8.2并行输入输出系统

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1、Page 1,8.2 并行输入/输出系统,8.2.1 并行接口系统概述 8.2.2 可编程并行接口芯片内部结构和外部引脚 8.2.3 可编程并行接口芯片使用的控制字 8.2.4 可编程并行接口芯片的工作方式 8.2.5 可编程并行接口芯片8255A应用举例,8.2.1,Page 2,8.2.1 并行接口系统概述,外部设备和主机之间进行数据交换，称为“数据通信”。,传输方式,串行通信,并行通信,串行通信,Page 3,并行通信,Page 4,并行通信特点适用场合,并行通信：就是把数据的各比特位在相应数目的信号线上同时进行传输，比如传输一个字节时，使用8位数据线，各个数据位同时从发送端出发，也同时

2、到达接收端。,Page 5,主要用于传输速率要求较高，而传输距离较短的场合。,并行通 信特点,优点：速度快，信息率高。,缺点：随着通信距离延长，线路成本不断上升，电磁干扰持续加大。,适用 场合,在一般计算机系统中： CPU与存储器之间 CPU与并行输入输出设备之间,并行接口的特点,Page 6,并行接口的特点（4点）,1. 以字节或字为单位传送信息 2. 并行接口要有联络信号 3. 即使传一位信息，也要进行8/16位的传送 4. 传送信息不要求有固定的格式,8.2.1 并行I/O接口,Page 7,并行I/O接口,CPU,并行接口,数据总线,读信号,写信号,复位,中断请求,地址 译码,控制寄存

3、器,输入寄存器,输出寄存器,状态寄存器,输入 设备,输出 设备,数据输出,数据输出应答,数据输出选通,数据输入,数据输入应答,数据输入选通,并行接口内部组成及与外设连接示意图,Page 8,并行输入输出的控制方式,1. 并行接口的输入过程,CPU,并行接口,数据总线,读信号,写信号,复位,中断请求,地址 译码,控制寄存器,输入寄存器,输出寄存器,状态寄存器,输入 设备,输出 设备,数据输出,数据输出应答,数据输出选通,数据输入,数据输入应答,数据输入选通,并行接口内部组成及与外设连接示意图,2.输出过程,Page 9,2. 并行接口的输出过程,CPU,并行接口,数据总线,读信号,写信号,复位,

4、中断请求,地址 译码,控制寄存器,输入寄存器,输出寄存器,状态寄存器,输入 设备,输出 设备,数据输出,数据输出应答,数据输出选通,数据输入,数据输入应答,数据输入选通,并行接口内部组成及与外设连接示意图,8.1.3 并行接口标准,Page 10,并行接口标准,1. Centronics标准,DB25,带孔,带针,数据只在一个方向上传送，从电脑到打印机或是其他设备。 在传输距离为2米时，最大传输速率为10KBps。,标准引脚信号,Page 11,Centronics标准引脚信号,8.2.2 8255A,Page 12,8.2.2 8255 A的内部结构和外部引脚,一、逻辑结构,各部分功能,Pa

5、ge 13,1.数据总线缓冲器 双向、三态； 用于CPU与8255A传送数据的接口。 2.读/写控制逻辑 负责管理8255A数据传送的过程。 3.数据端口A、B、C 三个独立的I/O端口 每个端口都具有两个寄存器： 一个数据输入寄存器（具有三态缓冲功能） 一个数据输出寄存器（具有锁存功能）,C口,Page 14,C口比较特殊，有4个作用： （1）作数据口： 可作8位的数据口； 可分为高、低四位： 高4位PC4PC7与A口一起组成A组 低4位PC0PC3与B口一起组成B组 （2）作状态口： 8255A工作在方式1、2下，有固定的状态字，需要从C口读出。,4.AB组控制电路,Page 15,（3）

6、作专用的联络信号： 在方式1、2C口的大部分引脚被分配了固定的联络线 （4）作按位控制用 C口的8个引脚可单独进行位操作，使其置1或置0,4.AB组控制电路,Page 16,4.A组和B组的控制电路 作用（2个）： （1）控制A、B、C三个端口的工作方式： A组控制电路控制A口和C口的高4位； B组控制电路控制B口和C口的低4位。 （2）根据编程命令对端口C指定位进行置位/复位。,二.引脚功能,Page 17,二、8255A的引脚功能,Page 18,1面向CPU的引脚信号及功能,D0-D7： 8位，双向，三态数据线， 用来与系统数据总线相连；,RESET： 复位信号， 高电平有效，输入， 用

7、来清除8255A的内部寄存器，并置A口，B口，C口均为输入方式；,继续,Page 19,：片选，输入，决定芯片是否被选中；,： 读信号，输入， 控制8255A将数据或状态信息送给CPU；,： 写信号，输入， 控制CPU将数据或控制信息送到8255A；,A1，A0：内部端口地址选择，输入。,操作功能表,Page 20,2.面向外设的引脚,Page 21,2面向外设的引脚信号及功能,PA0PA7：A口数据信号，用来连接外设； PB0PB7：B口数据信号，用来连接外设；PC0PC7：C口数据信号，用来连接外设或者作为控制信号。,三.编程命令字,Page 22,8.2.3 8255A的控制字,1. 控

8、制命令字 作用：指定8255A的工作方式及其方式下3个并行端口的功能（作输入还是输出）； 格式：,例子,Page 23,【例81】 某系统要求使用8255A的端口A以方式0输入，端口B以方式0输出，端口C的高4位以方式0输出，端口C的高4位以方式0输入。 初始化程序为： MOV AL,1001 0001B OUT CTRL_PORT,AL,2.命令字2,Page 24,2.按位置位/复位命令字： 作用：对PC口指定的位进行置位/复位操作 格式：,例子,Page 25,【例】 利用8255A的PC7产生负脉冲，作打印机接口电路的数据选通信号，设8255A命令口地址为303H，PC7平时为高电平。

9、实现该功能的程序段为： MOV DX，303H MOV AL,0000 1111B ; 置PC71 OUT DX,AL MOV AL,0000 1110B ; 置PC70 OUT DX,AL NOP ;维持低电平 MOV AL,0000 1111B ; 置PC71 OUT DX,AL,Page 26,方式0简单输入/输出；A，B，C三个端口均可使用； 方式1选通输入/输出；A ，B两个端口均可使用； 方式2双向输入/输出；只有A端口可以使用。,三 种 工 作 方 式,工作方式的选择可通过向控制端口写入控制字来实现。,8.2.4 8255A的工作方式,使用8255A，3个端口在进行工作时，若工作

10、方式不同，8255A引脚的信号功能定义不一样，其硬件连接和软件编程也不一样。而8255A的工作方式与端口有关。,Page 27,1. 方式0,基本的输入/输出方式； 用于无条件传送和查询传送； 通常不用联络信号，或不使用固定的联络信号（可用三个端口的任何一位作为查询信号）； 单向I/O端口：一次初始化，只能指定某端口为输入或输出，不能同时作输入和输出。,例子,Page 28,【例83】利用8255A的A口方式0与微型打印机相连，将内存缓冲区BUFF中的字符打印输出。 工作流程是： 主机将要打印的数据送上数据线，然后发选通信号。 打印机将数据读入，同时使BUSY线为高，通知主机停止送数。这时，打

11、印机内部对读入的数据进行处理。 处理完以后，使BUSY变为低电平，通知主机可以发下一个数据。,硬件连接图,Page 29,打印机连线图,说明,Page 30,说明： 由PC0充当打印机的选通信号，通过对PC0的置位/复位来产生选通。同时，由PC7来接收打印机发出的“BUSY”信号作为能否输出的查询。 8255A的控制字为：10001000 B 即88H，A口方式0，输出；C口高4位方式0输入，低4位方式0输出。 PC0置位: 00000001 即 01H PC0复位：00000000 即 00H 8255A的4个口地址分别为：00H，01H，02H，03H。,程序,Page 31,继续,Pag

12、e 32,继续,CMP AL，$ ；是否结束符 JZ DONE ； 是则输出回车OUT 00H，AL ；不是结束符，则从A口输出MOV AL，00H ；产生选通信号OUT 03H， ALMOV AL， 01HOUT 03H，ALINC SI ；修改指针，指向下一个字符JMP WAIT DONE： MOV AL，0DHOUT 00H，AL ；输出回车符MOV AL， 00HOUT 03H，ALMOV AL， 01HOUT 03H，AL ；产生选通,Page 33,2.方式1,Page 34,2. 方式1,是一种选通I/O方式； 用于查询传送和中断传送； 需要设置专用联络线； A口和B口为两个独立

13、的8位I/O数据通道，可单独连接外设，通过编程分别设置它们为输入或输出； C口大部分引脚做专用的联络信号： 6位分别用作A口B口固定的联络线； 其余2位仍可工作在方式0，用作I/O。 I/O过程中有固定的状态字。,联络信号的定义,Page 35,INTEA 由PC4置位/复位,INTEB 由PC2置位/复位,Page 36,方式1联络信号线的定义,1.用作输入时，信号线的定义：外设给8255A的输入选通信号，低电平有效； 用来将外部输入的数据送入8255A的A口或B口的输入（缓冲）寄存器中。 IBF：是8255A给外设的回答信号，高电平有效； 表示输入缓冲器满（说明8255A已经收到外设的数据

14、，但未被CPU取走）。 INTR：8255A给CPU的中断请求信号，高电平有效； 请求CPU从8255A读数。,Page 37,图8-18 方式1选通输入时序,Page 38,使INTR引脚有效的条件（3个）： #STB=1 （数据已经可靠送完） IBF1（缓冲区有数据） INTE1（允许此端口提出的中断）此位需要编程，用按位置位/复位命令置1或清0，从而对相应端口进行开/关中断。 MOV DX,303H MOV AL,0000 1001B OUT DX,AL ;INTEA=1,Page 39,状态字,2.方式1输出,INTEA 由PC6置位/复位,INTEB 由PC2置位/复位,Page 4

15、0,用作输出时，信号线的定义：是8255A给外设的输出缓冲器已满信号，低电平有效； 表示CPU已经将数据写到8255A输出端口，通知外设来取数。：是外设给8255A的回答信号，低电平有效； 表示外设已经从8255A端口接收了数据。 INTR：8255A给CPU的中断请求信号，高电平有效； 请求CPU向8255A写数； INTR有效的条件（4个）,继续,Page 41,使INTR引脚有效的条件（4个）： #WR1（已经写完一个数据） #OBF=1 （输出缓冲器已经变空） #ACK1（回答信号已经结束） INTE1（允许此端口提出的中断）,Page 42,3. 方式2,是一种双向选通I/O方式；

16、用于查询传送和中断传送； 只有A口有此方式； C口的高5位作专用的联络线； 联络信号线和状态字是方式1输入/输出的综合。,联络信号,Page 43,图8-22 方式2时端口的状态,Page 44,1.简单开关接口电路【例】：在某一系统中，有8个开关K7K0,要求不断检测它们的通断状态，并通过发光二极管LED7LED0显示出来。开关断开，相应的LED点亮；开关合上，LED熄灭。选用8086CPU，8255A和译码器等芯片，构成应用电路。如图8-24所示编写完成此功能的程序段。,8.2.5 8255A应用举例,Page 45,图8-24 读开关状态和显示接口,Page 46,分析：由图可见，8255A的A口作输入口，8个开关K7K0分别接PA7PA0。B口为输出口，PB7PB0分别接显示器LED7LED0。8255A的数据线D7D0与8086的低8位数据总线D7D0相连，这时8255A的4个口地址都应为偶地址，A0必须总等于0，用地址线的A2、A1来选择片内的4个端口。,