微机原理与接口技术第7章常用接口芯片

西安工业大学微机原理与接口技术任课教师：乔奎贤E-mail：[e-mail]西安工业大学第7章常用可编程接口芯片7.1可编程并行接口82557.2可编程计数器/定时器82537.3可编程串行接口8251A7.4模拟I/O接口西安工业大学7.1可编程并行接口芯片82557.1.1并行接口概述7.1.28255A的内部结构及外部引脚7.1.38255A的工作方式7.1.48255A的控制字和初始化编程7.1.58255A的应用示例第7章常用可编程接口芯片接口47.1.1并行接口概述微型计算机与外设之间的数据传送方式：并行接口、串行接口并行接口——并行的数据传送把一个字符的各数据位同时用几根线进行传输源01101010目的011010100D7DT并行传送特点：数据的各位同时由源到达目的地——速度快多根数据线——传输距离较短第7章常用可编程接口芯片接口57.1.1并行接口概述微型计算机与外设之间的数据传送方式：并行接口、串行接口并行接口——并行的数据传送以计算机的字长为传输单位（8/16/32b)一次传送一个字长的数据近距离、大量和快速的信息交换例：微机与并行接口打印机、磁盘驱动器微机系统中最基本的信息交换方法例：系统板上各部件之间接口电路板上各部件之间第7章常用可编程接口芯片接口67.1.1并行接口概述数据输入数据输出数据输入回答数据输出准备好输入设备数据输入准备好数据输出回答数据总线读信号写信号复位信号准备好中断请求地址地址译码控制寄存器状态寄存器输入缓冲寄存器输出缓冲寄存器内部端口选择片选CPU输出设备并行接口第7章常用可编程接口芯片接口77.1.1并行接口概述串行接口——串行的数据传送将数据的各位按时间顺序依次在一根传输线上传输。串行传送特点：数据的各位依次由源到达目的地——速度慢数据线少——远程通信：费用较低传输速度传输距离成本并行通信快短高串行通信慢长低源目的T801101010RxDTxD第7章常用可编程接口芯片接口87.1.1并行接口概述串行接口数据输入准备好数据输入回答串行数据输入串行数据输出数据输出准备好数据输出回答数据总线读信号写信号复位信号准备好中断请求地址地址译码CPU控制寄存器状态寄存器输入缓冲寄存器输出缓冲寄存器内部端口选择片选串入并出并入串出输入设备输出设备西安工业大学7.1可编程并行接口芯片82557.1.1并行接口概述7.1.28255A的内部结构及外部引脚7.1.38255A的工作方式7.1.48255A的控制字和初始化编程7.1.58255A的应用示例第7章常用可编程接口芯片接口107.1.28255A的内部结构及外部引脚8255A是通用的8位并行输入/输出接口芯片，具有如下特点：(1)8255A具有3个8位的数据口：A口、B口、C口C口可当作两个4位口来使用；三个数据口均可用来输入或输出(2)8255A具有3种工作方式：方式0、方式1、方式2可适应CPU与外设间的多种数据传输方式，如无条件传送方式、查询传送方式、中断方式等1.8255A的内部结构外设接口部分（数据端口A、B、C）内部逻辑（A组和B组控制电路）CPU接口部分第7章常用可编程接口芯片接口117.1.28255A的内部结构及外部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～PA7RDWRA0A1CSRESET8位的双向的三态缓冲器。作为8255A与系统数据总线连接的界面一个独立的8位输入/输出口。用于双向的数据传输，输入和输出有锁存功能。受控A组，支持工作方式0、1、2一个独立的8位I/O口；或两个独立的4位I/O口，输出有锁存功能；输入无锁存。仅支持工作方式0一个独立的8位输入/输出口。输出有锁存功能；输入无锁存。受控B组，支持工作方式0、1负责管理8255A的数据传输过程接收CPU输出的方式控制命令字；接收来自读/写控制逻辑电路的读/写命令；决定A组和B组的工作方式和读/写操作第7章常用可编程接口芯片接口127.1.28255A的内部结构及外部引脚1.8255A的内部结构外设接口部分（数据端口A、B、C）端口A：一个8位数据输入锁存器一个8位数据输出锁存/缓冲器端口B：一个8位数据输入缓冲器一个8位数据输出锁存/缓冲器端口C：一个8位数据输入缓冲器一个8位数据输出锁存/缓冲器通过向芯片写入方式选择控制字，端口C可以被分成两个4位端口第7章常用可编程接口芯片接口137.1.28255A的内部结构及外部引脚1.8255A的内部结构内部逻辑（A组和B组控制电路）根据芯片内部的控制寄存器内容（存放着CPU输出的方式选择控制字）和“读/写控制逻辑”发出的读/写命令，控制两组端口的工作方式和读/写操作。A组控制电路控制端口A、端口C高4位(PC7~PC4)B组控制电路控制端口B、端口C低4位(PC3~PC0)第7章常用可编程接口芯片接口147.1.28255A的内部结构及外部引脚1.8255A的内部结构CPU接口部分数据总线缓冲器：8位的双向三态数据缓冲器8255A与CPU数据总线的接口，通过此缓冲器传送的信息：所有数据的输入/输出CPU用输出指令向8255A发出的控制字CPU用输入指令从8255A读入的外设状态信息读/写控制逻辑电路：地址线A1和A0、CS、RD、WR、RESET信号的组合，用来控制8255A进行数据信息、状态信息和控制信息的传输。第7章常用可编程接口芯片接口157.1.28255A的内部结构及外部引脚2.8255A的外部引脚与功能双向8位三态数据线，与系统数据总线相连接PC7～PC0：C端口的输入/输出引脚PA7～PA0：A端口的输入/输出引脚PB7～PB0：B端口的输入/输出引脚RD：读信号，低电平有效CS：片选信号,低电平有效WR：写信号，低电平有效RESET：复位信号，高电平有效A1A0：端口译码信号PA3PA2PA1PA0RDCSGNDA1A0PC7PC6PC5PC4PC0PC1PC2PC3PB0PB1PB2PA4PA5PA6PA7WRRESETD0D1D2D3D4D5D6D7VccPB7PB6PB5PB4PB3123456789101112131415161718192040393837363534333231302928272625242322218255A第7章常用可编程接口芯片接口167.1.28255A的内部结构及外部引脚A1A0操作数据传送方式00100读A口A口数据→数据总线00101读B口B口数据→数据总线00110读C口C口数据→数据总线01000写A口数据总线数据→A口01001写B口数据总线数据→B口01010写C口数据总线数据→C口01011写控制口数据总线数据→控制口8255A的操作功能表WRCSRD与CPU连接的引脚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WRCSRD与外设连接的引脚PA0~PA7PB0~PB7PC0~PC7西安工业大学7.1可编程并行接口芯片82557.1.1并行接口概述7.1.28255A的内部结构及外部引脚7.1.38255A的工作方式7.1.48255A的控制字和初始化编程7.1.58255A的应用示例第7章常用可编程接口芯片接口187.1.48255A的控制字和初始化编程8255A控制字：用来设置8255A的工作方式8255A控制字：方式选择控制字、C口按位置位/复位控制字这二个控制字写入同一端口地址(A1A0＝11)控制字的D7位作为标位：D7＝1：表示是工作方式控制字D7＝0：表示是按位置位/复位控制字初始化编程：一个方式控制字采用控制端口地址：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的端口地址——A1A0依次等于00、01、10第7章常用可编程接口芯片接口197.1.48255A的控制字和初始化编程工作方式控制字：设置8255A各数据端口的工作方式对8255进行初始化编程时，通过向控制寄存器写入方式选择控制字，可以让3个数据端口以需要的方式工作。第7章常用可编程接口芯片接口207.1.48255A的控制字和初始化编程工作方式控制字：【例1】设8255A的端口地址为60H~63H，要求：A组工作在方式0，A口输出，C口高4位输入；B组工作在方式1，B口输出，C口低4位输入，则对应的工作控制方式字为：10001101B或8DH。初始化程序如下：MOVAL,8DH;设置方式字OUT63H,AL;送到8255A控制字寄存器中第7章常用可编程接口芯片接口217.1.48255A的控制字和初始化编程C口按位置位/复位控制字：写入控制寄存器的一个控制字控制字的最高位为0。C口中的任一位均可用作输出控制。第7章常用可编程接口芯片接口227.1.48255A的控制字和初始化编程C口按位置位/复位控制字：【例2】使8255A的PC7置1，PC3置0，设8255A的地址为320H~323H，则程序为：MOVAL,0FH;PC7置1的控制字MOVDX,323HOUTDX,ALMOVAL,06H;PC3置0的控制字OUTDX,AL西安工业大学7.1可编程并行接口芯片82557.1.1并行接口概述7.1.28255A的内部结构及外部引脚7.1.38255A的工作方式7.1.48255A的控制字和初始化编程7.1.58255A的应用示例第7章常用可编程接口芯片接口247.1.38255A的工作方式8255A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8255A的三种工作方式，用户可以通过编程来设置A端口：方式0、方式1和方式2中的任一种B端口：方式0、方式1C端口：方式0。常作为控制信号使用，配合A、B端口工作第7章常用可编程接口芯片接口257.1.38255A的工作方式1.方式0：基本输入输出方式通常不用联络信号（或不使用固定的联络信号），不使用中断。3个端口中的每一个都可由程序选定为输入/输出具有两个8位端口，即A口、B口，两个4位端口，即C口的高/低4位任一端口都可作为输入或输出，但每个端口不能同时既输入又输出输出具有锁存能力，输入无锁存功能适用场合：无条件传送：可实现3路8位数据的传输查询方式：A、B口作为8位数据的输入或输出口，C口的高/低4位分别定义为A、B口的控制位和状态位第7章常用可编程接口芯片接口267.1.38255A的工作方式2.方式1：选通I/O方式A口和B口仍作为两个独立的8位I/O数据通道，可单独连接外设，通过编程分别设置它们为输入或输出C口有6位分别作为A口和B口的控制和状态信号线C口的其余2位仍可作为方式0的I/O线适用场合：主要用于中断控制方式下的输入输出第7章常用可编程接口芯片接口277.1.38255A的工作方式2.方式1：输入在C口作为方式1输入时：PC6~PC7则可单独作I/O线PC3~PC5用作A口的应答联络线PC0~PC2用作B口的应答联络线STB：选通输入。用来将外设输入的数据送入8255A的输入缓冲器IBF：输入缓冲器满。一方面可供微处理器查询用，另一方面送给外设，阻止外设发送新的数据。RD信号有效使其复位INTR：中断请求信号。INTR置位的条件是IBF为1且INTE为1，向CPU发出中断请求。由RD信号的下降沿清除INTE：中断允许。对A口来讲，是由PC4置位来实现，对B口来讲，则是由PC0置位来实现第7章常用可编程接口芯片接口287.1.38255A的工作方式2.方式1：输入PC4PC5PA7~PA0INTEAIBFAINTRASTBARDD7~D0方式1：A口&PC3PC2PC1PB7~