并行接口芯片8255A.ppt

1、,微型计算机接口技术第十一章 并行接口芯片8255A,第十一章 并行接口芯片8255A,11.1 8255A的内部结构,11.2 8255A的工作方式简介,11. 3 8255A控制字与初始化编程,11. 4 8255A工作方式与时序,第十一章 并行接口芯片8255A,11.1 8255A的内部结构,11.1 8255A的内部结构,24根端口数据线 接外设数据或控制线 8根系统数据线 接CPU D7D0 6根输入控制线 接CPU 相应控制引脚 电源端：+5V，地,8255A的外部引脚,可编程并行接口芯片8255A为双列直插式DIP。 总共 40引脚。 16C552芯片包括一个并行接口，与825

2、5A兼容。 根据功能，引脚包括以下类型：,24根端口数据线 接外设 PA7 PA0 为 A口数据线 PB7 PB0 为 B口数据线 PC7 PC0 为 C口数据线（可以分别配合PA、PB使用）,8255A的外部引脚,8根系统数据线 接CPU D7D0,6根输入控制线 RESET：复位信号, RESET=1时, 8255内部复位,所有内 部寄存器清零, A、B、C三个端口自动为输入口 CS：片选信号，CS=0时，该芯片被选中 RD：来自CPU的I/O读命令 WR：来自CPU的I/O写命令 A1/A0：通常接CPU的地址线A1、A0,如果系统产生片选信号的译码电路如图，则：,A数据口地址=60H

3、B数据口地址=61H C数据口地址=62H 控制 口地址=63H,控制口寄存初始化命令字,端口：接口电路中能和CPU直接交换信息的寄存器 8255A有4个端口寄存器,8255A的端口编址,注意: 对控制寄存器不能进行读操作,8255A的端口控制,第十一章 并行接口芯片8255A,11.1 8255A的工作方式,A口可工作在 方式0、1、2 B口可工作在 方式0、1 C口可工作在 方式0,11.2 8255A的工作方式简介,基本型输入 (以B口为例),当B口定义为基本型输入时，它相当于一个输入缓冲器，对B口执行一条IN指令，就把输入数据CPU。 无条件输入,对B口执行一条IN指令打开控制门,82

4、55A的工作方式,基本型输出 (以A口为例),当A口定义为基本型输出时，它为一个输出锁存器。 CPU对A口执行一条OUT指令把数据锁存在端口。 无条件输出,总之：基本型输入/出时，8255和外设之间没有联络信号,对A口执行一条OUT指令时，CP端出现有效脉冲，锁存数据,11.2 8255A的工作方式简介,选通型输入 （以A口为例）,A口定义为选通型输入时，端口和外设之间有两类信号线 数据线PA7PA0 联络线IBFA、STBA,IBF（Input Buffer Full）输入缓冲器满状态线,STB（Strobe）选通信号输入,11.2 8255A的工作方式简介, IBF=1，通知外设输入缓冲器

5、已满，请不要再送数据； 只有在IBF=0时，外设才能写入数据,11.2 8255A的工作方式简介,选通型输出（以B口为例）,11.2 8255A的工作方式简介,11.2 8255A的工作方式简介,第十一章 并行接口芯片8255A,11.3 8255A的控制字与初始化,1. 8255控制字,8255有2个控制字： 方式选择控制字 D7 =1 C口按位置0/置1命令字 D7 =0 控制字必须写入控制口才能有效 两个控制字使用相同的地址，通过特征字 D7 区分。,11.3 8255A控制字与初始化编程,8255的方式选择控制字,A口工作在方式1、方式2，B口工作在方式1时，D3、D0只能定义部分PC

6、线的入/出。 A口工作在方式2时，D4不起作用。 C口上、下半部可以选择不同的输入/输出方向 （PA、PB、PC端口都是方式0时）,注意：,8255的方式选择控制字,C口按位置0/1命令字,注意：C口按位置0/1命令字 必须写入控制口,8255的方式选择控制字,根据需要：把C口 置0/置1 命令字控制口， 目的是禁止/允许某一接口发出中断。,8255A初始化编程步骤,方式选择命令字控制口，目的是选择某一接口的工作方式。,例：要求置A口为方式0输出，B口为方式0输入， PC74为输出，PC30为输入。,MOV AL，83H OUT 控口地址，AL,解：方式选择命令字,8255A初始化编程步骤,第

7、十一章 并行接口芯片8255A,11.4 8255A的工作方式与时序,一、 方式0与时序,8255A工作方式与时序,方式0 输出时序,8255A工作方式与时序,二、 方式1输入（选通型输入）及时序,注意：只有A口和B口可以工作在 方式1，C口不能工作在方式1。,1. A口方式1输入的预置,PC7、PC6空闲，输出线？输入线？受方式字D3控制,它们是输出线？输入线？不再受方式字D3、D0控制,二、 方式1输入（选通型输入）及时序, 当INTEA=1之后，若IBFA=1，则A口提出中断请求,2. A口方式1输入时，A口的中断管理,用C口置0/置1命令字使PC4=1， 则INTEA=1，允许A口中断

8、 用C口置0/置1命令字使PC4=0，则INTEA=0，禁止A口中断, INTEA为A口的中断允许触发器，当A口定义为方式1输入时：,二、 方式1输入（选通型输入）及时序,二、 方式1输入（选通型输入）及时序,3. B口方式1输入的预置,当方式字=86H写入控制口之后，B口即工作在选通型输入，,PB7PB0即为输入线 PC2自动定义为入线，称为STBB PC1自动定义为出线，称为IBFB PC0自动定义为出线，称为INTRB,输出线？输入线？不再受方式字D0控制,此时：,二、 方式1输入（选通型输入）及时序,4. B口方式1输入时的中断管理, INTEB=1之后，若IBFB=1，则INTRB=

9、1，B口可提出中断请求, INTEB为B口的中断允许触发器，当B口工作在方式1输入时：,用C口置0/1命令字使PC2=1，则INTEB=1，允许B口中断;用C口置0/1命令字使PC2=0，则INTEB=0，禁止B口中断, 注意：中断允许触发器INTEB受CPU控制，外设信号STBB不能使INTEB置0/1,二、 方式1输入（选通型输入）及时序,具有中断请求功能的输入接口,5. 方式1输入的时序图,方式1 输入时序,方式1输入操作是由STB=,引发的，STB =,后：, 外设数据8255, IBF=,5. 方式1输入的时序图, 满足下列条件，提中断请求： STB信号结束（STB脉宽可以很宽） I

10、BF=1，（外设数据确已锁存） INTE=1（中断允许触发器置1）,5. 方式1输入的时序图, 服务程序执行IN指令之后： RD信号前沿使INTR= ，后沿使IBF=0 从而结束一次数据输入过程,5. 方式1输入的时序图,6. 方式1输入时，CPU8255信息交换的方式, 可以用中断方式 可以用查询方式，输入查询应查询IBF，不应该查询STB！ STB脉冲是外设送来，它最小可小到500ns，而在500ns的时间内正好运行CPU的查询指令是不可能的。 通过硬件电路，STB脉冲使 IBF1，表示数据已存入8255接口电路的输入缓冲器；只有在8255受CPU的RD信号控制，将数据送入CPU后，才会I

11、BF0。 因此，IBF可以作为查询标志。,二、 方式1输入（选通型输入）及时序,三、 方式1输出(选通型输出)及时序,1. A口方式1输出的预置,当方式字=A0H写入控制口之后，A口即工作在选通型输出方式。,PC4、PC5空闲，出？入？受方式字D3控制,PA70为输出线 PC6自动定义为入线，称ACKA PC7自动定义为出线，称OBFA PC3自动定义为出线，称INTRA,输出？输入？不再受方式字D3、D0 控制,此时：,2. 方式1输出时A口的中断管理, INTEA为A口的中断允许触发器，当A口定义为方式1 输出时：,用C口置0/置1命令字使PC6置1，则INTEA=1，允许A口中断 用C口

12、置0/置1命令字使PC6置0，则INTEA=0，禁止A口中断,三、 方式1输出(选通型输出)及时序,3. 口方式输出的设置,当方式字= 84H 控制口之后，B口即工作在选通型输出方式。,入线？出线？不再受方式字 D0 控制,PB7PB0定义为输出线 PC2自动定义为入线，称为ACKB PC1自动定义为出线，称为OBFB PC0自动定义为出线，称为INTRB,此时：,4. 方式1输出时，B口的中断管理, INTEB为B口的中断允许触发器,当B口工作在方式1输出时：,用C口置0/1命令字使PC2=1，则INTEB=1，允许B口中断 用C口置0/1命令字使PC2=0，则INTEB=0，禁止B口中断,

13、5. 方式1输出的时序图,方式1 输出时序,方式1输出时 CPU针对8255数据口执行OUT指令 WR信号结束后，数据出现在外设数据线上 OBF有效（向外设通报其数据线信息可用） 使INTR无效，撤销中断请求,5. 方式1输出的时序图, 外设取走数据后，发来ACK，ACK信号前沿使OBF无效，后沿提出中断请求。,5. 方式1输出的时序图,工作在方式1输出时端口提中断的条件： 外设发出ACK信号且使OBF=1 中断允许触发器置1,5. 方式1输出的时序图,6. 方式1输出时，CPU8255交换信息的方式, 中断方式 查询方式：查询OBF，当OBF=1（不满）时可送下一个数据,四、 8255的双向

14、方式,只有A口可以工作在双向方式 当A口工作在双向方式时，B口可以工作在基本型I/O（不需要联络线），也可以工作在选通型I/O（使用PC0、1、2做联络线）,三、 方式1输出(选通型输出)及时序,1.双向方式的设置,A口定义为双向方式之后： PA70是双向的数据线，可以分时完成数据输入/出。 PC3自动定义为出线：INTRA PC7自动定义为出线：OBFA PC6自动定义为入线：ACKA PC4自动定义为入线：STBA PC5自动定义为出线：IBFA PC20空闲,入/出线？不再受方式字D3、D0的控制,1.双向方式的设置,2. A口双向方式的中断管理, INTE1为双向方式中的输出中断允许触

15、发器 用C口置0/1命令字使PC6置0，则 INTE1=0 用C口置0/1命令字使PC6置1，则 INTE1=1 当INTE1置1后，若OBFA=1，则INTRA=1，提出中断请求,A口定义为双向方式之后：, INTE2为双向方式中的输入中断允许触发器 用C口置0/1命令字使PC4置0，则INTE2=0 用C口置0/1命令字使PC4置1，则INTE2=1 INTE2置1后，若IBFA=1，则INTRA=1，提出中断请求,2. A口双向方式的中断管理,INTE1：双向方式中的输出中断允许触发器 INTE2：双向方式中的输入中断允许触发器,当 IBFA=0表示输入缓冲器空闲，输入设备把数据PA70

16、，随后使STBA= ，完成数据输入，在INTE2=1的前提下向CPU提出中断。CPU响应后，对A口执行IN指令取走数据CPU。,输入：,3. A口双向方式的工作原理,CPU对A口执行OUT指令，数据写入A口。OBFA=0表示PA70有数据了。外设取走数据后，向ACKA送 。在 INTE1=1 的前提下向CPU提出中断请求。 CPU响应后再次执行OUT指令又送一个新的数据A口。,输出：,2. A口双向方式的中断管理, 方式0的特点：8255和外设交换信息时，不需要联络线;方式1、2的特点：8255和外设交换信息时，需要联络线,五、 8255小结,1. 8255工作方式, A口可以工作在方式0、1

17、、2，B口可以工作在方式0、1，不能工作在方式2，C口可以工作在方式0, C口分为PC74、PC30二部分，但程序员对C口的读写是按字节操作的,A口工作在方式2时，B口只能工作在方式0、1。 （限制：CPU只能用查询而不能用中断和B口通信）, 数据口工作在方式1、2时，CPU用：,2. CPU与8255交换信息的方式, 数据口工作在方式0时，CPU采用无条件传送,(b) 中断方式：由于外扩8255本身不能向CPU回送中断向量，所以必须用8259管理。在系统外扩8255时，8255的INTR应接到系统机从8259的IR1，作为用户中断来处理,五、 8255小结,3. 中断允许触发器的置0、置1,

18、对程序员来讲：工作在方式1、方式2时，8255内部有4个中断允许触发器，用“C口专用的置0/1命令字”可以使它们置0/1 。,五、 8255小结,方 式,控制位,中断允 许触发器,如：A口工作在方式1入时，执行：,MOV AL，00001001B OUT 8255控制口，AL；即可使INTEA置1，允许中断,五、 8255小结,4. 8255的初始化编程,工作在方式0 时： 方式选择命令字控制口 工作在方式 1、2 时：,a) 方式选择命令字控制口 b) 允许中断（或禁止中断）的命令字控制口,五、 8255小结,六、 8255应用举例,例：设系统机外扩了一片8255、以及相应的实验电路,如后页

19、图所示。要求:先预置开关K3K1为一组状态,然后按下自复按钮K产生一个负脉冲信号输入到PC4。用发光二极管LEDi亮来显示K3K1的状态。主机键盘有任意键按下时结束演示。,K3 K2 K1000 时，LED1 亮 K3 K2 K1001 时，LED2 亮 K3 K2 K1010 时，LED3 亮 K3 K2 K1011 时，LED4 亮 K3 K2 K1100 时，LED5 亮 K3 K2 K1101 时，LED6 亮 K3 K2 K1110 时，LED7 亮 K3 K2 K1111 时，LED8 亮 K3K1闭合为0，断开为1。,要求:,A口: 218H, 21CH B口: 219H, 21

20、DH C口: 21AH, 21EH 控口:21BH, 21FH, 端口地址,设计思路,口地址译码,六、 8255应用举例,实验电路图（教材P347）,口地址译码, 8255工作方式的选择,B口应为基本型输出 A口应为选通型输入,设计思路,口地址译码, 8255和CPU交换信息的方式,设计思路,CPU8255B口用无条件输出,设计思路, CPU8255A口交换信息,解法1：查询方式，当PC5=1时，表示K3K2K1的值已写入A口了 解法2：中断方式，PC3接系统从8259 IR1，按用户中断处理,A口禁止中断命令字,0 X X X 1 0 0 0,=08H, 用查询方式编程：,方式选择命令字：,

21、1 0 1 1 X 0 0 X,=B0H,A口方式1,A口输入,B口方式0,B口输出,B口方式0输出，A口选通型输入查询,查询方式程序清单 .486 DATA SEGMENT MESG DB 8255A READY.,0DH,0AH,$ TAB DB 11111110B DB 11111101B DB 11111011B DB 11110111B DB 11101111B DB 11011111B DB 10111111B DB 01111111B DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA BEG: MOV AX,DATA MOV DS,AX,

22、控制8个LED根据开关组合发光,CALL I8255A ;8255A初始化 MOV AH,9 MOV DX,OFFSET MESG INT 21H ;给出操作提示 SCAN: MOV AH,1 INT 16H ;有键入 ? JNZ RETURN ;有 MOV DX,21AH IN AL,DX ;读8255A C口 TEST AL,00100000B ;PC5=1 ? JZ SCAN ;NO MOV DX,218H IN AL,DX ;读8255A A口 AND AL,07H ;保留低3位为开关组合 MOV BX,OFFSET TAB XLAT TAB ;查表,AL=B口输出数据,MOV DX,

23、219H OUT DX,AL ;表项输出到B口 JMP SCAN RETURN: MOV AH,4CH INT 21H ;返回 DOS I8255A PROC MOV DX,21BH MOV AL,0B0H OUT DX,AL ;写入工作方式字 MOV AL,08H OUT DX,AL ;令PC4=0 （INTE A =0） MOV DX,219H MOV AL,0FFH OUT DX,AL ;熄灭LED RET I8255A ENDP CODE ENDS END BEG, 用中断方式编程,A口允许中断命令字,0 X X X 1 0 0 1,= 09H,把实验电路8255的PC3接ISA总线B

24、4端子以便向系统机提出用户中断请求 B口方式0输出，A口方式1输入，中断方式,方式选择命令字：,1 0 1 1 X 0 0 X,= B0H,A口方式1输入,B口方式0输出,中断方式程序清单 .486 DATA SEGMENT MESG DB 8255A READY.,0DH,0AH,$ TAB DB 11111110B DB 11111101B DB 11111011B DB 11110111B DB 11101111B DB 11011111B DB 10111111B DB 01111111B DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA BEG: MOV AX,DATA MOV DS,AX,CLI CALL I8255A ;8255A初始化 CALL WRITE0A ;置换0AH型中断向量 CALL