微型计算机接口第7章并行接口

《微型计算机接口第7章并行接口》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微型计算机接口第7章并行接口（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、2018/1/1,计算机接口技术,1,第7章 并行接口,本章主要内容 并行接口基本特点 并行接口芯片的工作方式和编程模型 并行接口解决方案并行接口的应用举例,2018/1/1,计算机接口技术,2,7.1 并行接口的特点 1.并行接口最基本的特点是以字节、字或双字宽度， 在接口与I/O设备之间的多根数据线上传输数据， 因此数据传输速率快。 2.并行传输时，除数据线外，还有地址线、控制线的支持， 实际上，并行接口所使用的信号线是系统三总线的延伸。 3.并行传送不要求固定的传输速率，而由被连接或控制的 I/O设备操作的要求决定。 4.在并行数据传输过程中，一般不作差错检验。 5.并行接口使用的信号线

2、比较多，宜用于近距离传输。,2018/1/1,计算机接口技术,3,7.2 组成并行接口的元器件1一般的IC芯片 三态缓冲器和锁存器组成并行接口。这类并行接口可用于对一些简单的I/O设备进行控制。 2可编程并行接口芯片 可编程并行接口芯片（如82C55A）功能强、可靠性高、通用性好，并且使用灵活方便，因此成为并行接口设计的首选芯片。3FPGA器件 采用FPGA器件，利用EDA（Electronic Design Automation，电子设 计自动化）技术来设计并行接口，可以实现复杂的接口功能，并且可 以将接口中的辅助电路，如I/O端口地址译码电路都包含进去，这是 目前接口设计很流行的一种方法。

3、,在并行接口中，8位或16位是一起行动的，因此，当采用并行接口与外设交换数据时，即使是只用到其中的一位，也是一次输入/输出8位或16位。并行传送信息，不要求固定的格式，这与串行传送的数据格式的要求不同。并行接口芯片：具有两个或两个以上的锁存器或者缓冲器的数据端口；每个数据端口都具有与CPU用应答方式交换信号所必须的控制和状态信息，也有与外设交换信息所必须的控制和状态信息；每个数据端口有能用中断方式与CPU交换信息所必须的电路；片选和内部控制电路；可用程序选择数据端口、选择端口的数据传送方向和选择与CPU交换信息的方法。并行接口芯片：8255；8255A（通用的可编程并行I/O接口芯片）,201

4、8/1/1,计算机接口技术,4,2018/1/1,计算机接口技术,5,7.3 并行接口电路的解决方案 生产CPU的各厂商都有与其配套的并行接口芯片，它们的基本功能与工作原理相同 。 我们选用82C55A作为并行接口电路的核心芯片。它是一个通用型、功能强且成本低的接口芯片，可与任意一个需要并行传输数据的I/O设备相连接。7.3.1 通用并行接口82C55A的外部特性 82C55A是一个单+5V电源供电、40个引脚的双列直插式组件， 82C55A的外部引脚及信号定义如图7.1所示。 引脚可分为面向CPU和面向I/O设备两侧。,8255A的基本特性具有两个8位（A口和B口）和两个4位（C口高/低4位

5、）并行I/O端口的接口芯片。能适应CPU与I/O接口之间的多种数据传送方式的要求。可执行功能很强，内容丰富的命令（方式字和控制字）为用户如何根据外界条件（I/O设备需要哪些信号线以及它能提供哪些状态线）来使用8255A构成多种接口电路，组成微机应用系统提供了灵活方便的编程环境。PC口的使用比较特殊，除作数据口外，当工作在1方式和2方式时，它的大部分引脚被分配作专用联络信号；PC口可以进行按位控制；在CPU读取8255A状态时，PC口又作1，2方式的状态口用，等等。 8255芯片内部主要由控制寄存器、状态寄存器和数据寄器组成。,2018/1/1,计算机接口技术,6,2018/1/1,计算机接口技

6、术,7,8255A外部引脚,82C55A信号定义,图7.1 82C55A外部引脚及信号定义,2018/1/1,计算机接口技术,8,1.面向CPU一侧的信号线 数据总线（DB）： D0D7：双向数据线，用于CPU向8255A发送命令、数据和8255A向CPU回送状态、数据。 地址总线（AB）： ：片选信号，低电平有效； A0、A1：芯片内部端口地址信号； 控制总线（CB）： ：读信号，低电平有效。 ：写信号，低电平有效。 RESET：复位信号，高电平有效。,2018/1/1,计算机接口技术,9,2.面向外部设备一侧的信号线 PA0-PA7（A端口），8位数据线。 PB0-PB7（B端口），8位数

7、据线。 PC0-PC7（C端口），C端口可作3种信号线使用： 两个4位数据线（PC03， PC47）； 1和2方式的专用握手联络信号线； 按位控制信号线。,3.8255A的基本特性具有两个8位（A口和B口）和两个4位（C口高/低4位）并行I/O端口的接口芯片。能适应CPU与I/O接口之间的多种数据传送方式的要求。可执行功能很强，内容丰富的命令（方式字和控制字）为用户如何根据外界条件（I/O设备需要哪些信号线以及它能提供哪些状态线）来使用8255A构成多种接口电路，组成微机应用系统提供了灵活方便的编程环境。PC口的使用比较特殊，除作数据口外，当工作在1方式和2方式时，它的大部分引脚被分配作专用联

8、络信号；PC口可以进行按位控制；在CPU读取8255A状态时，PC口又作1，2方式的状态口用，等等。8255芯片内部主要由控制寄存器、状态寄存器和数据寄器组成。,2018/1/1,计算机接口技术,11,7.3.2 通用并行接口芯片的工作方式 82C55A的工作方式有3种方式0、方式1和方式2，下面分别介绍3种工作方式的功能和特点。 1. 0方式的功能与特点 （1）功能 A端口用于数据传输，8位并行。 B端口用于数据传输，8位并行。 C端口用于数据传输时，分高4位和低4位，4位并行； 用作控制信号时，按位输出逻辑高或低电平。,2018/1/1,计算机接口技术,12,（2）特点 1）作单向数据传送

9、，即一次初始化只能把某个并行端口置成输入或输出，不能置成既输入又输出； 2）不要求固定的联络（应答）信号，无固定的工作时序和固定的工作状态字； 3）适用于无条件或查询方式数据传输，不能采用中断方式交换数据。,2018/1/1,计算机接口技术,13,2.1方式的功能与特点（1）功能 A端口作数据端口（8位并行）。 B端口作数据端口（8位并行）。 C端口可有4种功能，分别为：作A端口和B端口的专用联络信号线；作数据端口，未分配做专用联络信号的引脚做数据线用；作状态端口，读取A端口和B端口的状态字；作位控，按位输出逻辑1或逻辑0。,2018/1/1,计算机接口技术,14,（2）特点 1）作单向数据传

10、送，即一次初始化只能把某个并行端口置成输入或输出； 2）要求专用的联络（握手/应答）信号，有固定的工作时序和专用的工作状态字； 3）适用于查询或中断方式与CPU交换数据，不能用于无条件方式交换数据。,2018/1/1,计算机接口技术,15,3.2方式的功能和特点 （1）功能 A端口做双向数据端口（8位并行）； B端口做单向数据端口（8位并行）； C端口有4种功能，与1方式类似。 （2）特点 2方式是一种双向选通方式，它与1方式不同之处是双方能够同时发送和接收。其工作特点：,2018/1/1,计算机接口技术,16,1）双向数据传送，即一次初始化可将A端口置成既输入又输出，具有双向性； 2）要求使

11、用两对专用的联络信号，有固定的工作时序和专用的工作状态字； 3）适用于查询和中断方式与CPU交换数据，特别是在要求与I/O设备进行双向数据传输时很有用。,2018/1/1,计算机接口技术,17,7.3.3 通用并行接口82C55A的编程模型 82C55A的编程模型包括内部可访问的寄存器、分配给寄存器的端口地址，以及装入寄存器的命令字、状态字。用户利用它的编程模型进行并行接口的程序设计。,2018/1/1,计算机接口技术,18,1. 内部寄存器82C55A内部逻辑结构如下图所示，图中的“读/写控制逻辑”中设置有命令寄存器、状态寄存器(从C口读出)、以及3个双向数据寄存器，均为8位。,82C55A

12、内部逻辑框图,8255A的内部结构以下3个部分组成（与CPU接口；与外设接口；内部逻辑）。 数据总线缓冲器。这是一个三态双向8位缓冲器，它是8255A与CPU系统数据总线的接口。 读/写控制逻辑。读/写控制逻辑由读信号RD、写信号WR、选片信号CS以及端口选择信号A1A0等组成。 输入/输出端口A、B、C。8255A包括3个8位输入输出端口（port）。每个端口都有一个数据输入寄存器和一个数据输出寄存器。 A组和B组控制电路。控制A、B和C三个端口的工作方式。,2018/1/1,计算机接口技术,20,2. 端口地址 82C55A的应用分两种情况: 系统配置的并行接口，其端口地址由系统安排(见表

13、3.1和表3.2)。 用户扩展的并行接口，其端口地址由用户通过I/O译码电路选定(见表3.3)。 3. 编程命令 82C55A有两个编程命令，分别为工作方式命令和按位操作（置位/复位）命令。 两个命令的功能及格式：,8255A基本操作与端口地址,2018/1/1,计算机接口技术,22,（1）方式命令 功能：指定82C55A的工作方式及其方式下3个并行端口的 输入或输出功能。 格式：8位命令字的格式及每一位的含义，如图7.2所示,图7.2 82C55A的工作方式字的格式,2018/1/1,计算机接口技术,23,例如： 若要求把A端口指定为1方式，输入； 把C端口上半部指定为输出。 把B端口指定为

14、0方式，输出； 把C端口下半部指定为输入。 则工作方式命令代码是10110001B或B1H。 若将此方式命令代码写到82C55A的命令寄存器，即实现了对82C55A工作方式及端口功能的指定，或者说完成了对82C55A的初始化。,2018/1/1,计算机接口技术,24,汇编语言初始化的程序段如下。 MOV DX,303H ;82C55命令口地址 MOV AL,0B1H ;初始化命令 OUT DX,AL ;送到命令口,2018/1/1,计算机接口技术,25,(2)按位置位/复位命令 功能：指定82C55A的C端口8个引脚中的任意一个引脚，也只能1次指定1个引脚输出高电平或低电平。 格式：8位命令字

15、的格式与含义，如图7.3所示。,图7.3 82C55A的命令字格式,2018/1/1,计算机接口技术,26,例如： 若把C端口的PC2引脚输出高电平，去启动步进电机， 则命令字应该为00000101B或05H。 其程序段如下： MOV DX,303H ;82C55A命令口地址 MOV AL,05H ;使PC2=1的命令字 OUT DX,AL ;送到命令口,2018/1/1,计算机接口技术,27,如果要使PC2引脚输出低电平，去停止步进电机， 则命令字应该为00000100B或04H. 其程序段如下： MOV DX,303H ;82C55命令口地址 MOV AL,04H ;使PC2=0的命令 OUT DX,AL ;送到命令口,