第10章 并行接口8255

第10章可编程接口芯片可编程并行接口芯片8255A及其应用并行数据传输方式以计算机的字长，通常是8位、16位或32位为传输单位，一次传送一个字长的数据适合于外部设备与微机之间进行近距离、大量和快速的信息交换例如：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例如：系统板上个部件之间，接口电路板上各部件之间典型的并行接口和外设连接的示意图********输入准备好********并行接口：连接CPU与并行外设，实现两者间的并行通信，在信息传送过程中，起到输出锁存或输入缓冲的作用。并行接口电路8255A具有多种功能的可编程并行接口电路芯片最基本的接口电路：三态缓冲器和锁存器与CPU间、与外设间的接口电路：状态寄存器和控制寄存器还有端口的译码和控制电路、中断控制电路分3个端口（每个端口8条线），共24个外设引脚（也可分为2组工作，每组12条线）共三种输入输出工作方式（可编程设置）(1)PA7～PA0、PB7～PB0及PC7～PC0A口、B口及C口的输入/输出线。(2)D7～D0三态双向数据线，数据总线连接，用来传送数据信息。(3)片选信号线，低电平有效。(4)读出信号线，低电平有效，控制数据的读出。(5)写入信号线，低电平有效，控制数据的写入。(6)A1、A0端口选择信号，用来寻址控制端口和I/O端口。(7)RESET复位信号线，高电平有效。有效时，所有寄存器的内容都被清零，三个I/O端口都被置成方式0输入。CS8255APA3PA2PA1PA0RDCSGNDA1A0PC7PC6PC5PC4PC3PC2PC1PC0PB0PB1PB2PA4PA5PA6PA7WRRESETD0D1D2D3D4D5D6D7VccPB7PB6PB5PB4PB38255A引脚图RDWR8255A是40条引脚的双列直插式芯片，引脚排列如图所示：一、8255A的内部结构和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～PA7RDWRA0A1CSRESET1.外设数据端口端口A：PA0～PA7A组，支持工作方式0、1、2端口B：PB0～PB7B组，支持工作方式0、1端口C：PC0～PC7仅支持工作方式0A组控制高4位PC4～PC7B组控制低4位PC0～PC3端口A：PA0～PA7常作数据端口，功能最强大端口B：PB0～PB7常作数据端口端口C：PC0～PC7可作数据、状态和控制端口分两个4位，每组可独立操作控制最灵活，最难掌握2.与处理器接口CS*A1A0I/O地址读操作RD*写操作WR*00000101001160H61H62H63H读端口A读端口B读端口C非法写端口A写端口B写端口C写控制字D0~D7数据线A0~A1地址线RD*读信号WR*写信号CS*片选信号RESET复位信号二、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1.方式0（基本输入输出方式）工作在方式0的端口，为单向传送端口,输入或输出作为输入口相当于普通的三态门作为输出口相当于普通的锁存器CPU可利用工作在方式0的端口，直接对端口进行读写操作，实现CPU与外设间的数据传送。方式0——基本输入输出方式各个端口的输入、输出可以有16种不同的组合最适用于无条件传送方式；也可用于查询方式——把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。（需用户指定C口相关位，然后通过软件查询来实现数据传送，相对麻烦）2.方式1（选通输入输出方式）工作在方式1的端口，为单向传送端口。A口工作在方式1时，C口的某3根引脚作为A口的联络信号。B口工作在方式1时，C口的某3根引脚作为B口的联络信号。在方式1下，C口作为A口、B口联络信号的引脚，其动作关系在芯片设计和制造时已固定，不由用户自己安排，也不能编程改变。方式1输入引脚：A端口数据选通信号表示外设已经准备好数据输入缓冲器满信号表示A口已经接收数据中断请求信号请求CPU接收数据PC4PC5PC3PA7~PA0INTEAIBFAINTRASTBA中断允许触发器INTE没有外部引出端，通过编程设置。方式1输入引脚：B端口PC2PC1PC0PB7~PB0INTEBIBFBINTRBSTBB数据选通信号表示外设已经准备好数据输入缓冲器满信号表示A口已经接收数据中断请求信号请求CPU接收数据中断允许触发器方式1需借用端口C用做联络信号同时还具有中断请求和屏蔽功能方式1输入联络信号STB*——选通信号，低电平有效由外设提供的输入信号，当其有效时，将输入设备送来的数据锁存至8255A的输入锁存器IBF——输入缓冲器满信号，高电平有效8255A输出的联络信号。当其有效时，表示数据已锁存在输入锁存器INTR——中断请求信号，高电平有效8255A输出的信号，可用于向CPU提出中断请求，要求CPU读取外设数据方式1输入时序外设送来数据PB7~PB0PA7~PA0STBIBFINTRRD②③当INTE=1时①①当外设准备好数据，将数据送至端口线PA7~PA0或PB7~PB0②外设发出选通信号STB*:(1)将数据锁存在输入端口内。(2)使IBF变高，表示输入端口满，可用于阻止外设输入新数据。(3)如果INTE=1,IBF的高电平和STB*的上升沿使INTR变高，发出中断请求。③转中断处理程序，执行IN指令，CPU读取数据，发出RD信号:(1)RD*的下降沿清除INTR(2)RD*的上升沿清除IBF(3)端口内的数据进入CPUSTB*和IBF是外设和8255A间的一对应答联络信号，为的是可靠地输入数据方式1中断控制8255A的中断由中断允许触发器INTE控制置位允许中断，复位禁止中断对INTE的操作通过写入端口C的对应位实现，INTE触发器对应端口C的位是作应答联络信号的输入信号的哪一位，只要对那一位置位/复位就可以控制INTE触发器选通输入方式下端口A的INTEA对应PC4端口B的INTEB对应PC2端口C置位/复位控制字方式1输出引脚：A端口外设响应信号表示外设已经接收到数据输出缓冲器满信号表示CPU已经输出了数据中断请求信号请求CPU再次输出数据PC6PC7PC3PA7~PA0INTEAOBFAINTRAACKA中断允许触发器方式1输出引脚：B端口PC2PC1PC0PB7~PB0INTEBOBFBINTRBACKB外设响应信号表示外设已经接收到数据输出缓冲器满信号表示CPU已经输出了数据中断请求信号请求CPU再次输出数据中断允许触发器方式1输出联络信号OBF*——输出缓冲器满信号，低有效8255A输出给外设的一个控制信号，当其有效时，表示CPU已把数据输出给指定的端口，外设可以取走ACK*——响应信号，低有效外设的响应信号，指示8255A的端口数据已由外设接受INTR——中断请求信号，高有效当输出设备已接受数据后，8255A输出此信号向CPU提出中断请求，要求CPU继续提供数据端口A的INTEA对应PC6端口B的INTEB对应PC2方式1输出时序①CPU执行OUT指令，输出数据②CPU发出WR*(1)数据写到8255A的端口(2)使OBF*有效（OBF*=0），表示输出端口满，可作为外设的选通信号,通知外设取数据。(3)清除中断请求信号INTR（前一次的）③外设接受到数据后，发出ACK*信号(1)ACK*的下降沿使OBF*变高，(2)当INTE=1,OBF*的高电平与ACK*的上升沿使INTR变高，发出中断请求，请求CPU输出新的数据。OBF*和ACK*是外设和8255A间的一对应答联络信号，为的是可靠地输出数据方式2双向方式方式2将方式1的选通输入输出功能组合成一个双向数据端口，可以发送数据和接收数据只有端口A可以工作于方式2，需要利用端口C的5个信号线，其作用与方式1相同方式2的数据输入过程与方式1的输入方式一样方式2的数据输出过程与方式1的输出方式有一点不同：数据输出时8255A不是在OBF*有效时向外设输出数据，而是在外设提供响应信号ACK*时才送出数据方式2双向引脚PC6PC7PC3PA7~PA0INTE1OBFAINTRAACKAPC4PC5IBFASTBAINTE2用PC6设置INTE1（输出）用PC4设置INTE2（输入）输入和输出中断通过或门输出INTRA信号方式2双向时序data-outINTRdata-outdata-indata-inPA0～PA7D0～D7IBFWROBFACKSTBRD三、8255A的编程初始化编程：一个方式控制字采用控制I/O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I/O地址，A1A0依次等于00、01、10IBMPC/XT机上，端口A、B、C和控制端口的I/O地址为60H、61H、62H和63H1.写入方式控制字：控制字格式1.写入方式控制字：示例要求：A端口：方式1输入C端口上半部：输出，C口下半部：输入B端口：方式0输出方式控制字：10110001B或B1H初始化的程序段：movdx,0fffeh;假设控制端口为FFFEHmoval,0b1h;方式控制字outdx,al;送到控制端口10001/0011/0D7D6D5D4D3D2D1D0特征位A口方式0A口输出PC7~PC4I/OB口方式0B口输入PC3~PC0I/O所以,方式控制字为10000010B,即82H由于对C口无要求，控制C口的相应位D4,D0可为任意值，假设取0例假设8255A控制端口的地址为203h,编程设置控制字，使A口方式0输出;B口方式0输入设置控制字的程序段如下：MOVDX，203h;置DX为控制口地址MOVAL，82h;置控制字于AL中OUTDX,AL;将控制字写入控制口2.读写数据端口初始化编程后：当数据端口作为输入接口时，执行输入IN指令将从输入设备得到外设数据当数据端口作为输出接口时，执行输出OUT指令将把CPU的数据送给输出设备8255A具有锁存输出数据的能力对输出方式的端口同样可以输入不是读取外设数据读取的是上次CPU给外设的数据2.读写数据端口：示例利用8255A的输出锁存能力，可实现按位输出控制对输出端口B的PB7位置位的程序段：movdx,0fffah;B端口假设为FFFAHinal,dx;读出B端口原输出内容oral,80h;使PB7＝1outdx,al;输出新的内容3.读写端口C：归纳1C端口被分成两个4位端口，两个端口只能以方式0工作，可分别选择输入或输出在控制上，C端口上半部和A端口编为A组，C端口下半部和B端口编为B组3.读写端口C：归纳2当A和B端口工作在方式1或方式2时，C端口的部分或全部引脚将被征用其余引脚仍可设定工作在方式03.读写端口C：归纳3对端口C的数据输出有两种办法通过端口C的I/O地址：向C端口直接写入字节数据。这一数据被写进C端口的输出锁存器，并从输出引脚输出，但对设置为输入的引脚无效通过控制端口：向C端口写入位控字，使C端口的某个引脚输出1或0，或置位复位内部的中断允许触发器端口C的位控制字位控制字写入控制端口特别便于置位复位内部中断允许触发器INTE例假设8255A的控制口地址为203h,通过控制口置PC2为0，置PC4为1MOVDX，203H;置DX为控制口地址MOVAL，00000100B;置PC2为0OUTDX,ALMOVAL，00001001B;置PC4为1OUTDX,AL42例某系统要求使用8255的A口工作于方式1作输入，B口工作于方式0作输出，C口上半部输入，下半部输出。8255端口地址为6