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1、第十一章 可编程并行接口8255A,11.1并行接口的概述 11.2 可编程并行接口8255A 11.3 8255A的0方式及其应用 11.4 8255A的1方式及其应用 11.5 8255A的2方式及其应用,CPU与外设之间的信息传送都是通过接口电路来进行的。 计算机与外部设备、计算机与计算机之间交换信息称之为计算机通信,计算机通信可分为两大类：并行通信：8位或16位或32位数据同时传输， 速度快，信息率高，成本高 串行通信：一位一位数据传送(在一条线上顺序传送)，成本低实现并行通信的接口就是并行接口。,11.1并行接口的概述,一、串行与并行通信,并行接口最基本的特点是在多根据数据线上以数据
2、字节（字）为单位与I/O设备或被控对象传送信息。 如: 打印机接口，A/D、D/A转换器接口，IEEE-488接口，开关量接口，控制设备接口等。 在并行接口中，除了少数据场合之外，一般都要求在接口与外设之间设置并行数据线的同时，至少还要设置两根握手（联线）信号线，以便进行互锁异步握手方式（即查询方式）的通信。 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。,二、并行接口的特点,对于各种型号的CPU都有与其配套的并行接口芯片。如Intel公司
3、8255A（PPI），Zilog公司Z-80PIO，MC6820（PIO）等，它们的功能虽有差异，但工作原理基本相同。,11.2 可编程并行接口8255A,一、8255A的外部特性和内部结构,1.8255A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。,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。 可执行功能很强，内容丰富的命令（方式字和控制字）为用
4、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。 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。,2.8255A的外部引线与内部结构8255A是一个单+5V电源供电，40个引脚的双列直插式组件，其外部引线如图所示。 （1）外部引脚 与系统总线的连接信号 面向数据总线的有：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、数据和8255A向CPU回送状态、数据。 面向地址总线的有：,8255A引脚,RD：读信号，低电平有效。 WR：写信号，低电平有效
5、。 RESET：复位信号，高电平有效。它清除控制寄存器并将8255A的A、B、C三个端口均置为输入方式；输入寄存器和状态寄存器被复位，并且屏蔽中断请求；24条面向外设信号线呈现高阻悬浮状态。,与外部设备的连接信号PA0PA7：端口A的输入/输出线。PB0PB7：端口B的输入/输出线。PC0PC7：端口C的输入/输出线。这24根信号线均可用来连接I/O设备和传送信息。其中，A口和B口只作输入/输出的数据口用，尽管有时也利用它们从I/O设备读取一些状态信号，如打印机的“忙”（Busy）状态信号、A/D转换器的“转换结束”（EOC）状态信号，但对A口和B口来说，都是作8255A的数据口读入，而不是作
6、8255A的状态口读入的。,C口的作用与8255A的工作方式有关，它除了作数据口以外，还有其他用途，故C口的使用比较特殊，单独介绍如下：a.作数据口。b.作状态口。c.作专用（固定）联络（握手）信号线。d.作按位控制用。（2）内部结构 8255A的内部结构如图所示。它由以下4个部分组成。, 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
7、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。,表11.1 8255A基本操作与端口地址,二、8255A的编程命令 1.方式命令 作用：指定8255A的工作方式及其方式下3个并行端口（PA、PB、PC）的功能，是作输入还是作输出。 格式：8位，其中最高位是特征位，一定要写1，其余各位定义如下，应根据用户的设计要求填写1或0。,例1：要把A口指定为1方式，输入，C口上半部为输出；B组指定为0方式，输出，C口下半部定为输入，则工作方式命令代码是：10110001B或B1H。若将此命令代码写到8255A的命令寄存器，即实现了对8255A工作方式及端口功能的指定，或者说完成了对825
8、5A的初始化。初始化的程序段为：MOV DX，203H ；8255A命令口地址MOV AL，0B1H ；初始化命令OUT DX，AL ；送到命令口,2.按位置位/复位命令 作用：指定PC口的某一位（某一个引脚）输出高平或低电平。 格式：8位，其中最高位是特征位，一定要写0，其余各位的定义如下，应根据用户的设计要求填写1或0.,例2：若要把C口的PC2引脚置成高电平输出，则命令字应该为00000101B或05H。将该命令的代码写入8255A的命令寄存器，就会使得从PC口的PC2引脚输出高电平，其程序段为：MOV DX，203H ；8255A命令口地址MOV AL，05H ；使PC2=1的命令字O
9、UT DX，AL ；送到命令口如果要使引脚PC2输出低电位，则程序段为：MOV DX，203H ；8255A命令口地址MOV AL，04H ；使PC2=0的命令字OUT DX，AL ；送到命令口,利用C口的按位控制特性还可以产生、负脉冲或方波输出，对外设进行控制。 例3：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，其程序段为：MOV DX，203H ；8255A命令口MOV AL，00001110B ；置PC7=0OUT DX，ALNOP ；维持低电平NOP MOV AL，00001111B ；置PC7=1OUT DX，AL,3.关于两个命令的讨论 方式命令是对8255A
10、的3个端口的工作方式及功能进行指定，即进行初始化，初始工作要在使用8255A之前做。 按位置位/复位命令只是对PC口的输出进行控制，使用它产不破坏已经建立的3种工作方式，而是对它们实现动态控制的一种支持。它可放在初始化程序以后的任何地方。 两个命令的最高位（D7）都分配作了特征位，之所以要设置特征位，是为了识别两个不同的命令。 按位置位/复位的命令代码只能写入命令口。,4.A口和B口另一个使用方法A口、B口也可以按位输出高低电平，但是，它与前面的按位置位/复位命令有本质的差别，并且实现的方法也不同，。C口按位输出是以送数据到A口、B口来实现的。其具体作法是：若要使某一位置高电平，则先对端口进行
11、读操作，将读入的原输出值，“或”上一个字节，字节中使该位为1，其他位为0，然后再送到同一端口，即可使该位为0，然后再送到同一端口，即可使该位置位。,例4： 若要使PA7位输出高/低电平，则用下列程序段：使PA7输出高电平.MOV DX，200H ；PA数据口地址IN AL，DX ；读入A口原输出内容MOV AH，AL ；保存原输出内容OR AL，80H ；使PA7=1OUT DX，AL ；输出PA7MOV AL，AH ；恢复原输出内容OUT DX，AL,使PA7输出低电平 MOV DX，200H ； A口地址 IN AL，DX ；读入端口原输出值 MOV AH，AL ；保存原输出值 AND A
12、L，7FH ；使PA7=0 OUT DX，AL ；输出PA7 MOV AL，AH ；恢复原输出内容 OUT DX，AL,三、8255A的工作方式 8255A的工作方式与端口有关，PA口有三种方式（0方式、1方式、2方式），PB口和PC口只有两种方式（0方式、1方式)。,11.3 8255A的0方式及其应用,一、特点 0方式是一种基本输入/输出工作方式。通常不用联络信号，或不使用固定的联络信号。基本I/O方式是指查询方式传送，也包括无条件传送。 在0方式下，彼此独立的两个8位和两个4位并行口，都能被指定作为输入或者输出用，共有16种不同的使用状态。,在0方式下不设置专用联络信号线，需要联络时，可
13、由用户任意指定C口中的哪 根线完成某种联络功能，这与后面要讨论的在1方式、2方式下设置固定的专用联络信号线不同。 是单向I/O，一次初始化只能指定端口（PA、PB和PC）作输入或输出，不能指定端口同时既作输入又作输出。二、并行打印机接口设计 1.要求为某应用系统配置一个并行打印机接口，并且通过接口CPU采用查询方式把存放在BUF缓冲区的256个字（ASCII码）送去打印。,2.分析由于打印接口直接面向的对象是打印机接口标准，而不是打印机本身，因此打印机接口要按照接口标准的要求进行设计。有关打印机接口标准Centronics的信号线定义和工作时序如下 。,过程:采用查询方式时，打印机与CPU之间
14、传送数据的过程是： 首先查询BUSY。若BUSY=1，打印机忙，则等待；若BUSY=0，打印机不忙，则送数据。 通过并行接口把数据送给标准插座DATA BIT1DATA BIT8 数据线上，此时数据并未送入打印机。 再送出一个数据选通信号DATA STROBE-（负脉冲）给 标准插座的1号引脚，把数据线上的数据打入到打印机的内部缓冲器。 打印机在收到数据后，通过插座的11号引肢发出“忙”（BUSY=1）信号，表明打印机正在处理输入的数据。 最后在10号引脚上送出一个回答信号ACK-给主机，表示上一个字符已经处理完毕。,3.设计 接口电路的设计包括硬件接口电路和软件驱动程序两部分。 打印机接口电
15、路。打印机接口电路原理框图如图所示。该电路的设计思路是：按照Centronicss标准对打印机接口信号线的定义，最基本的信号线需要8根数据线（DATABIT18）,1根控制线（STB），1根状态线（BUSY）和1根地线。选用8255A的PA口作数据口输出8位打印数据，工作方式为0方式。 接口驱动程序。其程序流程图如右图所示。驱动程序的程序段如下：,CODE SEGMENT ASSUME CS：CODE，DS：CODE ORG100H START： MOV AX，CODEMOV CS，AXMOV DS，AXMOV DX，203H ；8255A命令口MOV AL，10000001B ；工作方式字O
16、UT DX，AL ；（A口0方式，输出， C4C7输出，C0C3输入）,MOV AL，00001111B ；PC7位置高，使STB-=1 OUT DX，AL MOV SI, OFFSET BUF ；打印字符内存首地址 MOV CX，OFFH ；打印字符个数 MOV DX，202H ；PC口地址 IN AL，DX ；查BUSY=0？（PC2=0） AND AL，04H ;00000100B JNZ L ；忙，则等待；不忙，则向A口送数 MOV DX，200H ；PA口地址 MOV AL，SI ；从内存取数 OUT DX，AL ；送数据到A口 MOV AL，203H ；8255A命令口 MOV AL，00001110B ；置STB-信号为低（PC7=0）,
