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1、第第 11 11 章章并并 行行 接接 口口.1第11章 并行接口n教学重点n 8255A的工作方式和编程的工作方式和编程n 8255A的应用的应用n 简易键盘的扫描识别程序简易键盘的扫描识别程序n LED数码管的多位显示数码管的多位显示.2并行数据传输方式n并并行行传传输输以以计计算算机机的的字字长长为为传传输输单单位位（通通常常是是8位位、16位位或或32位位），一一次次传传送送1个个字字长的数据长的数据n适适合合于于外外部部设设备备与与微微机机之之间间进进行行近近距距离离、大量和快速大量和快速的信息交换的信息交换n例如：微机与并行接口打印机、磁盘驱动器例如：微机与并行接口打印机、磁盘驱动
2、器.3无条件传送：输入输出接口K7K1K0+5VD0D7A0A15CLK74LS06反相反相驱动器驱动器74LS2738D锁存器锁存器74LS244三态三态缓冲器缓冲器8000H译码译码+5VLED0LED7-G-IOW-IOR两个端口地址共用8000H，怎么区分？.411.1 并行接口电路8255A8255A是是具具有有多多种种功功能能的的可可编编程程并并行行接接口口电电路路芯片芯片8255有有3个个8位位的的数数据据端端口口（A/B/C），共共24个个I/O引脚，各端口共有引脚，各端口共有3种输入输出工作方式种输入输出工作方式基本输入基本输入/输出输出（A/B/C口）口）选通输入或选通输出
3、选通输入或选通输出（A/B口）口）双向选通双向选通（A口）口）.58255A123456789PAPA3 3GNDGNDPAPA4 4V VCCCCPAPA1 1PAPA0 0RDRDCSCSA A1 1A A0 0PCPC7 7PCPC6 6PCPC5 5PCPC4 4PCPC0 0PCPC1 1PCPC2 2PCPC3 3PBPB0 0PBPB1 1PBPB2 2PAPA2 210111213141516171819202524232221262728293031323334353738394036PAPA5 5PAPA6 6PAPA7 7RESETRESETD D0 0D D1 1D D
4、2 2D D3 3D D4 4D D5 5D D6 6PBPB7 7PBPB6 6PBPB5 5PBPB4 4PBPB3 3D D7 7WRWR( (a a) )( (b b) )A组8255AA口A A0 0RESETRESET8 84 48 8C口C口B口PAPA7 7P PA A0 0D D7 7D D0 0PCPC7 7P PC C4 4PCPC3 3P PC C0 04 4PBPB7 7P PB B0 0B组WRWRRDRDA A1 1CSCS8255A8255A引脚及功能示意图引脚及功能示意图引脚及功能示意图引脚及功能示意图 (a) (a) 引脚；引脚；引脚；引脚；(b) (b)
5、功能示意图功能示意图功能示意图功能示意图 .611.1.1 8255A的内部结构和引脚数据数据总线总线缓冲器缓冲器内部控制线内部控制线内部数据线内部数据线D0D7A组组控制控制A组组端口端口C上部上部B组组控制控制B组组端口端口BB组组端口端口C下部下部读写读写控制控制逻辑逻辑PC0PC3CL口口PB0PB7B口口PC4PC7CH口口PA0PA7A口口-RD-WRA0A1-CSRESETA组组端口端口A.71. 连接外设的数据端口n端口端口A：PA0-PA7，8位端口，支持工作方式位端口，支持工作方式0、1、2n端口端口B：PB0-PB7，8位端口，支持工作方式位端口，支持工作方式0、1n端口
6、端口C：PC0-PC7，拆分为两个拆分为两个4位端口位端口，仅支持工作方式，仅支持工作方式0n端口端口A：PA0-PA7 (A组组控制控制)n常作数据端口使用，功能最强大常作数据端口使用，功能最强大n端口端口B：PB0-PB7 (B组控制组控制)n常作数据端口使用常作数据端口使用n端口端口C：PC4-PC7 (A组控制组控制)， PC0-PC3 (B组控制组控制)n可作数据、状态或控制端口使用可作数据、状态或控制端口使用n可拆分成两个可拆分成两个4位端口分别输入或输出位端口分别输入或输出n每位可独立进行输出控制（位控制）每位可独立进行输出控制（位控制）.82. 与处理器的接口-CS A1 A0
7、I/O地址地址读操作读操作-RD写操作写操作-WR0 0 00 0 10 1 00 1 160H61H62H63H读端口读端口A读端口读端口B读端口读端口C非法非法写端口写端口A写端口写端口B写端口写端口C写写方式字方式字和和位控字位控字.911.1.2 8255A的工作方式n方式方式0：基本输入输出方式基本输入输出方式（不带联络）（不带联络）n适用于无条件传送和查询方式的接口电路适用于无条件传送和查询方式的接口电路n方方式式1：选选通通输输入入输输出出方方式式（带带输输入入联联络络或或输输出出联络）联络）n适用于查询和中断方式的接口电路适用于查询和中断方式的接口电路n方方式式2：双双向向选选
8、通通方方式式（同同时时带带输输入入联联络络和和输输出出联络联络）n适用于可双向传送数据的外设适用于可双向传送数据的外设n适用于查询和中断方式的接口电路适用于查询和中断方式的接口电路.10方式0的输入时序（数据来自外设）外设提供数据外设提供数据输入端口输入端口D0D7-RD -CS、A1A0请体会这里请体会这里8255A的数据缓冲作用的数据缓冲作用数据数据8255外设外设CPU内总线内总线外总线外总线.11方式0的输出时序（数据来自CPU）-WRCPU数据数据数据数据输出端口输出端口D0D7 -CS、A1A08255A对对CPU输出的数据进行锁存输出的数据进行锁存8255外设外设CPU内总线内总
9、线外总线外总线.12方式1输入引脚：端口APC4PC5PC3PA7PA0INTEAIBFAINTRA-STBA中断允许触发器中断允许触发器（PC4）输入缓冲器满信号输入缓冲器满信号表示表示A口已经接收数据口已经接收数据数据选通信号数据选通信号表示外设已经准备好数据表示外设已经准备好数据中断请求信号中断请求信号请求请求CPU接收数据接收数据外设数据外设数据征用征用C口口3引脚和引脚和1个控制位个控制位.13方式1输入引脚：端口BPC2PC1PC0PB7PB0INTEBIBFBINTRB-STBB中断允许触发器中断允许触发器（PC2）输入缓冲器满信号输入缓冲器满信号表示表示B口已经接收数据口已经接
10、收数据数据选通信号数据选通信号表示外设已经准备好数据表示外设已经准备好数据中断请求信号中断请求信号请求请求CPU接收数据接收数据外设数据外设数据征用征用C口口3引脚和引脚和1个控制位个控制位.14方式1 输入 联络信号-STBStrobe，选通信号，低电平有效，选通信号，低电平有效由由外外设设提提供供的的输输入入信信号号，当当其其有有效效时时，将将输输入入设设备备送送来来的的数数据据锁存至锁存至8255A的输入锁存器的输入锁存器IBFInput Buffer Full，输输入入缓缓冲冲器器满满信信号号，高高电电平平有效有效8255A输输出出的的联联络络信信号号。当当其其有有效效时时，表表示示数
11、数据据已已锁锁存存在在输输入入锁存器锁存器INTRInterrupt Request，中中断断请请求求信信号号，高高电电平平有有效效8255A输输出出的的信信号号，可可用用于于向向CPU提提出出中中断断请请求求，要要求求CPU读读取外设数据取外设数据.15方式1 输入 时序外设数据外设数据INTRIBF 数据数据输入端口输入端口D0D7-STB-RD-STB和和IBF是外设和是外设和8255A间的一对应答联络信号，间的一对应答联络信号，为的是可靠地输入数据为的是可靠地输入数据.16方式1中断控制8255A的中断由中断允许触发器的中断由中断允许触发器INTE控制控制置位允许中断，复位禁止中断置位
12、允许中断，复位禁止中断对对INTE的的操操作作通通过过写写入入端端口口C的的对对应应位位实实现现，该该位置位位置位/复位就可以控制复位就可以控制INTE触发器触发器.17方式1输出引脚：端口APC6PC7PC3PA7PA0INTEA-OBFAINTRA-ACKA输出缓冲器满信号输出缓冲器满信号表示表示CPU已经输出了数据已经输出了数据外设响应信号外设响应信号表示外设已经接收到数据表示外设已经接收到数据中断请求信号中断请求信号请求请求CPU再次输出数据再次输出数据征用征用C口口3引脚和引脚和1个控制位个控制位中断允许触发器中断允许触发器（PC6）输出数据输出数据.18方式1输出引脚：端口BPC2
13、PC1PC0PB7PB0INTEB-OBFBINTRB-ACKB输出缓冲器满信号输出缓冲器满信号表示表示CPU已经输出了数据已经输出了数据外设响应信号外设响应信号表示外设已经接收到数据表示外设已经接收到数据中断请求信号中断请求信号请求请求CPU再次输出数据再次输出数据征用征用C口口3引脚和引脚和1个控制位个控制位中断允许触发器中断允许触发器（PC2）输出数据输出数据.19方式1输出联络信号n-OBFOutput Buffer Full,输输出出缓缓冲冲器器满满信信号号，低电平有效低电平有效n8255A输输出出给给外外设设的的一一个个控控制制信信号号，当当其其有有效效时时，表表示示CPU已已将将
14、输输出出数数据据锁锁存存在在8255A指指定定的的端端口口，外外设设可可以以来取来取n-ACKAcknowledge, 响应信号，低电平有效响应信号，低电平有效n外外设设提提供供的的响响应应信信号号，通通知知8255A其其端端口口数数据据已已被被外外设设接收接收nINTRInterrupt Request, 中中断断请请求求信信号号，高高有有效效n当当输输出出设设备备已已接接受受数数据据后后，8255A输输出出此此信信号号向向CPU提提出中断请求，要求出中断请求，要求CPU继续提供数据继续提供数据.20方式1 输出 时序8255外设外设CPU内总线内总线外总线外总线 INTR CPU数据数据数
15、据数据输出端口输出端口D0D7-WR-OBF-ACK -OBF和和-ACK是外设和是外设和8255A间的一对应答联络间的一对应答联络信号，为的是可靠地输出数据信号，为的是可靠地输出数据.21方式2 双向选通方式n方方式式2将将方方式式1的的选选通通输输入入与与选选通通输输出出功功能能组组合合成一个双向数据端口，可以发送数据和接收数据成一个双向数据端口，可以发送数据和接收数据n只只有有端端口口A可可以以工工作作于于方方式式2，需需要要利利用用端端口口C的的5个信号线，其作用与方式个信号线，其作用与方式1相同相同n方式方式2的数据输入过程与方式的数据输入过程与方式1的输入方式一样的输入方式一样n方
16、方式式2的的数数据据输输出出过过程程与与方方式式1的的输输出出方方式式有有一一点点不不同同：数数据据输输出出时时8255A不不是是在在-OBF有有效效时时向向外外设设输输出出数数据据，而而是是在在外外设设提提供供响响应应信信号号-ACK有效时有效时才送出数据才送出数据.22方式2 双向选通引脚PC6PC7PC3PA7PA0INTE1-OBFAINTRA-ACKAPC4PC5IBFA-STBAINTE2数据数据输入中断和输出中断输入中断和输出中断征用征用C口口5引脚和引脚和2个控制位个控制位中断允许触发器中断允许触发器（ PC6）中断允许触发器中断允许触发器（控制中断输出）（控制中断输出）通过位
17、控通过位控PC4设置设置INTE2输入联络输入联络输入联络输入联络输出联络输出联络输出联络输出联络.23方式2 双向选通时序该例中：该例中：CPU先输出数据，再读取外设输入的数据先输出数据，再读取外设输入的数据 INTR 输出数据输出数据输入数据输入数据输入数据输入数据PA0PA7D0D7IBF -WR-OBF-ACK-STB-RD输出数据输出数据.2411.1.3 8255A的编程初始化编程：写初始化编程：写 方式控制字方式控制字到控制口到控制口控制口控制口I/O地址：地址：A1A011工作过程中：读写工作过程中：读写数据端口数据端口（对外设数据进行）（对外设数据进行）数据口数据口A、B和和
18、C的的I/O地址，分别为：地址，分别为：00、01、10端口端口C各位各位置置1或或置置0.25问题：问题： 1、8255端口地址问题。端口地址问题。 若若端口地址分别为为端口地址分别为为FFF8H 、 FFFAH 、 FFFCH 、FFFEH，问，问8088与与8255的连接方式？的连接方式？ 2、控制字问题。、控制字问题。 两个：两个：两个：两个：方式控制字方式控制字 端口端口C置位置位/复位控制字复位控制字.261、方式控制字D7D6D5D4D3D2D1D01标志标志 A口工作方式口工作方式 00 方式方式0 01 方式方式1 1x 方式方式2A口输出口输出/输入输入0 输出输出1 输入
19、输入 CH口输口输出出/输入输入0 输出输出1 输入输入 B口工作口工作方式方式0 方式方式0 1 方式方式1B口输口输出出/输入输入0 输出输出1 输入输入CL口输口输出出/输入输入0 输出输出1 输入输入A组控制组控制B组控制组控制D7D6D5D4D3D2D1D0B组控制组控制.27向控制口写方式字示例n要求：要求：nA口：方式口：方式1输入输入nCH口：输出口：输出nCL口：输入口：输入nB口：方式口：方式0输出输出n方式控制字：方式控制字：1 0110 001 B或或B1Hn初始化的程序段：初始化的程序段：mov dx,0fffeh;假设控制端口为假设控制端口为FFFEHmov al,
20、0b1h ;方式控制字方式控制字out dx,al;送到控制端口送到控制端口.28D7D6D5D4D3D2D1D00xxx0000011111or02、端口C置位/复位控制字标志未用位选择位控制.29要求对端口C的PC7置1，PC3置0，设控制口地址是63HMOV AL, 0FHMOV DX, 63HOUT DX, ALMOV AL, 06HOUT DX, AL 向控制口写“端口C置位/复位控制字”示例.30读写数据端口（in，out）示例n对输出端口对输出端口B的的PB7位置位置1mov dx,0fffah;B端口假设为端口假设为FFFAHin al,dx ;读出读出B端口原输出内容端口原输
21、出内容or al,80h;使使PB71out dx,al;输出新的内容输出新的内容初始化编程后，可对三个数据端口进行读写操作。初始化编程后，可对三个数据端口进行读写操作。.3111.2 8255A的应用n作作为为通通用用的的并并行行接接口口电电路路芯芯片片，8255A具有广泛的应用，如具有广泛的应用，如:n应用在应用在IBM PC/XT微机上微机上n应用于打印机接口电路应用于打印机接口电路n用于连接简易键盘用于连接简易键盘n用于驱动用于驱动LED数码管数码管.3211.2.1 8255A在IBM PC/XT上的应用n工作在基本输入工作在基本输入/输出方式输出方式0n端口端口A为为方式方式0输入
22、，用来读取键盘扫描码输入，用来读取键盘扫描码n端口端口B工作于工作于方式方式0输出，例如输出，例如控制扬声器控制扬声器等等n端口端口C为为方式方式0输入，读取系统状态和配置输入，读取系统状态和配置n系统的初始化编程：系统的初始化编程：mov al,1 0011 001 b;方式控制字方式控制字99Hout 63h,al.3311.3 键盘及其接口n键盘是微机系统的标准输入设备键盘是微机系统的标准输入设备n编编码码键键盘盘：按按键键时时自自动动产产生生编编码码输输出出，比比如如PC键键盘盘在在按按键键与与释释放放会会自自动动向向CPU送送出出16位位的编码。的编码。n非非编编码码键键盘盘：按按键
23、键时时不不会会自自动动产产生生编编码码输输出出，需需要要CPU主主动动去去检检查查识识别别，实实现现较较为为简简单单的的数数据输入，其结构可分为：据输入，其结构可分为：n简单按键简单按键每个按键连接每个按键连接1根根I/O线线n矩矩阵阵式式键键盘盘多多根根行行及及列列I/O线线构构成成矩矩阵阵，按按键键跨接在交叉点上。跨接在交叉点上。.5611.3.1 非编码键盘线性键盘n线性键盘线性键盘n每每个个按按键键连连接接1个个输输入入引引脚脚n读入读入0时反应键被按下时反应键被按下n读入读入1时反应健未被按下时反应健未被按下n对对I/O引脚资源消耗大引脚资源消耗大+5V10K.5711.3.1 非编
24、码键盘矩阵式键盘n矩阵式键盘矩阵式键盘n每行连接一个每行连接一个I/O引脚引脚n每列连接一个每列连接一个I/O引脚引脚n在在行行列列交交叉叉点点上上跨跨接接按键按键n通过扫描识别按键通过扫描识别按键+5V10K检测线输入检测线输入控控制制线线输输出出.581、逐行扫描法识别矩阵式键盘n粗扫粗扫n行行线线送送全全0，列列线线检检测测到到全全1，说说明明无无键键按按下下；否否则则，有键按下，遂进入下一步逐行扫描。有键按下，遂进入下一步逐行扫描。n逐行扫描逐行扫描n某某行行送送0其其余余送送1，此此时时若若列列线线检检测测到到全全1，说说明明该该行行无无键键按按下下，换换下下一一行行继继续续扫扫描描
25、；若若列列线线检检测测到到非非全全1，说说明明该该行行有有键键按按下下，通通过过组组合合此此时时的的行行码码和和列列码码可可形形成成与特定按键相对应的识别码。与特定按键相对应的识别码。n通通过过查查表表环环节节可可获获得得按按键键键值（按键的排列序号）。键值（按键的排列序号）。+5V10K检测线输入检测线输入控控制制线线输输出出.59第1段：是否有键按下key1:mov al,00mov dx,rowport ;rowport为连接行线的端口地址为连接行线的端口地址out dx,al;使所有行线为低电平使所有行线为低电平 mov dx,colport;colport为连接列线的端口地址为连接列
26、线的端口地址 in al,dx;读取列值读取列值cmp al,0ffh;判断列线是否读到全判断列线是否读到全1jz key1;是，无闭合键，循环等待是，无闭合键，循环等待call delay;否，延迟否，延迟20ms清除抖动清除抖动键盘扫描程序.60第2段：识别按键（扫描）mov cx,8;扫描行数送扫描行数送CXmov ah,0feh;第一行扫描初值送第一行扫描初值送AHkey2:mov al,ahmov dx,rowportout dx,al;输出行码（扫描码）输出行码（扫描码）mov dx,colportin al,dx;读到列码读到列码键盘扫描程序.61第2段：识别按键（判断）cmp
27、al,0ffh;判断列线是否全判断列线是否全1jnz key3;否，有按键，转下一步处理否，有按键，转下一步处理rol ah,1;是，无按键，扫描码移位是，无按键，扫描码移位loop key2;拟扫下一行拟扫下一行jmp key1;所有行都没有键按下，返回粗扫所有行都没有键按下，返回粗扫key3: ;此时，此时，al列码，列码，ah行码行码键盘扫描程序.622. 行列反转法识别矩阵式键盘P258考试重点.63n第一步第一步，先将，先将行线行线设为输出、列线设为检测输入设为输出、列线设为检测输入nCPU通通过过输输出出端端口口将将行行线线（控控制制线线）全全部部设设置置为为低低电电平平，然然后后
28、从从输输入入端端口口读读取取列列线线（检检测测线线），若若列列码码读读到到全全1说说明明无无键键按下，否则有键按下，转第二步。按下，否则有键按下，转第二步。n第第二二步步，将将行行线线和和列列线线作作用用反反转转，即即列列线线设设为为输输出出，行行线线设设为为检检测测输输入入。将将前前一一步步读读到到的的列列码码从从列列线线端端口口输输出出，并并读读取取行线行线的输入码（的输入码（行码行码）n当当一一个个键键被被按按下下时时，必必然然涉涉及及一一对对特特定定的的行行码码和和列列码码，以以此此组成按键特定的组成按键特定的识别码识别码，通过查表环节可获得按键键值。，通过查表环节可获得按键键值。.6
29、411.4 LED数码管及其接口n发发 光光 二二 极极 管管 LED（ Light Emitting Diode）是是最最简简单单的的显示设备显示设备n由由8段段LED组成的组成的LED数码管数码管nLED数数码码管管广广泛泛用用于于单单板板微微型型机机、微微型型机机控控制制系系统统及及数数字字化化仪器中仪器中.651. LED数码管的工作原理n主要部分是主要部分是7（8）段段LED发光管发光管n各各段段顺顺时时针针排排列列，分分别别称称为为a、b、c、d、e、f、g、 dp （或或h,即即小数点，有时不用）小数点，有时不用）n通通过过7个个发发光光段段的的不不同同组组合合可可显显示不同内容
30、。示不同内容。n可显示可显示09十个数码十个数码n也也可可以以显显示示AF（实实现现16进进制制数数的显示）的显示）n还还可可以以显显示示个个别别特特殊殊字字符符，如如、P、H 等等abcdefg.66LED数码管的结构共阳极共阳极共阳极共阳极+5Vabcdefgh共阴极共阴极abcdefgh共阴极共阴极.672. 单个LED数码管的显示8255APA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7同同相相驱驱动动电电路路abcdefghcom+5V共阳数码管共阳数码管送送0点亮点亮送送0点亮点亮.68单个数码管的显示LEDtbdb 0c0h,0f9h,0a4h ;共阳七段码表共阳七段码表db m
31、ov al,1;要显示的数码在表中的位置要显示的数码在表中的位置mov bx,offset LEDtb ;bx指向七段码表指向七段码表xlat;通过换码取要显示的七段码通过换码取要显示的七段码;alds:bxalmov dx,portout dx,al;输出七段码输出七段码软件译码.69实验实验 LED LED数码管显示实验数码管显示实验n用用8255实现实现“simpleIO”实验的内容实验的内容n用用8255模拟十字路口交通灯的控制情况。模拟十字路口交通灯的控制情况。n用用8255作接口，在数码管上显示字符作接口，在数码管上显示字符n用用8255作作接接口口，扫扫描描4*4键键盘盘，将将按
32、按键键值送串行口，显示在上位机屏幕上。值送串行口，显示在上位机屏幕上。.70第11章教学要求1. 掌握掌握8255A的结构特点和引脚功能的结构特点和引脚功能2. 掌掌握握8255A的的各各种种工工作作方方式式、编编程程及及方方式式0/1的应用的应用3. 理解简易键盘的工作原理理解简易键盘的工作原理4. 掌握键盘扫描程序的编写掌握键盘扫描程序的编写5. 了解了解PC机键盘的工作原理机键盘的工作原理6. 掌握掌握LED数码管的工作原理和显示方法数码管的工作原理和显示方法7. 了解并行打印机接口的引脚定义和接口时序了解并行打印机接口的引脚定义和接口时序.71第11章教学要求（续）n习题习题11（P274）11.4 11.7 11.8 11.10 11.11 11.15.72
