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1、“十一五”国家级规划教材,微机原理与接口技术 （第3版）,第7章,可编程接口芯片,本章主要内容,可编程定时/计数器接口芯片8253,概述,一个简单的具有输入功能和输出功能的可编程接口电路如下图，它包括一个输入接口，其组成主要是八位的三态门；一个输出接口，其组成主要是八位的锁存器；另外还有八位的多路转换开关及控制这个开关的寄存器FF。,概述,控制信息,数据端口,控制端口,概述,用户对寄存器FF写入的内容称为命令字或方式控制字，而寄存器FF称为命令寄存器，相应的端口称为命令端口或控制端口，对可编程芯片初始化过程实际上就是对芯片的控制端口写入各种命令字的操作过程。,概述,目前常用的可编程芯片有如下几
2、种： 8255A 并行I/O接口 8253 计数器/定时器 8251 串行I/O 8259A 中断控制器,7.1 可编程并行接口芯片8255A,功能 8255A是一种通用的可编程并行IO接口芯片，广泛用于几乎所有系列的微型机系统中，如8086、MCS51、Z80CPU系统等。8255A具有3个带锁存或缓冲的数据端口，可与外设并行进行数据交换。用户可用程序来选择多种操作方式，通用性强。使用灵活，可为CPU与外设之间提供并行输入输出通道。,7 可编程接口芯片,7.1 可编程并行接口芯片8255A,7.1.1、8255A的内部结构,逻辑框图,7.1 可编程并行接口芯片8255A,8255A的内部结构
3、 8255A由数据总线缓冲器，数据端口A、端口B和端口C，A组和B组控制电路和读/写控制逻辑四部分组成。,7.1 可编程并行接口芯片8255A,8255A的内部结构 数据总线缓冲器 这是一个三态双向8位缓冲器，它是8255A与系统数据总线的接口。 三个8位端口PA、PB和PC PA、PB和PC端口都可由程序设定为各种不同的工作方式。 端口A(PA口)有一个8位数据输入锁存器和一个8位数据输出锁存缓冲器； 端口B(PB口)有一个8位数据输入缓冲器和一个8位数据输入输出、锁存缓冲器； 端口C(PC口)有一个8位数据输入缓冲器和一个8位数据输出锁存缓冲器。 通常PA口与PB口用作输入输出的数据端口，
4、PC口用作控制或状态信息的端口。,7.1 可编程并行接口芯片8255A,8255A的内部结构 A组和B组的控制电路 这两组控制电路，可接受来及读/写控制电路的命令和CPU 送来的控制字，并根据它们来定义各个端口的操作方式。 A组控制部件用来控制PA口和PC口的高4位(PC7PC4)； B组控制部件用来控制PB口和PC口的低4位(PC3PC0) 读写控制电路 用来管理数据信息、控制字和状态字的传送，它接收来自CPU地址总线的 A1、A0和控制总线的有关信号(RD、WR、RESET等)，向8255A的A、B两组控制部件发送命令。,7.1 可编程并行接口芯片8255A,7.1.2、8255A的引脚,
5、8255A是40个引脚双列直 插式芯片 可分为3部分： 与外设连接的I/O总线 与CPU连接的系统总线 电源线,8255A芯片外形,7.1 可编程并行接口芯片8255A,1、连接外设端的引脚： PA0PA7 PB0PB7 PC0PC7,分别对应A、B、C三个8位输入/输出口,三个端口可通过编程分别指定为输入或输出口。 其中，C口即可作独立的输入/输出口，也可作A、B口的控制信号输出或状态信号输入，还可以进行位操作。特别地对于PC7PC0，其中可有若干根复用线可用于“联络”信号或状态信号，其具体定义与端口的工作方式有关。,7.1 可编程并行接口芯片8255A,2、与系统端连接的主要引线： D0D
6、7 :数据口 CS :片选 RD :读控制 WR :写控制 A0，A1 :端口地址 RESET :复位信号, 接系统总线的RESET,7.1 可编程并行接口芯片8255A,7.1 可编程并行接口芯片8255A,CS、A1、A0、RD、WR逻辑关系表,3、8255A与系统的连接示意图：,7.1 可编程并行接口芯片8255A,D0D7,WR,RD,A1,A0,CS,DB,IOW,IOR,A1,A0,译码器,8255A,A口,B口,C口,D0D7,外 设,A15A2,系统总线,7.1 可编程并行接口芯片8255A,7.1.3、8255A的工作方式及编程,1、8255A有3种工作方式： 方式0基本输入
7、输出方式,三个口； 方式1选通输入输出方式,A、B口； 方式2双向传送方式,A口。,7.1 可编程并行接口芯片8255A,7.1.3、8255A的工作方式及编程,1.方式0基本输入/输出方式 在方式0下，每一个端口都作为基本的输入或输出口，端口C口的高4位和低4位以及端口A口、端口B都可独立地设置为输入口或输出口。 CPU可采用无条件传输方式与8255A交换数据。,7.1 可编程并行接口芯片8255A,7.1.3、8255A的工作方式及编程,2.方式1选通输入/输出方式 在异步或条件传输方式下（先检查状态，然后才能传输数据）。 仅有A口和B口可工作与方式1（端口A和端口B仍作为数据的输入或输出
8、口） 端口C作为联络控制信号，被分成两部分，一部分作为端口A和端口B的联络信号，另一部分仍可作为基本的输入输出口。,7.1 可编程并行接口芯片8255A,7.1.3、8255A的工作方式及编程,7.1 可编程并行接口芯片8255A,7.1.3、8255A的工作方式及编程,3.方式2双向传输方式 端口A的方式2可使8255A与外设进行双向通信，既能发送数据，又能接收数据（分时进行）。可采用查询方式和中断方式进行传输。,7.1 可编程并行接口芯片8255A,当端A口方式2和端口B方式1时，端口C各位的功能如图所示，PC7PC3作为端口A的联络信号，PC2PC0作为端口B的联络信号。 当端口A工作于
9、方式2，端口B工作于方式0时，PC7PC3作为端口A的联络信号，PC2PC0可工作于方式0。,7.1 可编程并行接口芯片8255A,7.1.3、8255A的工作方式及编程,2、8255A编程： 8255A编程，就是用户在使用8255A之前，在软件中定义端口的工作方式，选择所需要的功能。,7.1 可编程并行接口芯片8255A,8255A的控制字 1）方式选择控制字,7.1 可编程并行接口芯片8255A,2）端口C置位/复位控制字,7.1 可编程并行接口芯片8255A,【例】在8086系统中，设8255A的A口输出，B口输入，PC1置位，PC2复位。已知：8255端口地址为60H63H，试编程对8
10、255A进行初始化。 解：根据题意，8255工作方式控制字为： 8255A初始化程序如下： MOV AL,82H ;方式控制字10000010B=82H OUT 63H,AL ;将控制字送入8255A控制端口 MOV AL,03H ;C口置位控制字00000011B=03H，设置PC1=1 OUT 63H,AL ;将控制字送入8255A控制端口 MOV AL,04H ;C口置位控制字00000100B=04H，设置PC2=0 OUT 63H,AL ;将控制字送入8255A控制端口,7.1 可编程并行接口芯片8255A,3）读入状态字(可在工作方式中讨论),当8255A由程序设定在方式1或方式2
11、工作时，C口就根据不同的情况，产生或接收“联络”信号。如果这时我们对C口进行读操作，则读出的内容就包含两部分内容，一部分是那些作为I/O线上的内容，另一部分是与“联络”状态有关的内容。,7.1 可编程并行接口芯片8255A,7.1.4、8255A的工作方式的功能,1、8255A工作在方式0下： 方式0也叫基本输入输出方式。 在这种方式下，端口A和端口B可以通过方式选择控制字规定为输入口或者输出口； 端口C分为高4位(PC7PC4) 和低4位(PC3PC0) 两个4位端口，这两个4位端口也可由方式选择控制字分别规定为输入口或输出口。 一个端口不能同时实现输入及输出。 这四个并行口共可构成16种不
12、同的使用组态。 利用8255A的方式0进行数据传输时，由于没有规定专门的应答信号，所以这种方式常用于与简单外设之间的数据传送，如向LED显示器的输出，从二进制开关装置的输入等。,7.1 可编程并行接口芯片8255A,7.1.4、8255A的工作方式的功能,1、8255A工作在方式0下： 用于连接简单外设。 适用于： 1.无条件输入输出方式。,7.1 可编程并行接口芯片8255A,【例】设8255A的A口和B口工作在方式0，A口作为输入端口，接有四个开关,且每一开关接一上拉电阻。B口为输出端，经一8路反相驱动器,接有一个发光二极管(LED)组成的七段数码管，连接电路如图所示。试编一程序,要求数码
13、管显示开关所拨通的二进制编码对应的16进制数字(字符)。,7.1 可编程并行接口芯片8255A,+5V,A15 M/IO A6 A5 A4 A3,A0 Y4,A1 A0 CS RD WR RESET,PA0 PA1 PA2 PA3 PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7,RD RW RESET,A2 A1,+5V,74LS138,8255A,K,a b c d e f g DP,a,d,e,c,b,f,g,DP,显示的字符 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A b c d E F LED段码(H) 3F 06 5B 4F 66 6D 7D 07 7F 6F 77
14、7C 39 5E 79 71,LED 数码管,电路,7.1 可编程并行接口芯片8255A,地址 A口:8020H, B口:8022H, C口:8024H, 控制口:8026H. A口方式输入，B口方式输出，口设为输入。 方式控制字 10011001B=99H,7.1 可编程并行接口芯片8255A,A_PORT EQU 8020H B_PORT EQU 8022H C_PORT EQU 8024H CTRL_P EQU 8026H DATA SEGMENT TAB1 DB 3FH,06H,5BH,4FH,31H DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME DS:DATA,CS:C
15、ODE MOV AL 99H ；设置8255方式字 MOV DX,CTRL_P OUT DX,AL MOV DX,A_PORT IN AL,DX ；读取开关（键盘）信息 AND AL,0FH ；屏蔽高4位 MOV BX,OFFSET TAB1 ；取段码表首地址 XLAT ；开关值段码变换 MOV DX,B_PORT ；输出显示 OUT DX,AL,7.1 可编程并行接口芯片8255A,7.1.4、8255A的工作方式的功能,2、8255A工作在方式1下： 利用一组选通控制信号控制A端口和B端口的数据输入输出。 A、B口作输入或输出口，C口的部分位固定用作A、B口的选通控制信号,C口的其余部分可
16、做一般I/O使用。 A口、B口在作为输入和输出时的选通信号不同。,7.1 可编程并行接口芯片8255A,数据选通信号,表示外设已经准备好数据,当其有效时，外设把数据打入A口的输入缓冲器,输入缓冲器满信号当其有效时 表示A口的输入缓冲器已暂存 一个有效数据。,中断请求信号有效时，8255A 的向CPU申请中断，要求 CPU从端口读取数据,1011 1/0 xxxB,1:PC6/PC7为输入 0:PC6/PC7为输出,控制字,A口方式1输入的引脚：,7.1 可编程并行接口芯片8255A,1xxxx11xB,控制字,B口方式1输入的引脚：,7.1 可编程并行接口芯片8255A,方式1输入时C口的作用
