第8章微机原理

8.1微机的输入/输出接口电路所谓接口就是连接CPU与外设之间的部件，它完成CPU与外设之间的信息传送。

外设一般具有如下特点：①品种繁多②工作速度慢③信号类型与电平种类不同微机中为什么要用到输入输出接口？第八章微机的并行/串行接口技术8.1.1CPU与外设之间的接口信息数字量__二进制表示的数据、图形、文字等模拟量__

连续变化的量,温度、压力、流量等开关量__

两个状态(开/关)外设信息数据信息状态信息__反映当前外设所处的工作状态(Ready,Busy)控制信息__CPU发给外设,以控制外设工作（开/关）

I/O接口的组成及与系统的连接8.1.2简单I/O接口的组成程序控制方式中断控制方式DMA控制方式（直接存储器存取方式）传送方式无条件传送（同步传送方式）条件传送（查询传送方式）8.1.3CPU与外设的数据传送控制方式无条件传送程序---无条件传送输入口输出口选中信号NMOVDX，8000HINAL，DXOUTDX，ALJMPN端口地址：

8000H查询输入方式状态口数据输入口查询输入方式设：现有状态口地址为PORT_S，输入口地址为PORT_IN,传送数据的总字节数为COUNT,请编写查询式输入数据的程序段

MOVBX,0;初始化地址指针BXMOCCX,COUNT;字节数READ:INAL,PORT_S;读入状态位

TESTAL,80H;数据是否准备好

JZREAD;否,循环检测

INAL,PORT_IN;已准备好,读入数据

MOV[BX],AL;存到内存缓冲区中

INCBX;修改地址指针

LOOPREAD;未传送完,继续传送

;已传送完初始化读入状态数据准备好输入数据给CPU数据送内存传送完YNNY查询输入方式查询输出方式123查询输出方式

设：状态口的地址为PORT_S，输出数据口的地址为PORT_OUT，传送数据的总字节数为COUNT，编写查询式输出数据的程序。（D1状态）

MOVCX．COUNT;传送的字节敷

READ：INAL，PORT_S;输入状态位

TESTAL，02H;忙否?JNZREAD;忙，循环检测

MOVAL，输出数据;不忙

OUTPORT_OUT,AL；输出数据

LOOPREAD;末传送完，循环

;已送完查询输出方式并行通信

—就是把一个字符的各数位用几条连线同时进行传输的过程。优点：传输速度快、信息率高；缺点：随着传输距离的增加，电缆的开销会成为突出的问题；应用场合：要求传输率高，传输距离较短的场合。8.2

并行接口技术8.2.1

并行接口概述并行接口

—能实现并行通信的接口。并行的类型：

单独的输入接口

如：读卡机接口单独的输出接口

如：打印机接口输入/输出接口

如：磁盘接口并行接口的组成并行输入/输出接口分类硬接线型可编程型△可编程型__工作方式和功能是可以软件编程加以改变。

8位三态单向缓冲器（LS244）

8位三态双向缓冲器（LS245）

8位三态数据锁存器（LS373）常用芯片电路包括：具有缓冲的输入/输出寄存器可供CPU访问的控制和状态寄存器与外设进行交换数据的控制与联络信号线等△硬接线型__工作方式和功能是由硬线连接固定的，不能用软件编程加以改变。8.2.2

可编程并行接口芯片8255A

一、8255的内部结构和功能

8255的内部结构3个8位数据端口：A口、B口、C口RESET复位后控制寄存器内容都被清零所有端口均被置成输入方式(读端口A)(读端口B)(读端口C)(写端口A)(写端口B)(写端口C)(写控制字)方式选择控制字置位/复位控制字

8255的控制字

▲方式选择控制字___用来定义各端口的工作方式▲置位/复位控制字___用于对端口C的位（任意）进行置位或复位工作方式方式0__基本输入/输出方式方式1__选通输入/输出方式方式2__双向总线I/O方式二、8255的控制字C口低四位I/OD7D6D5D4D3D2D1D0D7=1标志位A口方式00：方式001：方式11X：方式2A口I/O1：输入0：输出C口高四位I/O1：输入0：输出B口方式0：方式01：方式1B口I/O1：输入0：输出1：输入0：输出(1)、方式选择控制字8255工作方式控制字的应用例如：若要求8255A各端口为下列工作状态：A口：方式0输出口

B口：方式1输入口上C口：方式0输入口下C口输出：此时为B口的联络线则相应的控制字为:10001110B（8EH）例一：设8255A的4个寻址地址号为60H一63H，试编写出下列各种情况的初始化程序。①将A组和B组设置成方式0，A口、、B口为输入，C口为输出口。②将A组工作方式设置成方式2，B组为方式1，B口作为输出口。解：①MOVAL，10010010BOUT63H，AL②MOVAL，11000100BOUT63H，ALD7D6D5D4D3D2D1D0

D7=0标志位任意值位选择000选中PC0001选中PC1111选中PC71置位0复位(2)、端口C置位/复位控制字注：

C端口置位/复位控制字尽管是对C端口进行操作，但该控制字必须写入控制口地址，而不是写入C端口D7D6D5D4D3D2D1D0

D7=0标志位任意值1置位0复位位选择000选中PC0001选中PC1111选中PC7例如：——端口C的PC7位要求置1，PC3位置0，控制口地址为00EEH，根据要求控制字应设为

00001

111PC7置1

00000

110PC3置0程序：

MOVAL，OFH；调入控制字内容

MOVDX，00EEH；调入控制口地址

OUTDX，ALMOVAL，06HOUTDX，AL例二：设有2片8255A芯片，在系统中的连接如图所示。当8255AD0—D7数据线与数据总线低8位相连时，其4个端口的地址号为何值?若与数据总线高8位相连时，又为何值？1#：28H,2AH,2CH,2EH2#：30H,32H,34H,36H如接高８位1#：29H,2BH,2DH,2FH2#：31H,33H,35H,37H（一）、8255的工作方式方式0__基本输入/输出方式方式1__选通输入/输出方式方式2__双向总线I/O方式三、8255的工作方式和C口状态字查询传输(1)、方式0__基本输入/输出方式

___适用于不需用联络信号(应答)或不使用中断联系的简单输入输出电路（CPU可直接用输入/输出指令操作，不需要联络信号）

①任何一个端口均可作为输入或输出端口，各端口之间没有规定必然的联系②各个端口的输入或输出，可以有16种不同的组合③输出有锁存功能

A端口B端口C高四位C第四位使用场合：无条件传输(同步传送)

特点：利用8255检测开关的开与关，图如下，要求A口开关闭合相应B口数码管发光，编制初始化程序段和检测程序。例三、解：端口地址：0F0H,0F2H,0F4H,0F6HMOVAL，10010000B;初始化

OUT0F6H，ALA1：MOVDX,0F0H;检测程序

INAL，DXNOTALOUT0F2H，ALJMPA1例四、8255作为连接打印机的接口，工作于方式0，设端口A、B、C、控制口地址分别是00D0H、00D2H、00D4H、00D6H，电路接线如下图，编制初始化程序段并将[DI]的一个字符发送给打印机。CPU80868255打印机STBBUSYPC6PC2PA7--PA0D7-D0D7-D0解：端口地址：00D0H、00D2H、00D4H、00D6H

MOVAL，10000001B;8255初始化

OUT0D6H，AL

……A1：MOVDX，0D4H;检测PC2是否为0

INAL，DXTESTAL，04HJNZA1MOVDX，0D0H；送字符到A口

MOVAL，[DI]OUTDX，ALINCDIMOVDX，0D6H；PC6产生正脉冲

MOVAL，00001101BOUT

DX，ALDECAL

OUTDX，ALJMPA1(2)、方式1__选通输入/输出方式特点：▲端口A、端口B均可工作在方式1下，且均能对数据锁存，但必须在联络信号控制下完成数据的输入/输出。▲如果端口A或端口B工作在方式1下，则各需用C的3位配合工作，产生相应的控制联络信号。▲端口C中未配合方式1工作的各位可设定方式0工作特征使用场合：方式1选通输入方式选通输出方式分类：__须使用联络信号或中断信号建立工作关系的电路。&PC4INTEAPA7--PA0RDPC5PC3PC6,7STBA(选通）IBFA(输入缓冲器满)INTRA(中断请求）端口A方式1输入&INTEBPB7--PB0RDPC2PC1PC0STBBIBFBINTRB端口B方式1输入△

方式1选通输入方式控制信号I/OPC6,7I/O中断允许方式1选通输入时序INTRIBFSTB输入数据RDBAPC0PC2PC1PC3PC5PC4PC7PC6图I/OI/O&INTEAPA7--PA0WRPC4,5端口A方式1输出PC7PC6PC3OBFAACKAINTRAI/O&INTEBPB7--PB0WR端口B方式1输出PC1PC2PC0OBFBACKBINTRB△

方式1选通输出方式控制信号BAPC2PC1PC0PC6PC7PC3PC5PC4WROBFINTRACK输出数据方式1选通输出时序图I/OI/O△

方式1选通输入/输出方式组合控制信号PA7--PA0PB7--PB0WRRDPC4STBAPC5IBFAPC3INTRAPC6,7I/OPC1PC2PC0OBFBACKBINTRBPA7--PA0PB7--PB0WRPC2PC1PC0STBBIBFBINTRBPC7PC6OBFAACKAPC3INTRAI/OPC4,5RDA口输入B口输出A口输出B口输入(3)、方式2__双向总线I/O方式（A口）方式2的方式控制字和控制信号>=1PC3PC7PC6PC4PC5INTE2INTE1PA7--PA0&&PC2---PC0INTRA（输入输出联络信号）OBFAACKASTBAIBFAI/OWRRD输出联络信号输入联络信号（二）、C口状态字说明：

▲当8255工作在方式0时，C口各位用于输入或输出。▲当8255工作在方式1时，C口各位用于产生联络信号。

▲当8255工作在方式2时，C口各位用于产生联络信号。方式1状态字：输入状态字：I/OI/OINTRAINTEAIBFAINTEBIBFBINTRBA组状态字B组状态字方式1状态字：输出状态字：A组状态字B组状态字OBFAINTRAI/OI/OINTEBOBFBINTRBINTEA方式2状态字：A组状态字B组状态字OBFAINTRAIBFAXX

XINTE1INTE2方式1时，作B口状态字用方式0时，作输入输出用9.28255的应用例五：编写8253初始化程序段。要求；计数器0工作在方式0，二进制计数，计数初值为8位；计数器1工作在方式3，BCD计数，计数初值为4位十进制计数；计数器2工作作在方式2，二进制计数，计数初值为16位二进制数。（8253的4个寻址地址号为40H一43H）解：MOVAL，00010000BOUT43H，ALMOVAL，01110111BOUT43H，ALMOVAL，10110100BOUT43H，AL例六、图为开关状态检测电路和继电器控制电路。当开关K闭合时，将驱动对应的继电器(即动作)；若开关处于断开状态，则无电流流过继电器线圈，继电器不动作。若系每隔10ms检测一次开关状态和对继电器作相应控制，定时控制由8253完成，试编写对8255A的初始化程序(初始态时应保证继电器不动作)和完成上述功能的检测、控制程序。解：定时采用查询方式设CPU主频为5MHZ，PCLK=2.5MHZ（T=400ns）①8253的初始化（端口40H-43H）N0=10ms/800ns=12500=30D4HMOVAL，00110010B；0#计方式1OUT43H，ALMOVAL，0D4H；30D4H送0#计

OUT40H，ALMOVAL，30HOUT40H,AL②8255的初始化（端口60H-63H）MOV

AL，10000011B；A口方式0输出，PC0输入OUT

63H，AL；B口方式0，输入PC7输出，MOV

AL，00001110B；PC7置0OUT

63H，ALMOV

AL，0FFH；初试A口，继电器不动作OUT

60H,AL③检测控制程序L1：MOVAL，00001111B；PC7置1

OUT63H，AL

DECAL

OUT63H，ALL2：INAL，62H；读PC0是否为高

TESTAL，01H；延时10ms

JZL2

INAL，61H；读B口

NOTAL

OUT60H，AL

JMPL1例七、8255A的端口A经过反相驱动器连接一共阴极的七段发光二极管显示器；端口B是中断方式的输入口。设8255A的中断类型码是30H。试画出电路，(中断接8259）编写8255A和中断初始化程序，并编写中断服务程序，用来实现，当CPU从端口B输入的8位码是偶数个1时，LED上显示E，否则显示0。（8255口地址为60H～63H，8259A为一片，口地址为20H、21H）。十进制数与十六进制数对应表①8255A、8259A和中断向量表的初始化

……

CLIMOV

AL，10000110B；A口方式0输出，B口方式1输入OUT

63H，ALMOV

AX，0；设中断向量MOV

DS，AXMOV

AX，offsetINTERMOV

[00C0H]，AXMOV

AX，segINTERMOV

[00C2H]，AXMOV

AL，00000101B；PC2置1，允许8255A中断OUT

63H，ALMOV

AL，00011011B;8259A初始化OUT20H，ALMOVAL，30H;中断类型码OUT21H，ALMOVAL，00000001B；非缓冲OUT

21H,ALSTI；CPU开放中断②中断服务子程序INTERprocFar

pushax

sti

inal，61H；读B口

addal，0

jPL1

moval，