此噪声通过感性或容性被耦合到处理机电路，会影响处理机的正常工作。2、固体继电器（固态继电器、半导体继电器）如果被驱动的是交流负载，可采用固态继电器，开关设备采用三端双向可控硅开关（TRIAC）或是两个SCR（可控硅整流器），反向并接着。如果继电器开关的是直流电，则开关设备就是一个功率晶体管或一个功率MOSFET。控制固态继电器的输入信号的指标如下：控制电压范围3～32V，导通最小电压3V，关闭最高电压1V；输入电流4mA（5V时的最大值）【通断能力：DC20A以下，AC45A以下】3、光电隔离输出接口电路 当继电器的工作电流不太大时（小于50mA），可以用光敏三极管的集电极直接串接一个继电器。当电流较大时，需加一级驱动放大电路。注意：1）由于光电耦合器件在工作过程中要进行电→光→电两次能量转换，所以速率受限制，一般为几十～几百千赫左右。2）光电隔离器件的两边在电器上不共地。因此，在设计电路时，应确保这一点，特别是供电电源，两边都应是独立的，否则将功亏一篑。8.6工业控制器传送带控制原理1、接通开关，传送带马达转动。微机控制马达运动，直到从光源B到光电传感器B的光束被随传送带运动的料箱切断为止。2、当箱子切断光束时，传送带马达电源断开，传送带停止运动。3、电磁线圈通电，打开漏斗门。4、通过机械装置，使小球一个一个的落地。当它们落下时，每一个小球切断一次从光源A到光源传感器A的光束。5、从传感器A来的输出脉冲由计算机进行记数，并与预定值进行比较。6、当零件记数量与事先给定的数相等时，电磁线圈断电，弹簧把漏斗门关上。7、传送带马达再次通电，将装满零件的箱子移出，并保持传送带继续运动，直到下一个空箱切断光源B为止。控制系统接口电路驱动程序 MOV CX，300 ；置计数个数 MOV