接口芯片的介绍

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1、第八章 可编程接口芯片微机系统中使用的接口芯片一般都是通用的、可 编程设置工作方式的。第一节 并行通信接口 u计算机与外设交换信息的过程中： 并行通信：多位数据通过多条数据线同时传送 串行通信：多位数据通过同一条数据线按位传送u在计算机内部数据是并行传送的。因此，并行接口电路相 对简单，串行接口电路由于要进行串并行转换相对复杂。u并行接口电路芯片常用的有两类： 1、普通的8位锁存器及缓冲器 2、可编程设置工作方式的并行接口一、并行接口电路 u（一）输入接口（数据部分）内 部 数 据 总 线外 部 数 据 引 脚锁存控制锁存器缓冲器D CD CD CQQQ选通u如果外设送来的数据都是静态数据，接

2、口可以简化为缓冲器 。内 部 数 据 总 线外 部 数 据 引 脚选通缓冲器u（二）输出接口（数据部分）内 部 数 据 总 线外 部 数 据 引 脚锁存控制D CQDCQD CQ读数据u如果送给外设的数据都是静态数据，接口可以简化为锁存器 。内 部 数 据 总 线外 部 数 据 引 脚锁存控制D CQDCQD CQ（三）实例u开关状态输入接口电路u74LS244是双4位的三态缓冲器，由G1和G2各控制4位的选 通。u注意：电阻用来限制输入电流。74LS244+5V10K x 8G1 G2数据总线CS RDu发光二极管输出接口电路u74LS373是8位的三态锁存器，由LE控制锁存，OE控制选通

3、。u注意：电阻用来限制输入电流。+5V74LS373300 x 8LE OE数据总线CS WR二、通用并行接口8255A u8255A 是INTEL系列的并行接口芯片，可编程来设置工作方 式。用来连接外设时，一般不需要再附加外部电路。u40PIN、DIP封装，芯片体积大，设计简单的系统通常不用 。u在目前的主板中，功能已经集成在芯片组中，但使用和编程 与8255A完全一致。（一）芯片的引脚u8255A和总线连接的引脚： D7D0，A1A0，CS，RESET，RD，WR。 说明：有22=4个8位的端口可被CPU寻址访问。u8255A和外设连接的引脚： PA7PA0，PB7PB0，PC7PC0。

4、说明：有A、B、C三组8位的口线。u电源和地线： Vcc和GND。（二）内部结构框图上C口说明： （1）A1A0端口口线00端口APA7PA0 01端口BPB7PB0 10端口CPC7PC0 11 对控制端口写控制字（2） 端口C又可以分成“上C口”和“下C口”2个部分，用作A口 和B口的控制信号线，所以把A口+上C口称为A组，B口+下 C口称为B组。（3） PA口：输入有锁存器，输出有锁存器和缓冲器， PB和PC口：输入有缓冲器，输出有锁存器和缓冲器。（三）控制字编程 （1）工作方式控制字：对A1A0=11的端口写入D7=1的数据（2）置位复位控制字： 对A1A0=11的端口写入D7=0的数

5、据表示对C口进行位操作。 （注意：对A1A0=10的端口操作表示对C口进行字节操作）（四）工作方式（1）工作方式0：基本的输入输出方式。 A口、B口、上C口、下C口都可以独立设置作为输入或 输出使用。 适合用于无条件或查询式传送。（2）工作方式1：应答式输入输出方式。 A口、B口可以分别作为数据口工作在方式1。 需要使用C口中特定的引脚作为选通和应答使用。C口 中其余的引脚仍可工作在方式0，定义为输入或输出使用。适合用于中断式传送。图例1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PC6PC7PC3PA7PA0INTEAOB

6、FAINTRAACKAA口、方式1、输出中断允许触发器u说明：u1、当CPU向端口A输出数据以后，在WR的上升沿使 OBFA变为低电平。u2、当外设接收到数据以后，发出一个负脉冲ACKA送 给8255A，使OBFA变为高电平。u3、ACKA和OBFA都变为高电平以后，如果INTEA允许 ，则8255A发出中断请求信号，以便使CPU再次输出 数据。WR的下降沿使INTRA恢复低电平。u可以通过对PC6的置位和复位来设置INTEA。图例2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PC4PC5PC3PA7PA0INTEAIBFAINTR

7、ASTBAA口、方式1、输入中断允许触发器u说明：u1、当外设数据准备好以后，发出一个负脉冲选通信号 STB ，使A口打开锁存器接收数据。u2、A口接收到数据以后，发出IBFA，由RD信号的上 升沿使IBFA恢复低电平。u3、STB和IBFA都变为高电平以后，如果INTEA允许， 则8255A发出中断请求信号，以便使CPU接收数据。 RD信号的下降沿使INTRA恢复低电平。u可以通过对PC4的置位和复位来设置INTEA。图例3图例4可通过对PC2置位或复位来设置INTEB。PC2PC1PC0PB7PB0INTEBOBFBINTRBACKBB口、方式1、输出PC2PC1PC0PB7PB0INTE

8、BIBFBINTRBSTBBB口、方式1、输入（3）工作方式2：双向应答式输入输出方式。 A口可以作为数据口工作在方式2。相当于是A口工作在 方式1的输入和输出的叠加。PC6PC7PC3PA7PA0INTE1OBFAINTRAACKAPC4PC5IBFASTBAINTE2用PC6设置INTE1，用PC4设置INTE2。输入和输出中断通过或门输出INTR信号。三、8255A在PC机中的应用 uPC机中有一片8255A，用作键盘输入和系统设置开关输入 的并行接口，同时提供扬声器发声和其他控制信号。u端口地址是60H63H。正常工作时A、B、C三个口都是方 式0，其中A口、C口输入，B口输出。工作方

9、式控制字是：= 99H。D7D6D5D4D3D2D1D011000011u在PC机中，主板上产生接口电路芯片片选信号的电路：u由于A4、A3、A2既没有作为片选地址线，也没有作为片内 地址线使用，所以是不完全译码。端口地址会有重叠。u例如：70H73H、64H67H等都同于60H63H。74LS138 G1G2A G2BCB AY0Y1Y2Y38237.CS （00H1FH）8259A.CS （20H3FH）8253.CS （40H5FH）8255A.CS （60H7FH）AENA9 A8A7 A6 A58255APB1PB0驱动 电路扬声器GATE2CLK2时钟信号与门8253的2#通道PA

10、7PA0PB7PB6键盘扫描码输出0，使A口接收到的是键盘数据输出1，给键盘送时钟信号键盘和扬声器控制示意图四、8255A接口实例 u例1：8255A作为连接打印机的接口，工作在方式0，输出。u工作过程：需要打印时，查询打印机是否忙？不忙时通过 8255A发送一个字符给打印机。为使打印机接收数据，要生 成一个选通脉冲（初始值是1，置0，再置1 ）。u例2：使用8255A的工作方式1，设计中断式的打印机接口。u工作过程：在主程序中设置中断向量，开放中断（IF标志、 8259A的IMR、8255A的INTE）。在中断服务程序中，发送 打印字符、选通脉冲。u打印机接口简介 Centronic并行打印

11、机接口标准。 25芯D型连接器，在计算机机箱上是孔状插座。主要引脚：1、D7D08条数据引脚 2、STB打印机数据选通（负脉冲0.5ms ） 3、BUSY打印机忙 4、ACK打印机响应（负脉冲12ms） 5、缺纸、联机、出错、初始化等引脚打印机驱动程序有两种设计方案： 1、查询BUSY引脚，当为低电平时可以发送打印字符 ；2、利用ACK响应信号，引发中断发送打印字符 。80888255A打印机D7D0PAPC2PC6STBBUSY查询式打印机接口示意图例题1 题解：A口：方式0、输出数据 上C口：方式0、PC6输入状态信号 下C口：方式0、PC2输出选通信号方式控制字为： 10001000B。

12、为增强驱动能力， 可加门电路驱动u设端口地址是：0D0H0D3H，要打印的字符放在BL中。u程序如下： Setup：MOV AL，88H ；设置工作方式 OUT0D3H，AL MOV AL，5；置PC2为1 OUT0D3H，AL Ready：IN AL，0D2H TEST AL，40H；测试PC6状态 JNZReady MOV AL，BL；打印的字符送AL中 OUT0D0H，AL MOV AL，4；置PC2为0 OUT0D3H，AL MOV AL，5；置PC2为1 OUT0D3H，AL0.5ms80888255A打印机D7D0PAPC2PC6STBACK中断式打印机接口示意图例题2 题解：A口

13、：方式1、输出数据PC6输入外设响应信号 下C口：方式0、PC2输出选通信号PC3IR2INTRINTA8259A方式控制字为： 10100000B。u设端口地址是：0D0H0D3H，用DI指示字符在缓冲区的位置 。u程序如下：1、中断服务程序：（假设开始位置是2000H：1000H）PRNDRV： MOV AL， DI ；打印的字符送AL中 OUT0D0H，AL INC DI MOV AL，4；置PC2为0 OUT0D3H，AL MOV AL，5；置PC2为1 OUT0D3H，AL MOV AL，20H；向8259A发EOI命令 OUT 20H，AL IRET ；该程序做了简化处理。2、主程

14、序INIT8259A： MOV AL，13H ；初始化8259A OUT 20H，AL MOV AL， 8 OUT 21H，AL MOV AL，9 OUT 21H，ALINIT8255A：MOV AL，0A0H；设置8255A工作方式 OUT0D3H，AL MOV AL，5；置PC2为1 OUT0D3H，ALINSTDRV： MOV AX，0；安装中断向量 MOV DS，AX；IR2的中断类型是0AH MOV Word Ptr 0AH*4 ，1000H MOV Word Ptr 0AH*4+2 ，2000HSETUPIF： MOV AL，0DH；设置8255A的INTEA OUT0D3H，AL

15、 IN AL，21H；设置8259A的IMR，允许IR2 AND AL，0FBH OUT 21H，AL STI；开中断1233、打印驱动程序假设字符缓冲区从3000H：0000H处开始存放， 在3000H：1000H处存放一个字，表示打印字符数。PRINT：MOV AX，3000H MOV DS，AX MOV DI，0000H INT 0AH；第一次中断，可以软件触发 LOOP1：CMP DI，1000H JB LOOP1 MOV AL，0CH；关闭INTEA OUT 0D3H，AL 说明：打印结束也可以在中断服务程序中进行判断。第二节 定时/计数器 u在接口电路设计中，常用到定时、计数、分频

16、单元。uIntel 8253采用NMOS工艺，DIP封装，24pinu最高计数时钟频率为2.6MHz。u8253内部有3个完全相同、又相互独立的16位减法计数器 。u可以用二进制或十进制计数。u工作方式和计数常数编程设置。一、内部结构u说明： 1、每个计数器各有三根I/O线CLK：时钟信号输入OUT：计数器输出GATE：门控信号，用于启动或允许计数器工作2、通过对控制寄存器写操作，来设置工作方式。3、有A1A0两条地址线，在PC机中的端口地址是40H43H。 A1A0端口定义 0040H0#计数器 0141H1#计数器 1042H2#计数器 1143H控制寄存器二、工作方式u8253有六种工作方式，在输出波形和启动方式上略有区别 。工作方式 输出波形的比较 计数值 方式 0方式 1方式 2方式 3方式 4方式 5每次设置N0只设一次N0N0只设一次N0/N110只设一次NN/2 N