9.IO接口.ppt

1、第九讲：并行输入输出接口，王新，中国农业大学技术学院，电话子邮件：2，第九讲：并行输入输出接口，9-1单片机输入输出接口技术概述，输入输出接口的功能，它是外设和中央处理器之间的桥梁和通道。三二。输入/输出端口* 4的功能。外部设备寻址，5。统一寻址的优点：中央处理器访问外部存储器的所有指令都适合访问输入输出端口，大大提高了中央处理器处理外围端口信息的能力。中央处理器不需要为输入输出端口设置输入输出指令。外围端口的地址排列灵活，数量不限。6，四种输入/输出数据传输模式* 1)同步传输无条件传输，类似于中央处理器和内存之间的数据传输。2)异步传输查询传输，中央处理器需要

2、输入输出接口为外设提供两个状态和数据端口，中央处理器通过状态端口查询外设准备好后传输数据。7，3)中断模式在查询模式中，中央处理器处于主动模式，而中断模式中央处理器处于被动模式，等待中断请求的到达。MCS-51的外部中断输入端口被认为是外部设备中断请求的输入端。大大提高了系统的工作效率，8，4)直接存储器存取直接在外设和存储器之间传输输入输出数据，不需要经过中央处理器。外围设备成批传输数据。数据传输速度非常快。MCS-51没有直接存储器存取功能。9，9-1-4输入/输出接口类型，1。串行输入输出接口，如英特尔8251 2。并行输入输出接口，如8255/8155等。P0端口：(1)当P0端口用作

3、地址/数据总线端口时，T1和T2交替导通，形成“推挽电路”，可驱动8 LS TTL负载；(2)对于一般输入输出：在高电平输出之前，必须外接上拉电阻(开漏)；(3)在进行一般输入输出输入时：必须向相应的锁存器写入1，以关闭T2“准双向端口”；(4)作为地址/数据总线端口，CUP在操作前自动向锁存器写入1，P0是一个真正的双向端口(无需添加拉电阻和写入1)。(5)“读取引脚”和“读取锁存器”的含义。9-2 MCS-51内部并行输入输出端口及其应用*，P0端口：地址/数据复用端口，只能作为输入输出端口，为准双向端口。内部有一个上拉电阻。特点：(1)当P1端口输出高电平时，可以向外部提供拉电流负载，所

4、以不需要连接拉电阻。(2)当端口用作输入时，它必须首先向相应的锁存器写入1以关闭测试。(3)当使用输入/输出输入端口时，它是准双向端口。P1港：P1港的某种结构，特点：(1)当P2港作为通用输入输出时，它是一个准双向端口。(2)当从P2端口输入数据时，首先将“1”写入锁存器。(3)它可以通过位或字节来寻址。(4)输出地址的高8位。P2、P3具有内部上拉电阻；8位准双向输入输出端口；每个位可以驱动(注入或输出电流)四个最小二乘TTL负载；P3端口的每个引脚也有第二个功能(P60-表2-4)。P3端口，当W=1时，输出q端信号；当Q=1时，可以输出w线信号。w，txdwrr rd，rxdint0

5、int1t0t1，并且数据指针指向扩展端口I/O地址MOVX A，DPTR；读取数据至244，并检查按钮MOVEX DPTR，A；将数据输出到273，以驱动SJMP环路；循环273和244使用相同的地址(P2.7=0)，该地址仅由读(RD=0)/写(WR=0)指令区分。8255A是英特尔公司生产的通用可编程输入输出接口芯片，主要针对英特尔8080/8085设计，也可用于MCS-51。MCS-51和8255A相连，为外设提供三个8位输入/输出端口，允许同步、异步和中断数据传输。1.8255A的内部结构和引脚功能。8255A的内部部分由四个电路组成：端口a、端口b和端口c、a组控制器和b组控制器、

6、数据缓冲器和读/写控制逻辑。9-4 8255A可编程并行输入输出端口的扩展，29，8255A的逻辑结构和引脚，1)端口电路的三个8位端口，PA，PB和PC。PA和PB是简单的数据端口，PC机既可以作为数据端口，也可以作为控制端口来控制PA和PB。PC74、控制PA PC30、控制PB PA和PC74称为A组PB，PC30称为B组，内部结构图为8255A *，引脚(40引脚)*:1。数据线(8条):D07:在计算机和8255之间传输数据、控制字和状态字。地址线：CS:芯片线选择A1和A0:地址输入线，寻址PA、PB和PC数据端口和控制端口。读写控制线：RD，WR:读写命令行，控制计算机和8255

7、之间的信息传输和流动。4.复位线：高电平复位，清除所有内部寄存器。并行输入/输出总线(24片):PA7PA0:双向输入/输出总线，可设置为输入或输出模式，或输入/输出双向模式。PB7 PB0:双向输入输出总线，可设置为输入或输出模式。PC7 PC0:双向输入/输出总线，可设置为输入或输出模式或控制/状态模式。如果8255A处于工作模式1或2，PC7PC0用作端口a和端口b的控制/状态线，33，8255A读/写控制表*, (1)端口a、b和c:端口a、b和c都是8位I/O数据端口，但它们在结构上不同。A端口由一个8位数据输出缓冲器/锁存器和一个8位数据输入缓冲器/锁存器组成，而B端口和C端口分别

8、由一个8位数据输出缓冲器/锁存器和一个8位输入缓冲器组成(没有输入数据锁存器，所以B端口不能在工作模式2下工作)。在使用功能上，A、B、C端口可以与外设相连，分别传输外设的输入输出数据或控制信息。然而，在工作模式1和模式2中，端口A和端口B通常被用作传输输入/输出数据的数据端口。C端口为控制端口，高四位传输A端口上外设的控制/状态信息，低四位传输B端口所需的状态/控制信息。(2)组甲控制器和组乙控制器由控制字寄存器和控制逻辑组成。控制字寄存器接收中央处理器发送的控制字。用于确定8255A的工作模式。a组控制寄存器控制端口a和c的上半部分(PC7PC4)，b组控制器控制端口b和c的下半部分(PC

9、3PC0)。(3)数据缓冲区：双向8位缓冲区，用于在单片机和8255A之间传输控制字、状态字和数据。(4)读写控制逻辑：这部分电路用于接收单片机发送的读写命令和端口地址，并控制8255A的读写。36、2和8255A，模式0:基本输入/输出模式，两个8位端口PA和PB和两个4位端口PC，输入/输出的任意组合。适用于无条件的数据传输。您也可以在端口C上执行位操作.查询模式下的数据传输是在C端口的某一位状态下实现的。模式1:选通输入/输出模式PA和PB用于数据输入/输出，PC数据传输接触信号；模式2:双向数据传输模式只使用PA，因此可以选择该工作模式，PC5位端口线可以作为控制线。PA在模式2下工作

10、，那么PB只能在模式0下工作。3.8255a * (1)的控制字和状态字8255a中有两个控制字：端口操作模式控制字和C端口单置位/复位控制字。用户可以通过指令将这两个控制字发送到8255A的控制寄存器(A1A0=11)，从而设置8255A的工作模式和c端口的位状态。这两个控制字由D7位状态标记，如果D7=1，则它们是端口操作模式控制字。如果D7=0，则是端口C的置位/复位控制字。其格式如下：38，4，8255A控制字和初始化，模式控制字，39，端口C位置位/复位控制字，40，8255A初始化*。系统要求：扩音端口：工作模式0，输入；PB端口：工作模式1，输出；PC4PC7是输出；PC2PC0

11、用于PB端口模式1门控控制信号，其余PC3线输入。假设8255A的地址是：5FFCH5FFFH确定控制字，控制字95H，41，初始化程序：MOV DPTR，# 5ffffh地址8255A控制字MOV A，# 95H MOFX DPTR A；模式控制字写入，电脑端口用于设置/复位模式，PC5被设置。初始化程序：MOV DPTR，# 5ffffh8255A控制字地址MOV A，# 0BH MOFX DPTR，A；模式控制字写，例如，让8255A的控制字寄存器的地址为EB10H，并试图写一个程序，使PC3设置“1”，然后“0”。解决方案：对应的方案是：MOV DPTR，0EB10H控制寄存器端口地址

12、发送到DPTR MOV A，# 07H将控制字“PC3”设置为1，以发送一个MOFX DPTR，一个；使PC3=1 MOV A，# 06H将控制字PC3设置为0，以发送一个MOFX DPTR，一个；PC3=0，8255A (1)工作模式0为基本输入/输出模式，端口a、端口b和端口c均可设置为工作模式0。在工作模式0下，单片机可以无条件传输8255A。例如：如果8255A的控制寄存器的地址是FF7FH，端口a和端口c的高4位将是工作模式0(输出)；端口b和端口c的低4位是工作模式0(输入)程序，如下所示：movdptr，# 0ff7fh将控制寄存器地址发送给dptrmov a，# 83h工作模式

13、字83H被发送到amovxdptr，a；83H被发送到控制寄存器。8255A (2)工作模式1工作模式1有两种工作模式：门控输入和门控输出。在这种工作模式下，端口a和b都可以独立设置。在工作模式1中，端口a和b通常用于传输与其相连的外围设备的输入/输出数据。c端口用作A端口和B端口之间的握手链路，以中断的方式传输输入/输出数据。端口a和端口b的选通输入模式(以端口a为例):机顶盒：外设发送的输入选通命令“0”有效，当从“1”变为“0”时，将外设发送的数据锁存到8255A的输入锁存器中。IBF:“1”对发送给外设的“输入缓冲器满”信号有效。当它为“1”时，表示外部数据已被发送到8255输入缓冲器

14、，但尚未被中央处理器取走，也就是说，它通知外设现在不能发送新数据，只有当IBF变低时，才允许外设发送新数据。intr:“1”对8255a发送给中央处理器的中断请求信号有效。当为高电平时，要求中央处理器读取数据，使INTR为高电平的条件是：机顶盒=1(外设不发送数据)；IBF=1(输入缓冲区已满)；并且允许中断请求(inte=1)。端口a和端口b的选通输出模式：OBF:8255A向外设发送“输出缓冲器满”信号，“0”有效。当为低电平时，表示中央处理器已将数据写入8255A的输出端口，并通知外设取数据。确认：外围设备发送的“应答”信号“0”有效，当它为低电平时，表示外围设备已从端口8255A接收到

15、数据，这是对OBF的应答。intr:“1”对8255a发送给中央处理器的中断请求信号有效。当它为高时，请求中央处理器发送数据，使INTR为高的条件是：OBF=1(缓冲区为空)；确认=1(响应信号已结束)；且中断请求被允许(INTE=1)。通过设置pc4(端口a)和pc2(端口b)，可以将INT设置为“1”。48和8255A。当8255A设置为模式1和模式2时，通过读取c端口可以得到相应的状态字，从而知道8255a的工作状态。模式1中8255A的状态字格式如下：IBFA(输入缓冲器满)输入缓冲器满INTE(中断使能)中断使能信号INTR(中断请求)中断请求OBFA(输出缓冲器满)输出缓冲器满，8

16、255A的工作模式(3)工作模式2工作模式2只能由端口A设置，为双向选通输入/输出模式。工作模式2是通过双向传输设置的响应信号线，实际上是工作模式1中端口A输入和输出的响应信号线的组合。工作模式2特别适用于外部设备，如终端设备，因为这些设备有时需要通过端口A将键盘上输入的编码信号发送到中央处理器，有时需要通过端口A将数据发送到终端进行显示.工作模式2逻辑电路图，INTE1可通过设置PC6设置为 1 ；通过设置PC4，可以将INTE2设置为“1”。当8255A执行输入/输出双向操作时，首先启动中断(INTE1和INTE2设置为“1”)，如果发生中断，应询问IBFA或OBFA，以确定是否响应输入或

17、输出中断。工作模式2中8255A状态字的格式如下：4。使用8255A来扩展MCS-51和8255A之间的连接很简单，只需要添加一个8位锁存器。根据8255A的端口地址表和上面的连接图，端口a、端口b、端口c和控制寄存器的地址分别为FF7CH、FF7DH、FF7EH和FF7FH。例1:需要通过PC5输出正脉冲。MOV DPTR，# FF7FH发送控制字mov a，# 0bhmovx dptr，a。将呼叫延迟设置为PC5延迟12月1日，DPTR；将PC5清零，示例2: 8255a连接到打印机，程序可以以20H为起始地址，以50个连续单位的中央处理器内部RAM输出和打印数据。分析：端口a，端口b，端口c，控制器地址：00H，01H，02H，03H。DB0DB7:数据线。机顶盒：数据选通信号“0”有效(机顶盒从“0”变为“1”后，发送到DB0DB7的数据被打印机锁定。)确认：外围设备响应信号“0”有效(确认从“1”变为“0”后，表示打印机收到数据。)根据电路要求：端口a为模式1输出；b港口与此无关；输入端口C的四个高位；输出端口c的低4位。端口a和端口b的门输出模式：OBF:8255A“输出缓冲器满”信号发送到外设，“0”有效。当为低电平时，表示中央处理器已将数据写入8255A的输出端口，并通知外设取数