常用可编程通用接口芯

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1、1,第八章 常用可编程通用接口芯片,第六章介绍了一些基本的输入输出接口,是不可编程的.随着大规模集成技术的发展,接口电路常被集成在一块硅芯片上.可用编程方式设定其工作方式,以适用于多种功能的要求-可编程接口芯片. PC微机除CPU控制核心外,还有一些大规模可编程接口芯片（外围芯片）的支持: 8级中断优先权控制器8259以控制8个外部中断源(如时间基准8253的Ch0，键盘，硬磁盘，软磁盘，打印机）. 三端口的并行接口8255以控制外部简单接口及DIP配置开关（如磁带机，扬声器）.,2,. 16位三通道定时/计数器8253以控制时间基准、动态刷新、扬声器发声.,四通道DMA控制器8237以控制动

2、态RAM刷新、磁盘数据交换. 可编程异步通信接口8250以控制串行通信，完成发送时的并-串转换和接收时的串-并转换及相应的控制功能.,3,8.1 可编程并行接口8255A,8255是最通用的并行I/O接口芯片.可用程序改变功能,通用性强,使用灵活,通过它可直接将CPU总线接向外设.广泛用作各种并行外设的接口. 一.8255的结构与接口信号 8255的结构框图P261、图81。因作为外设接口,既要与CPU打交道,又要和外设打交道,内部亦需控制,所以由三部分组成:,4,5,1.外设接口部分-端口A,端口B,端口C.即三个输入输出通道,用来和外设相连,都是8位双向端口,所以有口线:PA7PA0,PB

3、7PB0,PC7PC0.,A、B、C三个口都可以作为输入/输出口. 在A、B口作为选通方式操作时,C口作为状态控制信号. C口可分成两个4位口. 2.内部控制逻辑电路-A组,B组控制电路. 根据CPU的命令控制8255的工作方式. A组控制端口A和端口C的上半部分(PC7PC4). B组控制端口B和端口C的下半部分(PC3PC0).,6,3.CPU接口部分,(1).数据总线缓冲器-它是8位双向三态缓冲器,是与CPU数据总线的接口.8位数据线D7D0.所有数据的输入/输出,CPU发出的命令控制字及输入的外设状态,都是通过该缓冲器传送.,7,(2).读写控制逻辑-控制8255内部的各种操作.管理数

4、据,控制字,状态的传送.接收CPU的地址,控制信号以控制各端口的工作状态.所以有6根控制线.,A1,A0端口选择:00A口,01B口,10C口,11控制口. CS片选信号-以启动CPU与8255之间的通信. RD读信号-从8255中读数据或状态信号. WR写信号-向8255中写数据或状态信号. RESET复位信号-高电平有效,清除控制寄存器,置A、B、C三个口为输入方式.,8,二、8255的工作方式与控制字,1、8255有三种工作方式，方式由方式选择控制字来选择： （1）、方式0基本输入输出方式（基本IO）。A、B、C三口均可工作于方式0。 （2）、方式1选通输入输出方式（选通IO）。A、B二

5、口可工作于方式1；此时C口作控制。 （3）、方式2双向数据传送方式。仅有A口可工作于方式2。C口作控制。 A口可工作于方式0、1、2三种方式。 B口可工作于方式0、1二种方式。 C口只能工作于方式0。,9,2、方式选择控制字,8255的工作方式，是由CPU用一条输出指令把控制字送到8255的控制寄存器来实现的。 方式选择控制字的格式P262、图82。,10,由控制字可知：,A口可工作于方式0、1、2三种方式； B口只有方式0、1二种方式； C口只能工作于方式0，但C口可分成两部分：上半部分随A口，下半部分随B口；A、B口要作为一个整体确定工作方式，C口可分成两个4位口分别确定其工作方式（输入或

6、输出）。 如：控制字90H 1 0 0 1 0 0 0 0 标志 A口 A口 C口上 B口 B口 C口下 方式0 输入 输出 方式0 输出 输出,11,即控制字90H，设定了8255的A口为方式0输入，B口为方式0输出，C口为方式0输出。,用下面程序段设定： MOV DX，PORT3 控制口 MOV AL，90H OUT DX，AL,12,3、按位置位复位控制字指定C口的某一位为高电平或低电平，仅有C口可按位置位复位。,当通道A、B工作在方式1、2时，常用通道C的某些位作为同外设的联络控制线，通道C的8位中的任一位都可用输出指令使其置位复位，从而人为控制联络线。 置位复位控制字格式P261、图

7、83：,13,14,.一般视无关位D6D5D4000，则通道C的每一位的置位复位控制字如下：,PCi位 置位控制字 复位控制字 PC0 01 H 00H PC1 03H 02H PC2 05H 04H PC3 07H 06H PC4 09H 08H PC5 0BH 0AH PC6 0DH 0CH PC7 0FH 0EH,15,如PC3置位： MOV DX，PORT3 ；控制端口 MOV AL，7 OUT DX，AL,如PC3复位：MOV DX，PORT3 MOV AL，6 OUT DX，AL C端口的按位置位复位字须跟在方式选择控制字之后，所以，仅使用C口的按位置位复位字时，也应先送一方式控制

8、字。 8255的两个控制字是以D7位作为区别标志：D71为方式控制字，D70为置位复位字；所以方式字80H，置位复位字80H。,16,P263例：8255的C口接8只LED，用置位复位字，使8只LED轮流亮灭。设端口地址为380H383H。硬件如下：,与系统 总线的 连接,17,MOV DX，383H MOV AL，80H OUT DX，AL,MOV AL，1 ；PC0置位字 AGN：OUT DX，AL；PC0灯亮 MOV AH，11 LOOP ；延时 INT 21H AND AL，0FEH；复位字 INC AL OUT DX，AL ； 灯灭 POP AX ADD AL，3 ;指向下一位 JN

9、Z AGN AND AL，0FH ;控制置位 复位字范围 PUSP AX,设方式控制字： C口方式0输出,18,程序中，送置位字，则灯亮；送复位字，则灯灭。由前一位的复位字到后一位的置位字之差为3，加3则指向下一位。,思考：若将LED反接，程序如何修改： 送复位字，则灯亮；送置位字，则灯灭。由前一位的置位字到后一位的复位字之差为1，加1则指向下一位。 MOV DX，383H ；方式字 ADD AL，01H;指向下一位 MOV AL，80H AND AL，0FH;D7位为0 OUT DX，AL PUSH AX MOV AL，0 ；PC0复位字 MOV AH，11 AGN：OUT DX，AL ；灯

10、亮 INT 21H LOOP INC AL XOR AL，1 ；置位字 POP AX OUT DX，AL ；灯灭 JNZ AGN,19,作业： P311、 1、 2、,20,三、三种方式的功能及应用1、方式0,基本功能基本单向IO方式。 A，B，C三个端口都可作8位输入输出端口。 C端口可作为两个4位端口（C口上，C口下）。 输出有锁存，使用时可理解为273；输入有三态缓冲，使用时可理解为244。 此方式下，只要用INOUT指令即可读写；一般用于无条件传送方式。 此方式下，也可用于查询方式，A，B口为数据口，C口的某些位作控制和状态信息。但值得注意的是无固定联络线。,21,22,244-273

11、程序 8255程序,AG：MOV DX，380H MOV DX，383H IN AL，DX MOV AL，90H NOT AL OUT DX，AL OUT DX，AL NE：MOV DX，380H MOV AH，11 IN AL，DX ；A口输入 INT 21H NOT AL CMP AL，0 INC DX JZ AG OUT DX，AL ;B口输出 JZ NE,8255 初始化 A口方 式0输入 B口方 式0输出,23,注：凡是244可用8255的A，B，C三个口的方式0输入代替；273可用8255的A，B，C三个口的方式0输出代替。,8个开关可表示8个不同的数字或8个不同的字符；LED也可

12、以是7段LED显示器。 例：用一片8255实现8个7段LED显示器与64个按键的键盘显示器接口设计。 参见P212 显示器设计，段码输出用273，位码输出用273；参见P214 键盘设计，行扫描码输出用273，列读入值用244。因为都采用动态扫描方式显示和扫描键盘，所以显示器的位显和键的行扫描端口可以合并。即用2片273和1片244即可实现。可用8255的3个端口代替。如选用A，B口为方式0输出（代替273），C口方式0输入（代替244）即可。,24,MOV DX，383H MOV AL，89H OUT DX，AL,25,由于键盘和显示器做成一个接口电路，所以软件应合并考虑键盘查询和动态显示。

13、,26,作业： P311. 4. 5.,第四题参见实验教材P149，只画出流程图。,27,2.方式1,基本功能是选通IO方式，也是单向IO。 端口A，B作为数据口输入或输出，但同时规定C口的某些位作为控制或状态信息，用于联络和中断，提供中断逻辑，其C口各位的功能是固定的，不能由程序设定。 （1）、方式1输入将三个端口分为A、B两组；端口A和端口C的PC3PC5为一组，端口B和端口C的PC0PC2为一组，端口C剩余的PC6PC7仍可作为一般IO。,28,P265、图85 A口方式1输入 B口方式1输入,29,控制信号：,STB选通信号，低电平有效；这是外设发来的输入信号，前沿（下降沿）把输入装置

14、送来的数据送入输入缓冲器；而后沿（上升沿）使INTR有效。 IBF输入缓冲器满信号，高电平有效；这是8255输出给外设的回答信号；外设将数据送入缓冲器后，该信号有效；RD信号的上升沿将数据送数据总线后，又使其复位。 INTR中断请求信号，高电平有效；这是8255的输出信号，可用作向CPU申请中断的请求信号，以要求CPU服务；当IBF为高和INTE中断允许为高时，STB为高时（即STB的后沿）使INTR为高；由RD信号清除。,30,INTE中断允许信号：,端口A的INTEA可由用户对PC4的按位置位复位控制字来控制，PC41，允许A口中断； 端口B的INTEB可由用户对PC2的按位置位复位控制字

15、来控制，PC21，允许B口中断；,31,操作时序：,（1）外设把数据送给8255后，发STB信号，使IBF有效； （2）STB后沿引发INTR； （3）CPU响应中断； （4）CPU发RD信号，使INTR失效； （5）CPU取走数据，使IBF失效，可输入新的数据。,32,P266例：用选通方式（中断方式）从A口输入100个8位二进制数IBF。,33,8255的使用步骤：,硬件连接将8255和CPU的有关信号连接，又要和 外设连接，此处的外设输入 装置 为8个开关，用发光二极管标志输入缓冲器满的状态，以作为外设回答信号，用去抖动开关作为外设的选通信号 。 软件中对8255进行初始化，以设定其工作方式。 在程序控制下实现数据的输入/输出操作。,34,BUF DB 100 DUP(?),MOV ES, AX ;设置0段 . MOV DX, 38FH ;置控制口地址 MOV AL, 0B0H ;A口方式1输入 OUT DX, AL MOV AL, 9 PC4置1，允许A口中断