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1、第8章 常用输入输出接口电路 8.1 可编程并行接口芯片8255A n并行接口：能实现并行传输的接口 q内部结构 q引脚功能 q工作方式 q编程应用 8.1 可编程并行接口芯片8255A n并行通信 q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 q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 n例如：微机与并行接口打印机、磁盘驱动器 q微机系统中最基本的信息交换方法 n例如：系统板上各部件之间，接口电路板上各部件之间 n并行接口 q实现并行通信的接口称为并行通信接口 q不可编程并行接口，如74ls244、73ls273等 q可编程并行接口，可以通
2、过编程命令字确定接口的工作方式，如 8255A 可编程并行接口芯片8255A的特点 n具有多种功能的可编程并行接口电路芯片 q最基本的接口电路：三态缓冲器和锁存器 q与CPU间、与外设间的接口电路：状态寄存器和控制寄 存器 q还有端口的译码和控制电路、中断控制电路 n分3个端口，共24个外设引脚 n共三种输入输出工作方式 8.1.1 8255A 的内部结构 数据 总线 缓冲器 内部控制线 内部数据线 D0D7 A组 控制 A组 端口A A组 端口C 上部 B组 控制 B组 端口B B组 端口C 下部 读写 控制 逻辑 PC0PC3 PB0PB7 PC4PC7 PA0PA7 RD WR A0 A
3、1 CS RESET 与系统总线接口 内部逻辑 与外设接口 8255A的内部结构 nCPU接口 q数据总线缓冲器 双向三态的8位缓冲器，与系统数据总线连接，是8255A与 CPU之间信息传输的必经之路。 q 读/写控制逻辑 管理8255A的数据传输过程。 n三个数据端口A、B、C q三个8位的输入输出端口，可用指令将它们分别设置成输 入或输出端口。 nA组控制、B组控制 q 8255A将端口A、B、C分为两组：端口A和端口C的高4位 构成A组，端口B和端口C的低4位构成B组。 n端口A：PA0PA7 n输入锁存，输出锁存缓冲 n常作数据输入输出端口 n端口B：PB0PB7 n输入缓冲，输出锁存
4、缓冲 n常作数据输入输出端口 n端口C：PC0PC7 n输入缓冲，输出锁存缓冲 n可作数据、状态和控制端口 n分两个4位，每位可独立操作 外设数据端口 n端口A：PA0 PA7 qA组，支持工作方式0、1、2 n端口B：PB0 PB7 qB组，支持工作方式0、1 n端口C：PC0 PC7 q仅支持工作方式0 qA组控制高4位PC4PC7 qB组控制低4位PC0PC3 8.1.2 8255的引脚功能 n1. 与CPU连接的信号线 nD7D0：8255A的双向三态数据线。 nA1、A0： 端口地址选择信号。 nCS#：片选信号。 nRD#：读信号，低电平有效。 nWR#：写信号，低电平有效。 nR
5、ESET：复位信号。 nVCC、GND：电源和地线。 表 81 端口读写操作与引脚信号关系表 A1A0端口选择和操作 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 向端口A写入数据 向端口B写入数据 向端口C写入数据 向控制端口写入控 制字 从端口A读出数据 从端口B读出数据 从端口C读出数据 无操作 禁止使用 无操作 2. 与外部设备相连的信号线 nPA7PA0：A口与外部设备连接的数据线。 nPB7PB0：B口与外部设备连接的数据线。 nPC7PC0：C口输入输
6、出数据线。 8.1.3 8255A的工作方式 1方式0 基本输入/输出方式 （1）方式0的工作特点： A口和B口作为两个8位端口 C口的高4位和低4位可以用作两个4位端口 各端口都可以定义为输入或者输出，共16种组合 输入有缓冲，输出有锁存 （2）方式0的使用场合： 无条件传送 查询式传送 方式0输入时序 data data输入端口 D0D7 RD CS,A1,A0 请体会这里8255A的数据缓冲作用 方式0输出时序 WR data data 输出端口 D0D7 CS,A1,A0 8255A对CPU通过它输出给外设的数据进行锁存 2方式1 选通输入/输出方式 n（1）方式1工作特点 q端口A、
7、端口B和端口C被分为两个组。 q端口A和端口B用作8位数据的输入/输出，端口C的一些 引脚被规定为端口A、B的联络信号。 q数据输入/ 输出均具有锁存能力 n（2）方式1的使用场合： 查询式传送 中断传送 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 PC4 PC5 PC3 PA7PA0 INTEA IBFA INTRA STBA 中断允许触发器 方式1输入引脚：B端口 PC2 PC1 PC0 PB7PB0 INTEB IBFB INTRB STBB 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
8、 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 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 nSTB*选通信号，低电平有效 q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 nIBF输入缓冲器满信号，高电平有效 q8255A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 nINTR中断请求信号，高电平有效 q8255A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 输入端口data INTR IBF data D0D7 STB RD STB*和IBF
9、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 n8255A的中断由中断允许触发器INTE控制 q置位允许中断，复位禁止中断 n对INTE的操作通过写入端口C的对应位实现。 INTE触发器对应于端口C用作输入联络信号那一位。只 要对那一位置位/复位就可以控制INTE触发器的置 位/复位。 n选通输入方式下 q端口A的INTEA对应PC4 q端口B的INTEB对应PC2 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 PC6 PC7 PC3 PA7PA0 INTEA O
10、BFA INTRA ACKA 中断允许触发器 方式1输出引脚：B端口 PC2 PC1 PC0 PB7PB0 INTEB OBFB INTRB ACKB 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 nOBF*输出缓冲器满信号，低有效 q8255A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 nACK*响应信号，低有效 q外设的响应信号，指示8255A的端口数据已由外设接受 nINTR中断请求信号，高有效 q当输出设备已接受数据后，8255A输
11、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 INTR data data 输出端口 D0D7 WR OBF ACK 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 端口/工作 方式 联络线输入输出 A口方式1PC7OBFA # PC6ACKA# / INTEA PC5IBFA PC4STBA # / INTEA PC3INTRAINTRA B口方式1PC2STBB # / INTEBACKB# / INTEB PC1IBFBOBFB # PC0INTRBINTRB 方式1的
12、联络信号 3方式2 双向输入/输出方式 n（1）方式2工作特点 q方式2只适用于端口A，是双向的输入/输出传输方式。 q方式2下各信号含义与方式1输入、输出方式相同，其中： INTE1：输出中断允许信号。 INTE2：输入中断允许信号。 n（2）方式2的使用场合 q用于两台处理器之间实现双向并行通信。 q查询方式 q中断方式：如果同时允许输入中断和输出中断，则在中断服 务程序中首先读取C口的状态，对IBFA和OBF#的状态进行 检测，进一步确定是输入中断还是输出中断。 8.1.4 8255A的控制字 1. 方式选择控制字 n8255A有三种基本工作方式： n方式0：基本输入输出方式 q适用于无
13、条件传送和查询方式的接口电路，三个端口都适用 n方式1：选通输入输出方式 q适用于查询和中断方式的接口电路，适用于端口A和端口B n方式2：双向选通传送方式 q适用于与双向传送数据的外设 q适用于查询和中断方式的接口电路，仅适用于端口A n8255A各数据端口的工作方式由方式选择控制字进行设置。 8255A方式选择控制字 写入方式控制字：示例 n要求： qA端口：方式1输入 qC端口上半部：输出，C口下半部：输入 qB端口：方式0输出 n方式控制字：10110001B或B1H n8255A端口地址为60H，61H，62H，63H n初始化的程序段： mov dx,63h ；控制端口为63H m
14、ov al,0b1h ；方式控制字 out dx,al ；或out 63h,al 送到控制端口 读写数据端口 n初始化编程后： q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 q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 n8255A具有锁存输出数据的能力 q对输出方式的端口同样可以输入 q不是读取外设数据 q读取的是上次CPU给外设的数据 读写数据端口：示例 n利用8255A的输出锁存能力，可实现按位输出控制 n如利用端口C的第3位控制一盏灯，当PC3=1时， 点亮灯，PC3=0时熄灭灯，程序段如下。 in al,62H；读出C端口原输
15、出内容 or al,00001000B；使PC31，点亮灯 out 62H,al；输出新的内容 in al,62H；读出C端口原输出内容 and al,11110111B；使PC30，熄灭灯 out 62H,al；输出新的内容 2. 端口C按位置位/复位控制字 n端口C有一种特殊的控制方式，可以将端口C的某一位置 1或清0，而不影响端口C的其他位的状态。 端口C按位置位/复位控制字应用实例 n通过PC3控制灯的点亮与熄灭 MOVAL，00000111B;PC3置1，点亮灯 OUT63H，AL;从控制口输出 MOVAL，00000110B;PC3置0，熄灭灯 OUT63H，AL;从控制口输出 n
16、通过PC5产生负脉冲 MOVAL，00001011B;PC5置1 OUT63H，AL;从控制口输出 MOVAL，00001010B;PC5清0 OUT63H，AL;从控制口输出 MOVAL，00001011B;PC5置1 OUT63H，AL;从控制口输出 读写端口C：归纳1 nC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方式 n在控制上，端口C上半部和端口A编为A组，端口 C下半部和端口B编为B组，当端口A和端口B工作 在方式1或方式2时，端口C的部分或全部引脚将 被征用，未被征用的引脚可作为输入或输出信号 适用，方向有方式字确定 读写端口C：归纳2 n对端口C的数据输出有两
