第8章 可编程接口芯片_8253

机械系统计算机接口技术可编程接口芯片第八章可编程接口芯片机械系统计算机接口技术常用接口芯片※8086系统常用可编程接口芯片1.并行接口芯片INTEL8255，有三个8位端口A、B、CINTEL8155，有三个端口，内带256字节RAM，两个定时器2.串行接口芯片INTEL8251，同步异步串行接口INTEL8250，异步串行接口芯片3.计数定时器INTEL8253/8254，三个通道16位定时计数器4.直接内存访问控制器（DMA）INTEL8237机械系统计算机接口技术8255内部接构第8.1节可编程并行接口8255A一.8255A内部结构与功能RDWRA1A0CSRESETD7～D0PA7～PA0PC7～PC4PC3～PC0PB7～PB0读写控制逻辑缓冲A组控制B组控制端口A端口C（上部）端口C（下部）端口B8255端口选择A1A000对A口操作01对B口操作10对C口操作11对控制口操作机械系统计算机接口技术8255内部结构8255A为40引脚双列直插的NMOS器件：①PA7~PA0端口A的数据线，双向，三态输出。②PB7~PB0端口B的数据线，可输入，也可输出。③PC7~PC0端口C的数据线，可输入，也可输出，还可做A口或B口的控制信号线。④D7~D0数据线，与系统总线连接。⑤/RD读信号，输入，低电平有效，从8255A读取数据⑥/WR写信号，输入，低电平有效，把数据写入8255⑦/CS片选信号，输入，低电平有效，决定芯片地址⑧A1A0端口选择信号，8255占四个端口地址⑨RESET复位信号，输入，高电平有效。复位后清所有内部寄存器⑩A组控制和B组控制接收CPU控制字，决定8255工作方式机械系统计算机接口技术二.8255与计算机的连接D7~D0D7~D0RDWRA1A0RESETCSIORIOWA13A15A14A10A12A1174LS3074LS04A9+5VA8A7A6A5+5VCBA74LS138Y3G2AG2BG1RESET8255APA7~PA0PB7~PB0PC7~PC0A2A18255与计算机的连接机械系统计算机接口技术8255与计算机的连接※连接说明①8255的数据线D7~D0接8086系统的数据线低8位。②8255的A0接8086的A1，8255的A1接8086的A2，使用偶地址传递信息。③端口地址A15~A80~0端口00011011A口B口C口控制口A7A6A5A4A3A2A1地址0060H0062H0064H0066H0A0011XX机械系统计算机接口技术8255控制字三.8255A的控制字1.方式控制字方式控制字送到控制口，以选择A、B、C三个口的工作方式1标识端口C（上半部）1=输入0=输出D6D5D4D3D2D1D0B组方式选择0=方式01=方式1端口B1=输入0=输出端口C（下半部）1=输入0=输出A组方式选择00=方式001=方式11X=方式2端口A1=输入0=输出1）8255A有三种工作方式方式0：无条件输入输出方式1：选通输入输出方式2：双向方式2）A口可工作在三种工作方式，B口仅可工作在方式0和方式13）在方式1和方式2中C口作为联络信号MOVAL,80HOUT66H,AL;PA口为方式0输出MOVAL,1OUT60H,AL;置PA0为高电平机械系统计算机接口技术8255控制字2.端口C按位控制字标识D00D7XXXB2B1B01/0D0=1置1D0=0复位000未用12345670101010101100110001111按位控制字写入8255的控制口该控制字仅对8255端口C的输出锁存器操作该控制字主要用于方式1和方式2，方式0下可直接对C口操作MOVAL,09HOUT66H,AL;置C口输出锁存位PC4为1机械系统计算机接口技术8255工作方式四.8255A的工作方式1.方式0—无条件输入输出方式A、B、C口均都可工作于此方式，用作输入或输出口在此方式下，CPU可直接用IN、OUT指令读取端口状态或输出数据到端口MOVAL,83H;PA口和上C口方式0输出OUT66H,AL;PB口和下C口方式0输入INAL,62H;读PB口状态MOVAL,80HOUT64H,AL;置PC7为高电平机械系统计算机接口技术8255工作方式2.方式1—选通输入输出方式A.选通输入INTEAPC4PC5PC3PA7～PA0STB_AIBF_AINTR_AA口作选通输入接口PC4’①外设有新数据，送PA口②外设送/STB选通信号到PC4引脚，表示外设已送出新数据③8255接收并锁存PA口数据，由PC5送出IBF输入缓冲器满信号，通知外设不要送新数据④8255由PC5在内部触发中断申请，若中断申请允许INTEA=1，则通过PC3向CPU发出中断请求信号INTR⑤CPU响应中断，读取8255的新数据，读数据时自动清除IBF信号，以便外设可送出下一次新数据⑥INTEAA口中断允许，是C口输出锁存器第4位（PC4’）。1中断允许0中断禁止MOVAL,B0HOUT66H,AL;PA口方式1输入MOVAL,09HOUT66H,AL;置PC4’=1中断允许机械系统计算机接口技术8255工作方式INTEBPC2PC1PC0PB7～PB0STB_BIBF_BINTR_BB口作选通输入接口PC2’①外设有新数据，送PB口②外设送/STB选通信号到PC2引脚，表示外设已送出新数据③8255接收并锁存PB口数据，由PC1送出IBF输入缓冲器满信号，通知外设不要送新数据④8255由PC1在内部触发中断申请，若中断申请允许INTEB=1，则通过PC0向CPU发出中断请求信号INTR⑤CPU响应中断，读取8255的新数据，读数据时自动清除IBF信号，以便外设可送出下一次新数据⑥INTEBB口中断允许，是C口输出锁存器第2位（PC2’）。1中断允许0中断禁止MOVAL,86HOUT66H,AL;PB口方式1输入MOVAL,05HOUT66H,AL;置PC2’=1中断允许机械系统计算机接口技术8255工作方式B.选通输出INTEAPC7PC6PC3ACK_AOBF_AINTR_AA口作选通输出接口PC6’①CPU输出新数据到PA口，自动置PC7为低，送/OBF输出缓冲器满信号到外设，通知外设PA口已有可用数据②外设若接收数据，则返回/ACK收到信号到PC6引脚，表明已取走数据，由其清除/OBF输出，并触发中断申请③若中断允许INTEA=1，则由PC3向CPU发出INTR中断请求信号④CPU响应中断，可发出下一个新数据⑤INTEAA口中断允许，是C口输出锁存器第6位（PC6’）。1中断允许0中断禁止。PA7～PA0MOVAL,A0HOUT66H,AL;PA口方式1输出MOVAL,0DHOUT66H,AL;置PC6’=1中断允许机械系统计算机接口技术8255工作方式INTEBPC1PC2PC0ACK_BOBF_BINTR_BB口作选通输出接口PC2’①CPU输出新数据到PB口，自动置PC1为低，送/OBF输出缓冲器满信号到外设，通知外设PB口已有可用数据②外设若接收数据，则返回/ACK收到信号到PC2引脚，表明已取走数据，由其清除/OBF输出，并触发中断申请③若中断允许INTEB=1，则由PC0向CPU发出INTR中断请求信号④CPU响应中断，可发出下一个新数据⑤INTEBB口中断允许，是C口输出锁存器第2位（PC2’）。1中断允许0中断禁止。PB7～PB0MOVAL,84HOUT66H,AL;PB口方式1输出MOVAL,05HOUT66H,AL;置PC2’=1中断允许机械系统计算机接口技术8255工作方式3.方式2—双向方式，仅A口有此方式PC3OBF_AACK_AINTRPC7PC6INTE1PC4PC5INTE2STB_AIBF_APC6’PC4’将A口方式1的选通输入和选同输出相组合便构成了方式2INTEx中断允许信号INTE1为C口输出锁存器第6位PC6’INTE2为C口输出锁存其第4位PC4’1中断允许0禁止中断PA7～PA0MOVAL,C0HOUT66H,AL;PA口方式2双向MOVAL,0DHOUT66H,AL;置PC6’=1中断允许MOVAL,09HOUT66H,AL;置PC4’=1中断允许机械系统计算机接口技术8255应用举例五.8255应用举例例：由8255的A口输出控制8支发光二极管，由C口PC2~PC0接入3位DIP开关的设置，根据开关设置值，点亮相应数码管。如：PC2~PC0输入为110，则点亮第6支发光管（PA6控制）拨码开关为ON时表示信息1+5V+5VPA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PC0PC1PC2D7~D0/IOR/IOWA2A1RESET/CS(60～7FH)CSRESETA0A1/WR/RD825510K*4300*8D7~D0机械系统计算机接口技术8255应用举例PORTAEQU60HPORTBEQU62HPORTCEQU64HPCTRLEQU66HDISPROCMOVAL,81H;8255初始化控制字为81HOUTPCTRL,AL;初始化8255PA口方式0输出下C口方式0输入INAL,PORTC;读拨码开关状态，低电平表示拨码开关为ONNOTAL;取反ANDAL,07H;得到拨码开关设置NMOVCL,ALMOVAL,0FEH;11111110ROLAL,CL;循环左移N位得到11101111OUTPORTA，AL;输出到PA口，点亮相应发光管DISENDP机械系统计算机接口技术8253内部结构第8.2节计数器/定时器8253一.8253内部结构与功能D7~D0RDWRA1A0CS读写控制逻辑数据缓冲控制寄存器计数器0CLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2计数器1计数器2①8253有3个计数/定时器②每个通道有6种工作方式，由控制寄存器选择③每个通道可对外部输入CLK进行减1计数。计数由引脚GATE控制；④计数器归0时由OUT引脚输出信号A1A000对计数器0操作01对计数器1操作10对计数器2操作11对控制寄存器操作8253端口选择机械系统计算机接口技术8253引脚功能8253具有24个引脚：①D7~D0数据线，双向三态，与系统数据总线相连②/RD读信号，输入，低电平有效，从8253读取数据③/WR写信号，输入，低电平有效，将数据写入8253④/CS片选信号，输入，低电平有效，决定芯片地址⑤A1A0端口选择信号，8253占四个端口地址⑥CLK0、CLK1、CLK2计数时钟输入端，下降沿使通道减1⑦GATE0、GATE1、GATE2计数控制端，高电平或上升沿有效，有效时才允许计数器对输入CLK进行计数⑧OUT0、OUT1、OUT2输出信号，计数到0时由此引脚输出一信号⑨控制寄存器接收CPU控制字，决定8253工作方式机械系统计算机接口技术8253与计算机的连接二.8253与计算机的连接D7~D0RDWRA1A0CSIORIOWA13A15A14A10A12A1174LS3074LS04A9+5VA8A7A6A5+5VCBA74LS138Y2G2AG2BG18253A2A1GATE0GATE1GATE2OUT0OUT1OUT2CLK0CLK1CLK2PB1(8255)+5VPB0（8255）IRQ0（8259）刷新电路驱动器CPCLKDQQ74LS175D7~D0机械系统计算机接口技术8253与计算机的连接①8253的数据线D7~D0接8086系统数据总线低8位。②8253的A0接8086的A1，8253的A1接8086的A2，使用偶地址端口③端口地址④8253三个通道的时钟由PCLK分频得到，频率为：2.38636/2=1.1931816MHz④在IBM-PC/XT微机系统中，通道0定时输出OUT0接8259的IR0，为计算机提供实时时钟，通道1定时输出OUT1为动态存储器刷新提供时钟，通道2个定时输出OUT2控制扬声器发声A15～A80～0端口00011011控制口A7A6A5A4A3A2