第8章：常用可編程接口芯片,教學(xué)重點 接口芯片的引線功能及其與CPU的連接 接口芯片的工作方式及其控制命令字 接口芯片的編程與使用,8.1 可編程并行接口8255,教學(xué)重點 8255的工作方式和編程 8255的應(yīng)用,并行接口和串行接口的結(jié)構(gòu)示意圖,并行數(shù)據(jù)傳輸方式,以計算機(jī)的字長，通常是8位、16位或32位為傳輸單位，一次傳送一個字長的數(shù)據(jù) 適合于外部設(shè)備與微機(jī)之間進(jìn)行近距離、大量和快速的信息交換 例如：微機(jī)與并行接口打印機(jī)、磁盤驅(qū)動器 微機(jī)系統(tǒng)中最基本的信息交換方法 例如：系統(tǒng)板上各部件之間，接口電路板上各部件之間,并行接口8255,具有多種功能的可編程并行接口電路芯片 最基本的接口電路：三態(tài)緩沖器和鎖存器 與CPU間、與外設(shè)間的接口電路：狀態(tài)寄存器和控制寄存器 還有端口的譯碼和控制電路、中斷控制電路 共24個外設(shè)引腳，分3個端口、2組控制 共三種輸入輸出工作方式,8.1.1 8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳,1.外設(shè)數(shù)據(jù)端口,端口A：PA0 PA7 A組，支持工作方式0、1、2 端口B：PB0 PB7 B組，支持工作方式0、1 端口C：PC0 PC7 僅支持工作方式0 A組控制高4位PC4PC7 B組控制低4位PC0PC3,端口A：PA0PA7 常作數(shù)據(jù)端口，功能最強(qiáng)大 端口B：PB0PB7 常作數(shù)據(jù)端口 端口C：PC0PC7 可作數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制端口 分兩個4位，每位可獨立操作 控制最靈活，最難掌握,2.與處理器接口,D0 D7數(shù)據(jù)線 A0 A1地址線 CS*片選信號，由它啟動CPU與8255之間的通信； RD*讀信號，它控制8255送出數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息至系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線； WR*寫信號，它控制把CPU輸出到系統(tǒng)總線上的數(shù)據(jù)或命令寫到8255； RESET復(fù)位信號，它清除控制寄存器，并置A、B、C端口為輸入方式。,8.1.2 8255的工作方式與控制字,方式0：基本輸入輸出方式 適用于無條件傳送和查詢方式的接口電路 方式1：選通輸入輸出方式 適用于查詢和中斷方式的接口電路 方式2：雙向選通傳送方式 適用于與雙向傳送數(shù)據(jù)的外設(shè) 適用于查詢和中斷方式的接口電路,8255的編程,初始化編程：一個方式控制字 采用控制I/O地址：A1A011 工作過程中：通過數(shù)據(jù)端口對外設(shè)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫 數(shù)據(jù)讀寫利用端口A、B和C的I/O地址，A1A0依次等于00、01、10 IBM PC/XT機(jī)上，端口A、B、C和控制端口的I/O地址為60H、61H、62H和63H,1.寫入方式控制字：控制字格式（寫，A1A011 ）,1.寫入方式控制字：示例1,要求： A端口：方式1輸入 C端口上半部：輸出，C口下半部：輸入 B端口：方式0輸出 方式控制字：10110001B或B1H 8255端口地址為60H-63H。 初始化的程序段： MOV AL，0B1H ；方式控制字 OUT 63H，AL ；送到控制端口,讀寫端口C：,C端口被分成兩個4位端口，兩個端口只能以方式0工作，可分別選擇輸入或輸出 當(dāng)A和B端口工作在方式1或方式2時，C端口的部分或全部引腳將被征用，其余引腳仍可設(shè)定工作在方式0,在控制上，C端口上半部和A端口編為A組，C端口下半部和B端口編為B組,2.端口C的位控制字（寫，A1A011 ）,位控制字寫入控制端口 特別便于置位復(fù)位內(nèi)部中斷允許觸發(fā)器INTE,端口C的狀態(tài)字,C口按位置/復(fù)位控制字（示例2）,例2 如上例，若A口工作于方式1作輸入，要使用中斷傳送方式，則應(yīng)當(dāng)寫PC4的按位置位字： MOV AL，00001001B OUT 63H，AL C口按位置/復(fù)位控制字須跟在方式控制字之后寫入控制字寄存器。即使僅使用該功能，也應(yīng)先選送一方式控制字。,例8-1 將8255C端口的8根IO線接8只發(fā)光二極管的正極(8個負(fù)極均接地)，用按位置位復(fù)位控制字編寫使這8只發(fā)光二極管依次亮、滅的程序。設(shè)8255的端口地址為380H383H。,MOV DX, 383H MOV AL, 80H OUT DX,AL MOV AL, 1 AGAIN: OUT DX, AL MOV CX，1000 LOOP $ AND AL,0FEH OUT DX, AL ADD AL,3 AND AL,0FH,PUSH AX MOV AH, 11 INT 21H INC AL POP AX JNZ AGAIN ret begin endp code ends end begin,方式0提供兩個8位口（A和B）和兩個4位口（PC7PC4，PC3PC0），任何一個口都可用做輸入或輸出，由CPU用簡單的I/O指令來進(jìn)行讀/寫。 一般用于無條件傳送的場合，也可以用做查詢式傳送。 無條件傳送方式的接口電路時是十分簡單的，不需要狀態(tài)端口，3個端口都可作為數(shù)據(jù)端口。 查詢式輸入或輸出的接口電路習(xí)慣上將A口和B口作為數(shù)據(jù)口，將C口作為控制輸出和狀態(tài)輸入口。,8.1.3 8255三種工作方式的功能 1、方式0,MOV DX, 383H MOV AL, 80H OUT DX,AL MOV DX, 382H MOV AL, 1 AGAIN: OUT DX, AL MOV CX，1000 LOOP $,PUSH AX MOV AH,1l INT 21H INC AL POP AX JZ BACK ROL AL, 1 JMP AGAIN BACK: ret begin endp code ends end begin,2、方式1,A口借用C口的一些信號線用作控制和狀態(tài)線，形成A組，B口借用C口的一些信號線用作控制和狀態(tài)線，組成B組。在方式1下，A口和B口的輸入輸出均帶有鎖存。 端口C中用于聯(lián)絡(luò)和中斷的控制狀態(tài)信號功能固定不變，不能用程序更改，余下的兩位均可作為輸入或輸出用，由方式控制字中的D3設(shè)定。,方式1輸入引腳：A端口，單向,數(shù)據(jù)選通信號 表示外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù),輸入緩沖器滿信號 表示A口已經(jīng)接收數(shù)據(jù),中斷請求信號 請求CPU接收數(shù)據(jù),方式1輸入引腳：B端口，單向,方式1需借用端口C用做聯(lián)絡(luò)信號 同時還具有中斷請求和屏蔽功能,方式1輸入聯(lián)絡(luò)信號,STB*選通信號，低電平有效 由外設(shè)提供的輸入信號，當(dāng)其有效時，將輸入設(shè)備送來的數(shù)據(jù)鎖存至8255的輸入鎖存器 IBF輸入緩沖器滿信號，高電平有效 8255輸出的聯(lián)絡(luò)信號。當(dāng)其有效時，表示數(shù)據(jù)已鎖存在輸入鎖存器 INTR中斷請求信號，高電平有效 8255輸出的信號，可用于向CPU提出中斷請求，要求CPU讀取外設(shè)數(shù)據(jù),方式1輸入時序,STB*和IBF是外設(shè)和8255間的一對應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號， 為的是可靠地輸入數(shù)據(jù),方式1中斷控制,8255A的中斷由中斷允許觸發(fā)器INTE控制 置位允許中斷，復(fù)位禁止中斷 對INTE的操作通過寫入端口C的對應(yīng)位實現(xiàn)，INTE觸發(fā)器對應(yīng)端口C的位是作應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號的輸入信號的哪一位，只要對那一位置位/復(fù)位就可以控制INTE觸發(fā)器 選通輸入方式下 端口A的INTEA對應(yīng)PC4 端口B的INTEB對應(yīng)PC2 需要指出的是，在方式1時，PC4和PC2的置位復(fù)位操作分別用于控制A口和B口的中斷允許信號，這是8255的內(nèi)部操作，這一操作對PC4和PC2引腳用于A口和B口的數(shù)據(jù)選通輸入和狀態(tài)沒有任何影響。,方式1下的輸入過程：,例8-2 用選通輸入方式從A端口輸入100個8位二進(jìn)制數(shù)。,BUF DB 100 DUP（？）,push ax MOV ES,AX mov ax, data mov ds, ax MOV DX, 38FH MOV AL, 0B0H OUT DX, AL MOV AL, 9 OUT DX, AL MOV AX, SEG IS8255 MOV ES:01C6H,AX MOV AX, OFFSET IS8255 MOV ES:01C4H,AX,MOV CX, 100 MOV BX, 0 MOV DX, 38CH IN AL, 0A1H AND AL,0FDH OUT 0A1H,AL ROTT: JMP $ LOOP ROTT IN AL, 0A1H OR AL,2 OUT 0A1H, AL ret,IS8255: IN AL,DX MOV BUFBX ,AL INC BX MOV AL, 61H OUT 0A0H, AL MOV AL, 62H OUT 20H, AL POP AX INC AX INC AX PUSH AX IRET,方式1輸出引腳：A端口,外設(shè)響應(yīng)信號 表示外設(shè)已經(jīng)接收到數(shù)據(jù),輸出緩沖器滿信號 表示CPU已經(jīng)輸出了數(shù)據(jù),中斷請求信號 請求CPU再次輸出數(shù)據(jù),方式1輸出引腳：B端口,方式1輸出聯(lián)絡(luò)信號,OBF*輸出緩沖器滿信號，低有效 8255輸出給外設(shè)的一個控制信號，當(dāng)其有效時，表示CPU已把數(shù)據(jù)輸出給指定的端口，外設(shè)可以取走 ACK*響應(yīng)信號，低有效 外設(shè)的響應(yīng)信號，指示8255的端口數(shù)據(jù)已由外設(shè)接受 INTR中斷請求信號，高有效 當(dāng)輸出設(shè)備已接受數(shù)據(jù)后，8255輸出此信號向CPU提出中斷請求，要求CPU繼續(xù)提供數(shù)據(jù),端口A的INTEA對應(yīng)PC6 端口B的INTEB對應(yīng)PC2,方式1輸出時序,OBF*和ACK*是外設(shè)和8255A間的一對應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號， 為的是可靠地輸出數(shù)據(jù),方式1下的輸出過程：,例8-3 設(shè)計A端口基本輸入，B端口選通輸出的電路和程序,A端口輸入8個開關(guān)的狀態(tài)，8只發(fā)光二極管表示B端口輸出的狀態(tài)。用單穩(wěn)電路來產(chǎn)生響應(yīng)信號亮滅。改變A端口的輸入，發(fā)來選通信號后即將8個開關(guān)的狀態(tài)用發(fā)光二極管顯示。,DA1 DB WAIT INTERRUPT, 0DH, 0AH, $,sub ax, ax push ax MOV ES, AX mov ax, data mov ds, ax MOV DX, 383H MOV AL, 94H OUT DX, AL MOV AL,5 OUT DX, AL MOV AX, SEG IO8255 MOV ES: 01C6H,AX MOVAX,OFFSET IO8255 MOV ES:01C4H,AX,IN AL, 0A1H AND AL,0FDH OUT 0A1H, AL ROTT:MOV DX, OFFSET DA1 MOV AH,9 INT 21H JMP $ MOV AH,1l INT 21H CMP AL,0 JE ROTT IN AL, 0A1H OR AL,2 OUT 0A1H, AL ret,IO8255: MOV DX, 380H IN AL,DX INC DX OUT DX, AL MOV AL, 61H OUT 0A0H, AL MOV AL, 62H OUT 20H, AL POP AX INC AX INC AX PUSH AX IRET,3、 方式2雙向方式,方式2將方式1的選通輸入輸出功能組合成一個雙向數(shù)據(jù)端口，可以發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù) 只有端口A可以工作于方式2，需要利用端口C的5個信號線，其作用與方式1相同 方式2的數(shù)據(jù)輸入過程與方式1的輸入方式一樣,方式2雙向引腳,用PC6設(shè)置INTE1（輸出） 用PC4設(shè)置INTE2（輸入） 輸入和輸出中斷通過 或門輸出INTRA信號,方式2雙向時序