79微机原理与接口技术v12-第8章

电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】第8章PrincipleofMicrocomputerandInterfaceTechnologyElectronicsInformationEngineeringSichuanUniversityEI微机原理与接口技术第8章并行接口电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】1微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求教学重点●8255的工作方式●8255的编程电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】2微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求并行数据传输方式基本概念•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。•微机系统中最基本的信息交换方法–例如：系统板上各部件之间,接口电路板上各部件之间。电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】3微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求可编程并行接口芯片8255A接口芯片•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•共24个外设引脚,分3个端口、2组控制；•共3种输入输出工作方式：–方式0－基本输入输出–方式1－选通输入输出–方式2－双向选通输入输出电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】4微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求8255A引脚接口芯片电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】5微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求8255A的内部结构和引脚接口芯片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～PA7RDWRA0A1CSRESET电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】6微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求外设数据端口接口芯片•端口A：PA0～PA7–A组,支持工作方式0、1、2–常作数据端口，功能最强大•端口B：PB0～PB7–B组,支持工作方式0、1–常作数据端口•端口C：PC0～PC7–仅支持工作方式0–A组控制PC4~PC7，B组控制PC0~PC3–分成两个4位端口–可作数据、状态和控制端口–控制最灵活，最难掌握电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】7微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求8255A与处理器接口接口芯片•D0～D7数据线•A0～A1地址线•CS片选信号•RD读信号•WR写信号•RESET复位信号CSA1A0I/O地址读操作RD写操作WR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60H61H62H63H000001010011电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】8微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求8255A的工作方式接口芯片•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电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】9微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求工作方式0－基本输入输出工作方式接口芯片•8255A的24条I/O线全部由用户分配功能。•端口信号线之间无固定的时序关系。•输出锁存，输入只有缓冲能力而无锁存功能。•单向I/O，一次初始化只能指定某一端口作输入或作输出，不能使该端口同时既作输入又作输出。•分成彼此独立的两个8位和两个4位并行口。•只能把C口的高4位为一组或低4位为一组同时输入或输出。电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】10微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求方式0输入时序接口芯片datadata输入端口D0～D7RDCS,A1,A0电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】11微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求方式0输出时序接口芯片WRdatadata输出端口D0～D7CS,A1,A0电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】12微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求方式1－选通输入输出方式接口芯片•在面向I/O设备的24根线中，设置专用的中断请求和联络信号线。•数据的输入输出都有锁存能力。•PA和PB为数据口，而PC口的大部分引脚分配作联络信号用，用户对这些引脚不能再指定作其它用途。•各联络信号线之间有固定的时序关系，传送数据时要严格按照时序进行。•输入/输出操作产生确定的状态字，这些状态信息可作为查询或中断请求之用。电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】13微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求方式1输入引脚:A端口接口芯片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中断允许触发器电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】14微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求方式1输入引脚:B端口接口芯片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B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电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】15微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求方式1输入联络信号接口芯片•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保存至8255A的输入缓冲器。•IBF——输入缓冲器满信号，高电平有效–8255A输出的联络信号；–有效时，表示数据已保存在输入缓冲器。•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。电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】16微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求方式1输入时序接口芯片输入端口dataINTRIBFdataD0～D7STBRDSTB和IBF是外设和8255A间的一对应答联络信号，目的是为可靠地输入数据。电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】17微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求方式1输入时序说明(1)接口芯片①以端口A为例,当输入设备已准备好一个新数据时,首先检测IBF线的状态,若为低(表示输入锁存器空),则输入设备将数据放入PA7~PA0。②然后发出选通信号STB,STB将PA7~PA0上的数据置入数据缓冲器，此时8255A会使IBF有效,指示输入缓冲器已满。电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】18微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求方式1输入时序说明(2)接口芯片③STB变为无效后,8255A使INTR由低变高,通过8259A向CPU发出中断请求,CPU响应请求并进入相应的中断服务程序。④在中断服务程序中,CPU读端口A,RD的下降沿使INTR无效。⑤RD的上升沿使IBF变无效,指示输入缓冲器的数据已传送给CPU,处于空状态,准备接收新的数据。若CPU采用查询方式,则通过查询状态字中的INTR位或IBF位是否置位来判断有无数据可读。电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】19微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求方式1输出引脚:A端口接口芯片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中断允许触发器电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】20微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求方式1输出引脚:B端口接口芯片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电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】21微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求方式1输出联络信号接口芯片•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。电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】22微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求方式1输出时序接口芯片INTRdatadata输出端口D0～D7WROBFACKOBF和ACK是外设和8255A间的一对应答联络信号，目的是为可靠地输出数据。电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】23微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求方式1输出时序说明(1)接口芯片①以端口A为例,当输出设备接收了前一次数据后,8255A通过8259A向CPU请求中断。②在中断服务程序中,CPU将数据写入指定的端口,WR变为有效,于是数据写入输出缓冲器并出现在PA7~PA0。③写信号WR的上升沿使OBF变为有效,指示输出设备PA7~PA0上已有新的数据,同时还使INTR变为无效。电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】24微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求方式1输出时序说明(2)接口芯片④输出设备通过PA7~PA0接收数据。⑤输出设备接收到数据后,向8255A发回信号ACK,ACK的上升沿通常表示输出设备已准备好再接收新的数据。⑥8255A在ACK出现上升沿之前使OBF变为无效,若INTE=1,则还使INTR变为有效,再次请求中断。电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】25微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求方式2－双向选通输入输出方式接口芯片•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根信号线,其作用与方式1相同；•时序关系基本上是方式1下输入和输出两种操作的组合。电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】26微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求方式2双向引脚接口芯片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信号电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】27微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求方式2时序接口芯片data-outINTRdata-outdata-indata-inPA0～PA7D0～D7IBFWROBFACKSTBRD电子信息学院2007.9【严华QQ:4429175】28微机原理与接口技术基本概念接口芯片应用举例教学要求8255A工作方式小结接口芯片0方式1方式2方式名称基本输入输出带联络的输入输出双向联络输入输出传送方式无条件查询、中断查询、中断锁存输出锁存输入缓冲输入、输出锁存同左联络线无有有状态字无有有传送方向单向输入或输出同左双向输入输出可工作端口A、B、CA、BA连接方法A、B、C口分别连I/O数据线A组：PA0～7连I/