清华大学冯博琴微机原理第8章并行接口8255Final

1、第8章 并行接口8255及应用,第一节 可编程并行接口8255,并行接口概念 并行通信就是把一个字符的各数位用几条线同时进行传输,并行通信的信息传输速度快,信息率高。用于数据传输要求较高，距离较短的场合 并行通信没有对同步和异步传输的严格定义。如果CPU用一个时序信号来管理接口和设备的动作，这样的并行传输称为同步传输；如果CPU和接口设备之间只用应答信号联系，这样的传输称为异步传输。,8255的内部结构,8255是Intel系列的并行接口芯片，它是可编程的，可以用来设置其工作方式，不需要再附加外部电路。,数据端口 A, B, C：3个8bit数据端口，有各自的特点,端口A 1个8bit的数据输

2、入锁存，一个8bit的数据输出锁存；2) 端口B 1个8bit的数据输入缓冲，一个8bit的数据输出锁存；,3) 端口C 1个8bit的数据输入缓冲，一个8bit的数据输出锁存； 端口C常常被分成2个4位端口，分别作为端口A和端口B的输入输出控制线和状态信号线，与端口A、端口B配合使用。,2. A组控制和B组控制,接受CPU对控制端口的命令(控制字)，可以独立地设置8255中3个端口的工作方式,3. 数据总线缓冲器,双向三态8bit数据缓冲器，与CPU的数据总线相连，同时与8255的内部数据总线相连，接受从CPU发出的控制字, 输入输出数据, 同时也向CPU传输8255的状态字,4. 读写控制

3、逻辑电路,接受CPU发送的读写信号，其中A0 , A1寻址8255内部寄存器，共有3个数据端口，1个控制端口。,2. 8255的引脚信号,PA7PA0, PB7PB0, PC7PC0,与外设相连的独立地址的并行扩展口。,D7D0：与CPU的数据总线相连，传输8255的命令字或I/O数据。,RESET：高有效, 8255内部寄存器清零, 3个端口均为输入。,：片选信号，为低8255开始工作,：为低,读有效，CPU可以从3个端口读入数据。,：为低,写有效，CPU可以向3个端口输出数据，同时利用写信号可以向8255的控制口写控制命令，设置8255的工作方式。,3. 8255的控制字,控制字分两类，一

4、类是控制并行口的工作方式的命令，一类是专门对C口各位的设置。这两类控制字占用一个地址，用命令的最高位D7位进行区分, 所以控制字的最高位D7称为控制字标志位。为1为方式选择字,为0为端口C设置字。,A 方式选择控制字,A1 , A0：8255内部寄存器地址寻址信号，8255内部有4个端口，A,B,C与控制口。,说明： 1) A口有3种工作方式 方式0：基本I/O方式； 方式1：单向选通I/O方式，输入或输出只能选一种； 方式2：双向选通I/O方式，一次设置后通道既可以做输入又可以做输出。 2) 端口B有两种工作方式 即方式0与方式1 3) A口和B口工作在方式0时，C口也可同时工作在方式0，且

5、C口高半字节和低半字节可以分别独立工作。,4) A口工作在方式1时，C口的部分位成为A口的信号联络线，但B口仍可以独立工作。不要求A,B同为输入或输出。B口工作于方式1也是一样。 5) A口工作于方式2，C口的大部分位线用于A口的信号联络线，B口仍可以独立工作于方式0或方式1。,一系统采用8255作I/O接口，其控制口的地址为8BH，将端口A设置为方式0输入，端口B设置为方式1输出，则A口的地址为_ ，B口地址为_，控制字为_。,8BH 1000 1011,1000 1000,88H,1000 1001,89H,88H,89H,1,0,0,1,0,1,0,0,94H,J1：A口，方式0，输出

6、B口，方式0，输入 C口高，输出； C 口低，输入,J2：A口，方式0，输入 B口，方式1，输出 C口高，输出,J1，J2地址,1,0,0,1,0,0,88H8EH,1,0,0,0,0,0,80H86H,0,0,J1：A口，方式0，输出; B口，方式0，输入; C口高，输出 ; C 口低，输入 地址: 88H-8EH,控制字：,1,0,0,0,0,0,1,1,83H,J2：A口,方式0,输入; B口,方式1, 输出; C口高,输出 地址：80H-86H,控制字：,1,0,0,1,0,1,0,94H,J1：A口，方式0，输出 B口，方式0，输入 C口高，输出 C 口低，输入 地址：88H-8EH

7、，控制字：83H,J2：A口，方式0，输入 B口，方式1，输出 C口高，输出 地址：80H-86H，控制字：94H,MOV AL, 83H OUT 8EH, AL ;J1控制口 MOV AL, 94H OUT 86H, AL ;J2控制口,B 端口C口各位设置字,例：07H 00000111，即将 PC3置1。,说明： 1) 端口C置0/置1控制字尽管是对端口C进行操作，但此控制字必须写入控制口，而不是写入端口C。 2) 一个控制字只能对一位进行操作。,J1：A口，方式0，输出 B口，方式0，输入 C口高, 输出,C 口低,输入 地址: 88H-8EH, 控制字: 83H C口PC7置1， P

8、C3置0。,MOV AL, 0FH ;00001111 OUT 8EH, AL MOV AL, 06H ;00000110 OUT 8EH, AL,第二节 8255的工作方式,一、方式0 基本输入输出方式 实际上是4个端口，A、B、C高、C低，可以独立地任意组合，一共可有16种组合方式。,输入时序,1) CPU在发出读信号前，先发出地址信号，使8255的片选及各寄存器有效。,2) 在CPU发出读信号之前，外设已将欲输入的数据送入8255的数据总线缓冲器。,3) 8255数据总线缓冲器中的数据必须保持到读信号消失后才结束。,4) 读脉冲宽度至少大于300ns。,5) 在整个输入数据期间，地址信号

9、保持有效。,输出时序,1) 地址信号必须先有效；,2) 写脉冲大于400ns；,3) 数据在写信号结束前有效，且能在写信号结束后保持一段时间；,4) 在写信号结束后，不超过350ns，数据出现在8255的输出锁存器中。,在方式0中，可利用C口的各位信号线做应答信号，配合A, B口的输入输出操作。,图中, 8255地址为02A0H02A6H,根据开关情况来控制LED。(开关闭合灯亮)，写出控制程序。,分析：A口输入，方式0；B口输出，方式0,控制字：1 00 1 0 0 90H,MOV DX, 2A6H MOV AL, 90H OUT DX, AL,MOV DX, 2A0H IN AL, DX

10、MOV DX, 2A2H OUT DX, AL,打印机工作顺序(过程) 1) 数据与STB信号一起送入打印机，STB相当于启动信号，启动打印机接受数据； 2) 打印机处理数据，这时BUSY为高，表示“忙”； 3) 处理完数据，BUSY为0，且ACK为低，应答主机。,CPU经8255与打印机连接，8255地址：80H83H，打印从BUF缓冲区开始的100个字符。,分析：8255A口方式0输出，C口高半位输出，C口低半位输入，控制字：,1,00,0,0,1,81H,步骤：1) 查看PC2； 2) 发送PA; 3) 发送PC7。,8255地址80H83H，控制字81H,MOV AL, 81H OUT

11、 83H, AL MOV AL, 0FH OUT 83H, AL LEA SI, BUF MOV CX, 100,; 设置PC7为1，不启动打印机,L: IN AL, 82H AND AL, 04H JNZ L MOV AL, SI OUT 80H, AL,MOV AL, 0EH OUT 83H, AL CALL delay MOV AL, 0FH OUT 83H, AL INC SI DEC CX JNZ L HLT,; 读C口,; 判断PC2,;发送字符,;PC7置0,;PC7置1,;下一个字符,; 忙, 等待,二、方式1 选通输入输出方式(应答方式),1. 特点 1) A口或B口工作在方

12、式1时，C口各位做联络应答信号线，其各位的含义是固定的，不可用软件改变； 2) 各位联络信号都有固定的时序(自动进行) 3) 在输入输出操作中，产生固定格式的状态字，这些状态信息可供CPU查询或向CPU申请中断。CPU从端口C中读取状态字。 4) 方式1为单向传送，初始化后只能向一个方向上传送，若要反方向传送必须再次初始化。,2. 方式1下输入操作的联络信号线定义及时序,指定了C口的3根线作为A口的联络线。,: 外设送入的选通信号，与外设数据一起送入，相当于8255的启动信号。,写控制字,;A口输出数据,;读状态字,;查看OBF是否为高,;读C口,;查看PC4,利用中断申请INTR查询,地址：

13、80H83H, 控制字A8H,允许中断，设置PC6为1,控制字：0110 1 0DH,LEA SI, BUF MOV CX, 100 MOV AL, 0A8H OUT 83H, AL MOV AL, 0DH OUT 83H, AL,L1: MOV AL, SI OUT 80H, AL,L2: IN AL, 82H AND AL, 08H JZ L2 L3: IN AL, 82 AND AL, 10H JNZ L3 INC SI DEC CX JNZ L1 HLT,;A口输出数据,;读状态字,;查看INTR是否为高,;读C口,;查看PC4,三、方式2 双向应答式输入输出方式,该方式只能用于端口A

14、，指定A口既作入口又作输出口，可采用中断或查询方式与CPU交换数据，C口用5个高位数位为A口提供应答信号。这时，端口B仍可以方式0或方式1工作。,输出,输入,方式2的信号联络线实际上是方式1输入输出的组合。,同样，方式2的时序实际上也是方式1的输入与输出的时序的组合。当一个外设既可以用作输入也可以用作输出时，将其接口初始化为方式2，这样输入输出就不用再重新初始化了，具体某个时刻是输出操作还是输入操作由程序来控制，CPU可以通过中断或查询状态字来控制程序进程。,方式2的输入与输出是一个中断源，因此，在中断处理程序中还应该查询8255的状态字，进一步识别是输入申请中断还是输出申请中断，来启动不同的

15、处理程序。,方式2的状态字,输出,输入,两个中断允许位INTE1和INTE2要分别设置。在中服中要查询OBF和IBF两位，看是哪个操作在申请中断。,第三节 键盘及LED显示,键盘及LED显示电路,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,简易键盘的工作原理,最简单的线性结构键盘 每一个引脚连接一个键 输入0/1反映键是否按下,简易键盘的工作原理,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

16、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. 反转法,首先，将行线作为控制线接一个输出端口，将列线作为检测线接一个输入端口 CPU通过输出端口将行线（控制线）全部设置为低电平，然后从输入端口读取列线（检测线） 然后，将行线和列线的作用互换，即将列线作为控制线接输出端口，行线作为检测线接输入端口 将刚才读得的列值从列线所接端口输出，再读取行线的输入值 这样，当一个键被按下时，必定可以读得一对唯一的行值和列值, ;设置行线接输出端口，列线接输入端口 KEY2:MOV AL,00 M

17、OV DX,ROWPORT OUT DX,AL;设置行线全为低 MOV DX,COLPORT IN AL,DX;读取列值 CMP AL,0FFH JZ KEY2;无闭合键，循环等待 PUSH AX;有闭合键，保存列值 PUSH AX, ;设置行线接输入端口，列线接输出端 MOV DX,COLPORT POP AX OUT DX,AL;输出列值 MOV DX,ROWPORT IN AL,DX;读取行值 POP BX;组合行列值 MOV AH,BL;此时，AL行值，AH列值,键盘扫描程序,MOV SI,OFFSET TABLE MOV DI,OFFSET CHAR MOV CX,64;CX键的个数

18、 KEY3:CMP AX,SI ;与键值比较 JZ KEY4;相同，说明查到 INC SI;不相同，继续比较 INC SI INC DI LOOP KEY3 JMP KEY1 ;全部比较完，仍无相同，说明是重键,KEY4:MOV AL,DI;获取键代码送AL ;判断按键是否释放，没有则等待 CALL DELAY ;按键释放，延时消除抖动 ;后续处理,;键盘的行列值表 TABLEDW 0FEFEH;键0的行列值（键值） DW 0FDFEH;键1的行列值 DW 0FBFEH;键2的行列值 ;其他键的行列值 ;键盘的键代码表 CHARDB ;键0的代码值 DB ;键1的代码值 ;其他键的代码值,LE

19、D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：、P,LED数码管的结构,共阳极,共阴极,2. 单个LED数码管的显示,LEDTBDB 3FH,06H,5BH,;显示代码表 MOV AL,1;AL要显示的数字 MOV BX,OFFSET LEDTB XLAT ;换码：ALDS:BXAL MOV DX,PORT OUT DX,AL;输出显示,3. 多个LED数码管的显示,8个数码管：用2个8位输出端口控制 硬件上用公用的驱动电路来驱动各数码管 软件上用扫描方法实现数码显示,例：设计两个8255，要求: 8255（1）地址为80H-83H， A方式0、输入、B方式1，输出，C7-4输出， C3-0输入 8255（2）地址为84H-87H。 A方式1、输出、B方式1，输入，C7-4输入， C3-0输出 试绘制与8088的连接电路图并写出初始化程序,地址选择：,与CPU的硬件电路