1、第第7 7章章 并行接口并行接口7.1 并行接口的特點(diǎn) 在多根數(shù)據(jù)線上以數(shù)據(jù)字節(jié)（字）為單位與I/O設(shè)備或被控對(duì)象進(jìn)行信息傳送。 一般在接口與外設(shè)之間設(shè)置并行數(shù)據(jù)線的同時(shí)，至少還要設(shè)置兩根握手（聯(lián)線）信號(hào)線，以便進(jìn)行互鎖異步握手方式（即查詢方式）的通信。 在并行接口中，8位或16位是一起行動(dòng)，即使是只用到其中的一位，也是一次輸入/輸出8位或16位。 并行傳送信息，不要求固定的格式，一般不做差錯(cuò)檢驗(yàn)和傳輸速率控制，這與串行傳送的數(shù)據(jù)格式的要求不同。常用于近距離傳輸。7.2 并行接口電路結(jié)構(gòu)形式l一般的IC芯片主要由三態(tài)緩沖器和鎖存器組成l可編程并行接口芯片例如：82C55A可編程器件lPLD/F

2、PGA器件采用大規(guī)?；虺笠?guī)模可編程邏輯陣列芯片1、82C55A外部特性它主要包括面向系統(tǒng)總線的信號(hào)線和面向I/O設(shè)備的信號(hào)線7.3 可編程并行接口芯片 面向系統(tǒng)總線的信號(hào)線面向數(shù)據(jù)總線的有：D0D7：雙向數(shù)據(jù)線，用于CPU向8255A發(fā)送命 令、數(shù)據(jù)和8255A向CPU回送狀態(tài)、數(shù)據(jù)等。面向地址總線的有：CS：片選信號(hào)。A0， A1：片內(nèi)端口地址信號(hào)。面向控制總線的有：RD：讀信號(hào)，低電平有效。WR：寫信號(hào)，低電平有效。RESET：復(fù)位信號(hào)，高電平有效。它清除控制寄存器并將8255A的A、B、C三個(gè)端口均置為0方式輸入；狀態(tài)寄存器被復(fù)位，并且屏蔽中斷請(qǐng)求。 與面向I/O設(shè)備的信號(hào)線 PA0P

3、A7：端口A的輸入/輸出線。 PB0PB7：端口B的輸入/輸出線。 PC0PC7：端口C的輸入/輸出線。 A口和B口只作輸入/輸出的數(shù)據(jù)口用； C口除了作數(shù)據(jù)口外，在1方式和2方式時(shí)，它的大部分引腳被分配用作專用聯(lián)絡(luò)信號(hào)；PC口可以進(jìn)行按位控制；當(dāng)讀取8255A狀態(tài)時(shí)，PC口又作1，2方式的狀態(tài)口用。C口的作用與82C55A的工作方式有關(guān)，它除了作數(shù)據(jù)口以外，還有其他用途，故C口的使用比較特殊，它的功能如下：l 作數(shù)據(jù)口l 作狀態(tài)口l 作專用（固定）聯(lián)絡(luò)（握手）信號(hào)l 作按位控制用2、82C55A內(nèi)部結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)總線緩沖器。是一個(gè)三態(tài)雙向8位緩沖器，它是82C55A與CPU系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的接口。

4、讀/寫控制邏輯。讀/寫控制邏輯由讀信號(hào)RD、寫信號(hào)WR、選片信號(hào)CS以及端口選擇信號(hào)A1，A0等組成。 輸入/輸出端口A、B和C。82C55A包括3個(gè)8位輸入輸出端口。每個(gè)端口都有一個(gè)數(shù)據(jù)輸入寄存器和一個(gè)數(shù)據(jù)輸出寄存器。 A組和B組控制電路?？刂艫、B和C三個(gè)端口的工作方式。33、82C55A的端口地址4、82C55A的工作方式82C55A有3種工作方式，它們有各自的特點(diǎn)。l0方式：基本輸入輸出方式 一次初始化只能將某個(gè)端口設(shè)置為輸入或輸出。通常不使用固定的聯(lián)絡(luò)信號(hào)，無(wú)固定的工作時(shí)序和固定的工作狀態(tài)?；綢/O方式是指查詢方式傳送，也包括無(wú)條件傳送。 在0方式下，彼此獨(dú)立的兩個(gè)8位和兩個(gè)4位并

5、行口，都能被指定作為輸入或者輸出口用，共有16種不同的使用狀態(tài)。5、82C55A編程命令82C55A有2個(gè)編程命令，分別為方式命令和按位置位/復(fù)位命令。l方式命令 作用：指定82C55A的工作方式及其方式下3個(gè)并行端口（PA、PB、PC）的功能。 82C55A的工作方式與端口有關(guān)，PA口有三種方式（0方式、1方式、2方式），PB口和PC口只有兩種方式（0方式、1方式)。格式：其中最高位是特征位，一定要寫1，其余各位定義如下：例1：要把A口指定為1方式，輸入，C口上半部為輸出；B口指定為0方式，輸出，C口下半部定為輸入，則工作方式命令代碼是：10110001B或B1H。初始化的程序段為： MOV

6、 DX，303H ；8255A命令口地址(假設(shè)) MOV AL，0B1H ；初始化命令 OUT DX，AL ；送到命令口lC端口按位置位/復(fù)位命令作用：指定PC口的某一位（某一個(gè)引腳）輸出高電平或低電平。格式：最高位是特征位，一定要寫0，其余各位的定義如下。例2：若要把C口的PC2引腳置成高電平輸出，則命令字應(yīng)該為00000101B或05H。其程序段為： MOV DX，303H ；8255A命令口地址(假設(shè)) MOV AL，05H ；使PC2=1的命令字 OUT DX，AL ；送到命令口如果要使引腳PC2輸出低電位，則程序段為： MOV DX，303H ；8255A命令口地址(假設(shè)) MOV

7、AL，04H ；使PC2=0的命令字 OUT DX，AL ；送到命令口 例3：利用8255A的PC7產(chǎn)生負(fù)脈沖，作打印機(jī)接口電路的數(shù)據(jù)選通信號(hào)，其程序段為： MOV DX，303H ；8255A命令口 MOV AL，00001110B ；置PC7=0 OUT DX，AL NOP ；維持低電平 NOP MOV AL，00001111B ；置PC7=1 OUT DX，AL關(guān)于兩個(gè)命令的討論：方式命令是對(duì)8255A的3個(gè)端口的工作方式及功能進(jìn)行指定（即初始化），初始化工作要在使用8255A之前進(jìn)行。按位置位/復(fù)位命令只是對(duì)PC口的輸出進(jìn)行控制，使用它不破壞已經(jīng)建立的3種工作方式，而是對(duì)它們實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)控

8、制的一種支持，它可放在初始化程序以后的任何地方。兩個(gè)命令的最高位（D7）都分配作了特征位，之所以要設(shè)置特征位，是為了識(shí)別兩個(gè)不同的命令（寫到同一地址）。按位置位/復(fù)位的命令代碼只能寫入命令口,而不能寫到數(shù)據(jù)口（因?yàn)槭敲睿?。A口和B口另一個(gè)有趣的使用方法 A口、B口也可以按位輸出高低電平，但它與C口的按位置位/復(fù)位命令有本質(zhì)的差別，并且實(shí)現(xiàn)的方法也不同。A口、B口按位輸出是以送數(shù)據(jù)到A口、B口來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 具體作法是：若要使某一位置高電平，則先對(duì)端口進(jìn)行讀操作，然后“或”上一個(gè)字節(jié)，此字節(jié)中的對(duì)應(yīng)位為1，其它各位為0，最后再送到同一端口。例4：若要使PA7位輸出高/低電平，而其它位不變，則用下列

9、程序段： 使PA7輸出高電平 MOV DX，300H ；PA數(shù)據(jù)口地址 IN AL，DX ；讀入A口原輸出內(nèi)容 OR AL，80H ；使PA7=1 OUT DX，AL ；輸出PA7 使PA7輸出低電平MOV DX，300H ；A口地址IN AL，DX ；讀入A口原輸出內(nèi)容AND AL，7FH ；使PA7=0OUT DX，AL ；輸出PA7 00101010 OROR 10000000 10101011ANDAND 01111111 00101010A口原輸出的內(nèi)容A口新輸出的內(nèi)容80H7FHA口原輸出的內(nèi)容A口新輸出的內(nèi)容某位置1某位置07.4 82C55A的0方式應(yīng)用例1：聲-光報(bào)警器接口設(shè)

10、計(jì)（1）要求 設(shè)計(jì)一個(gè)聲-光報(bào)警器，要求按下SW按鈕開關(guān)時(shí)，開始報(bào)警，喇叭發(fā)聲，LED燈同時(shí)閃光。當(dāng)撥通8位DIP的0位開關(guān)時(shí)，結(jié)束報(bào)警，喇叭停止發(fā)聲，LED熄滅。（2）硬件設(shè)計(jì)-聲光電路原理圖（3）軟件設(shè)計(jì) 列出主要代碼：MOV DX,303H；初始化MOV AL,10000011BOUT DX,ALMOV DX,300H；LED全滅MOV AL,00HOUT DX,ALMOV DX,303H ；關(guān)閉SPKMOV AL,00001100BOUT DX,ALWAIT1:MOV DX,302H；查SW按下？ IN AL,DX AND AL,04H JNZ WAIT1；SW沒按下，等待BEGIN:

11、CALL LED_FLASH ；調(diào)用LED發(fā)光子程序（全亮） MOV BX,200 MOV T,0FFFH;T為字型變量，存延遲參數(shù)SPEAK_H:CALL OUTSPK ；調(diào)用喇叭發(fā)聲子程序 DEC BX JNZ SPEAK_H MOV DX,300H；LED全滅 MOV AL,00H OUT DX,AL MOV BX,200 MOV T,09FFFHSPEAK_L:CALL OUTSPK；調(diào)用喇叭發(fā)聲 DEC BX JNZ SPEAK_L CALL DELAY2 MOV DX,301H；查DIP0按下 IN AL,DX AND AL,01H JNZ BEGIN；DIP0沒按下，繼續(xù) MOV

12、 DX,300H；DIP0按下，LED全滅 MOV AL,00H OUT DX,AL MOV DX,303H；關(guān)閉SPK MOV AL,0CH OUT DX,AL DELAY1 PROC PUSH BX；延時(shí)子程序1 MOV BX,TDL1: DEC BX JNZ DL1 POP BX RETDELAY1 ENDPOUTSPK PROC；喇叭發(fā)聲子程序 MOV DX,303H；打開SPK MOV AL,0DH OUT DX,AL CALL DELAY1 MOV DX,303H；關(guān)閉SPK MOV AL,0CH OUT DX,AL CALL DELAY1 RETOUTSPK ENDPLED_FL

13、ASH PROC；LED發(fā)光子程序 MOV DX,300H；LED全部點(diǎn)亮 MOV AL,0FFH OUT DX,AL RETLED_FLASH ENDPDELAY2 PROC ；延時(shí)子程序2DELAY2 ENDP例2:步進(jìn)電機(jī)控制接口設(shè)計(jì) 1.分析（1）步進(jìn)電機(jī)控制原理 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移的一種機(jī)電式數(shù)模轉(zhuǎn)換器。步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角位移與輸入脈沖的個(gè)數(shù)成正比；步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸入脈沖的頻率成正比；步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與輸入脈沖對(duì)繞組加電的順序有關(guān)。因此，步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角位移、轉(zhuǎn)速以及方向均受到輸入脈沖的控制。B組N SA組C組D組用D0位控制用D2位控制用D4位控制用D6位控制（2

14、）運(yùn)行方式與方向的控制-循環(huán)查表法 步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行方式是指各相繞組循環(huán)輪流通電的方式。如四相步進(jìn)電機(jī)有： 單四拍：ABCD 雙四拍：ABBCCDDA 單雙八拍：ABBBCCCDDDAA 雙八拍：ABABCBCBCDCDCDADADAB 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)各繞組按一定方式輪流加電，需要一個(gè)脈沖循環(huán)分配器。脈沖循環(huán)分配器硬件電路軟件方法控制字法循環(huán)查表法循環(huán)查表法：是將各繞組加電順序的控制代碼制成一張表-步進(jìn)電機(jī)相序表，存放在內(nèi)存區(qū)，再設(shè)置一個(gè)地址指針。相序表的建立，要考慮兩個(gè)因素： 應(yīng)根據(jù)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行方式的要求 步進(jìn)電機(jī)的各相繞組與數(shù)據(jù)線連接的對(duì)應(yīng)關(guān)系表7.1 相序表 繞組與數(shù)據(jù)線的連線運(yùn)行方式相序表方

15、向DCBA雙八拍加電代碼地址單元正向反向D7D6D5D4D3D2D1D000000101AB05H400H00010101ABC15H401H00010100BC14H402H01010100BCD54H403H01010000CD50H404H01010001CDA51H405H01000001DA41H406H01000101DAB45H407H（3）步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行速度的控制-軟件延時(shí)法控制步進(jìn)電機(jī)速度有兩個(gè)途徑： 用硬件改變輸入脈沖的頻率，通過對(duì)定時(shí)器 （如：8253）定時(shí)常數(shù)的設(shè)定，使其升頻、 降頻或恒頻。 用軟件延時(shí)或調(diào)用延時(shí)子程序。 （4）步進(jìn)電機(jī)的硬件驅(qū)動(dòng) 步進(jìn)電機(jī)在系統(tǒng)中是一種執(zhí)

16、行元件，都要帶負(fù)載，因此需要功率驅(qū)動(dòng)。在電子儀器和設(shè)備中，一般所需功率較小，常采用達(dá)林頓復(fù)合管作功率驅(qū)動(dòng)。圖7.8 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理圖2.設(shè)計(jì) 包括硬件電路與軟件編程兩部分。（1）硬件設(shè)計(jì) 步進(jìn)電機(jī)接口的硬件部分主要是提供輸送相序代碼的并行數(shù)據(jù)線（8根），以及保護(hù)電機(jī)繞組的器件（反向二極管）。（2）軟件設(shè)計(jì)圖7.9 步進(jìn)電機(jī)控制接口原理圖相關(guān)的程序MOVDX，303H；初始化82C55AMOVAL，81HOUTDX，ALMOVAL，09H；關(guān)閉74LS373（保護(hù)步進(jìn)電機(jī)）OUTDX，ALL：MOVDX，302H；檢測(cè)開關(guān)SW2是否按下INAL，DXANDAL，01HJNZL；沒有按下，等待MOVDX，303H；已按下則啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，；并打開74LS373MOVAL，08HOUTDX，ALRELOAD:MOVSI，OFFSET PSTA；設(shè)置相序表指正 MOVCX，8；設(shè)置循環(huán)次數(shù)LOP: MOVDX，300H；送相序代碼 MOVAL，SI OUTDX，AL MOVBX，0FFFFH