1、第十一章 并行接口芯片8255A 11.1 8255A的內(nèi)部結構 11.2 8255A的工作方式簡介 11. 3 8255A控制字與初始化編程 11. 4 8255A工作方式與時序 11.1 8255A的內(nèi)部結構數(shù)據(jù)總線緩沖器A組A口A組C口上半部A組控制B組C口下半部B組B口B組控制PA7PA0PC7PC4PB7PB0PC3PC0讀/寫控制WRA1A0RESETCS內(nèi)部總線8CPUDBRD24根端口數(shù)據(jù)線 接外設 PA7PA0為A口數(shù)據(jù)線 PB7PB0為B口數(shù)據(jù)線 PC7PC0為C口數(shù)據(jù)線 8255A的外部引腳8255A為雙列直插式,40引腳8根系統(tǒng)數(shù)據(jù)線 接CPU D7D06根輸入控制線

2、RESET：復位信號，RESET=1時，8255內(nèi)部復位，所有內(nèi)部 寄存器清零，A、B、C三個端口自動為輸入口 CS：片選信號，CS=0時，該芯片被選中 RD：來自CPU的I/O讀命令 WR：來自CPU的I/O寫命令 A1、A0：通常接CPU的地址線A1、A0 電源線：+5V，地線如果系統(tǒng)產(chǎn)生片選信號的譯碼電路如圖，則：AENA9A8A7A6A5A4A3A2A1A0IORIOWCSA1A0RDWR8255AA數(shù)據(jù)口地址=60HB數(shù)據(jù)口地址=61HC數(shù)據(jù)口地址=62H控制 口地址=63H控制口寄存初始化命令字端口：接口電路中能和CPU直接交換信息的寄存器 8255A有4個端口寄存器 8255A的

3、端口編址注意: 對控制寄存器不能進行讀操作CS A1 A0 WR RD完成0 0 0 0 1CPU數(shù)據(jù)A口數(shù)據(jù)寄存器0 0 1 0 1CPU數(shù)據(jù)B口數(shù)據(jù)寄存器0 1 0 0 1CPU數(shù)據(jù)C口數(shù)據(jù)寄存器0 1 1 0 1CPU送來的命令字控制寄存器0 0 0 1 0讀A口數(shù)據(jù)CPU0 0 1 1 0讀B口數(shù)據(jù)CPU0 1 0 1 0讀C口數(shù)據(jù)CPUA口可工作在方式0、1、2B口可工作在方式0、1C口可工作在方式0 工作方式適用于端口方式0： 基本型入/出 A口、B口、C口方式1： 選通型入/出 A口、B口方式2： 雙向傳輸 A口 11.2 8255A的工作方式簡介什么是基本型輸入?(以B口為例)

4、當B口定義為基本型輸入時,它相當于一個輸入緩沖器,對B口執(zhí)行一條IN指令,就把輸入數(shù)據(jù)CPU對B口執(zhí)行一條IN指令打開控制門PB7PB0至CPUD7D0什么是基本型輸出？(以A口為例)當A口定義為基本型輸出時,它為一個輸出鎖存器CPU對A口執(zhí)行一條OUT指令把數(shù)據(jù)鎖存在端口總之：基本型輸入/出時，8255和外設之間沒有聯(lián)絡信號對A口執(zhí)行一條OUT指令鎖存數(shù)據(jù)DQCPPA7PA0CPUD7D0DQCP什么是選通型輸入？（以A口為例）A口定義為選通型輸入時，端口和外設之間有兩類信號線 數(shù)據(jù)線PA7PA0 聯(lián)絡線IBFA、STBAIBF（Input Buffer Full）輸入緩沖器滿狀態(tài)線輸入設備

5、PA70IBFASTBA8255A口STB（Strobe）選通信號輸入 IBF=1，通知外設輸入緩沖器已滿，請不要再送數(shù)據(jù)只有在IBF=1時,CPU才能從A口或者B口讀取數(shù)據(jù)只有在IBF=0時,外設才能寫入數(shù)據(jù) 當外設把數(shù)據(jù)放在端口線上時必須伴隨一個選通信號。 當STB = 時完成數(shù)據(jù)鎖存。 端口收到數(shù)據(jù)后，使IBF=1。輸入設備PA70IBFASTBA8255A口什么是選通型輸出?（以B口為例）當端口定義為選通型輸出時，端口與外設之間也有兩類信號 數(shù)據(jù)線PB7PB0 聯(lián)絡線OBFB、ACKBOBF(Output Buffer Full)輸出緩沖器滿狀態(tài)線ACK(Acknowledge)確認應

6、答輸出設備PB70OBFBACKB8255B口輸出設備PB70OBFBACKB8255B口CPU對B口執(zhí)行OUT指令,把一個數(shù)8255 OBFB= ,通知外設輸出緩沖器已滿(即數(shù)據(jù)線上信息可用了)外設取走數(shù)據(jù)之后,使ACKB= , 使OBF=1。OBF=1，通知外設輸出緩沖器已空，CPU可以輸出下一個數(shù)據(jù)。OBF=0，CPU已經(jīng)將輸出數(shù)據(jù)寫入指定的端口數(shù)據(jù)寄存器中1. 8255控制字8255有2個控制字：（1）方式選擇控制字（2） C口按位置0/置1命令字控制字必須寫入控制口才能有效 11.3 8255A控制字與初始化編程D61D5D3D1D0D2D4C口PC3PC01=輸入0=輸出B組B口1

7、=輸入0=輸出方式選擇0=方式01=方式1C口PC7PC41=輸入0=輸出A組A口1=輸入0=輸出方式選擇00=方式001=方式11X=方式2 方式選擇控制字A口工作在方式1、方式2，B口工作在方式1時，D3、D0只能定義部分PC線的入/出A口工作在方式2時，D4不起作用C口上、下半部可以選擇不同的入/出（都是方式0）注意： C口按位置0/1命令字注意：C口按位置0/1命令字必須寫入控制口X0XD3D1D0D2XD3D2D1位選擇0 0 0PC00 0 1PC10 1 0PC20 1 1PC31 0 0PC41 0 1PC51 1 0PC61 1 1PC7D0功能1PCX置10PCX置0 根據(jù)

8、需要：把C口置0/置1命令字控制口，目的是禁止/允許某一口提中斷2. 8255A初始化編程步驟 方式選擇命令字控制口，目的選擇某一口的工作方式例：要求置A口為方式0輸出，B口為方式0輸入，PC74為輸出，PC30為輸入MOV AL，83HOUT 控口地址，AL解：方式選擇命令字A口方式0A口輸出B口方式0B口輸入PC74為輸出PC30為輸入01001100一、 方式0與時序數(shù)據(jù)有效tARtIR端口數(shù)據(jù)有效tHRtRAtRDtDFtRRRD輸入CS,A1,A0D7D0方式0 輸入時序 11.4 8255A工作方式與時序數(shù)據(jù)有效tAWtDW數(shù)據(jù)有效tWDtWAtWBtWWWR輸出（端口輸出）CS,

9、A1,A0D7D0（CPU輸出數(shù)據(jù)）方式0 輸出時序二、 方式1輸入（選通型輸入）及時序1 0 1 1 1/0 X X XA口方式11=PC7、6為入線0=PC7、6為出線方式選擇命令字輸入PC4PC5PC3INTEAPC76PA70空閑STBAIBFAINTRAA口選通型輸入注意：只有A口和B口可以工作在 方式1，C口不能工作在方式1。1. A口方式1輸入的預置當方式字=B0H寫入控制口之后，A口即工作在選通型輸入，PC7、PC6空閑，輸出線？輸入線？受方式字D3控制PA7PA0即為輸入線PC4自動定義為入線，稱為STBAPC5自動定義為出線，稱為IBFAPC3自動定義為出線，稱為INTRA

10、它們是輸出線？輸入線？不再受方式字D3、D0控制此時：PC4PC5PC3INTEAPC76PA70空閑STBAIBFAINTRAA口選通型輸入二、 方式1輸入（選通型輸入）及時序1 0 1 1 1/0 X X XA口方式11=PC7、6為入線0=PC7、6為出線方式選擇命令字輸入 當INTEA=1之后，若IBFA=1，則A口提出中斷請求2. A口方式1輸入時，A口的中斷管理用C口置0/置1命令字使PC4=1， 則INTEA=1，允許A口中斷用C口置0/置1命令字使PC4=0，則INTEA=0，禁止A口中斷 INTEA為A口的中斷允許觸發(fā)器，當A口定義為方式1輸入時： 注意：中斷允許觸發(fā)器只能受

11、CPU控制，外設信號STBA不能使其置0/1PC4PC5PC3INTEAPC76PA70空閑STBAIBFAINTRAA口選通型輸入1 X X X X 1 1 XB口方式1輸入方式選擇命令字PC2PC1PC0INTEBPB70STBBIBFBINTRBB口選通型輸入3. B口方式1輸入的預置當方式字=86H寫入控制口之后，B口即工作在選通型輸入，PB7PB0即為輸入線PC2自動定義為入線，稱為STBBPC1自動定義為出線，稱為IBFBPC0自動定義為出線，稱為INTRB輸出線？輸入線？不再受方式字D0控制此時：STBBPC2PC1PC0INTEBPB70B口選通型輸入IBFBINTRB1 X

12、X X X 1 1 XB口方式1輸入方式選擇命令字4. B口方式1輸入時的中斷管理 INTEB=1之后，若IBFB=1，則INTRB=1，B口可提出中斷請求 INTEB為B口的中斷允許觸發(fā)器，當B口工作在方式1輸入時：用C口置0/1命令字使PC2=1，則INTEB=1，允許B口中斷;用C口置0/1命令字使PC2=0，則INTEB=0，禁止B口中斷 注意：中斷允許觸發(fā)器INTEB受CPU控制，外設信號STBB不能使INTEB置0/1STBBPC2PC1PC0INTEBPB70B口選通型輸入IBFBINTRB5. 方式1輸入的時序圖方式1 輸入時序tSITtSIBtRITtRIBtPStPHtST

13、STBIBFINTRRD來自外設的輸入數(shù)據(jù)方式1輸入操作是由STB=引發(fā)的，STB =后： 外設數(shù)據(jù)8255, IBF=STBIBFINTRRD來自外設的輸入數(shù)據(jù) 滿足下列條件，提中斷請求： STB信號結束（STB脈寬可以很寬） IBF=1，（外設數(shù)據(jù)確已鎖存） INTE=1（中斷允許觸發(fā)器置1）STBIBFINTRRD來自外設的輸入數(shù)據(jù) 服務程序執(zhí)行IN指令之后： RD信號前沿使INTR= ，后沿使IBF=0 從而結束一次數(shù)據(jù)輸入過程STBIBFINTRRD來自外設的輸入數(shù)據(jù)6. 方式1輸入時，CPU8255信息交換的方式 可以用中斷方式 可以用查詢方式，輸入查詢應查詢IBF，不應該查詢ST

14、B！STB脈沖是外設送來，它最小可小到500ns，而在500ns的時間內(nèi)正好運行CPU的查詢指令是不可能的PC6PC7PC3INTEAPC4、5PA70空閑ACKAOBFAINTRAA口選通型輸出1. A口方式1輸出的預置當方式字=A0H寫入控制口之后，A口即工作在選通型輸出方式，PC4、PC5空閑，出？入？受方式字D3控制PA70為輸出線PC6自動定義為入線，稱ACKAPC7自動定義為出線，稱OBFAPC3自動定義為出線，稱INTRA輸出？輸入？不再受方式字D3、D0控制此時：1 0 1 0 1/0 X X XA口方式1輸出方式選擇命令字三、 方式1輸出(選通型輸出)及時序2. 方式1輸出時

15、A口的中斷管理 INTEA為A口的中斷允許觸發(fā)器，當A口定義為方式1 輸出時：用C口置0/置1命令字使PC6置1，則INTEA=1，允許A口中斷用C口置0/置1命令字使PC6置0，則INTEA=0，禁止A口中斷 當INTEA=1之后，若OBFA=1，則A口提中斷 INTEA只能受CPU控制，外設ACKA信號不能改變其狀態(tài)PC6PC7PC3INTEAPC4、5PA70空閑ACKAOBFAINTRAA口選通型輸出OBFBPC2PC1PC0INTEBPB70B口選通型輸出ACKBINTRB3. 口方式輸出的設置當方式字=84H控制口之后，B口即工作在選通型輸出方式，入線？出線？不再受方式字D0控制P

16、B7PB0定義為輸出線PC2自動定義為入線，稱為ACKBPC1自動定義為出線，稱為OBFBPC0自動定義為出線，稱為INTRB此時：1 X X X X 1 0 XB口方式1輸出方式選擇命令字4. 方式1輸出時，B口的中斷管理 INTEB為B口的中斷允許觸發(fā)器,當B口工作在方式1輸出時：用C口置0/1命令字使PC2=1，則INTEB=1，允許B口中斷用C口置0/1命令字使PC2=0，則INTEB=0，禁止B口中斷 INTEB置1后，OBFB=1，則INTRB=1，B口提出中斷 同樣，ACKB不能改變INTEB的狀態(tài)，它只受CPU控制OBFBPC2PC1PC0INTEBPB70B口選通型輸出ACK

17、BINTRB5. 方式1輸出的時序圖方式1 輸出時序tAXtWOBtAOBtAITtWBtWITOBFINTRWR輸出ACK方式1輸出時 CPU針對8255數(shù)據(jù)口執(zhí)行OUT指令 WR信號結束后，數(shù)據(jù)出現(xiàn)在外設數(shù)據(jù)線上OBF有效（向外設通報其數(shù)據(jù)線信息可用）使INTR無效，撤銷中斷請求OBFINTRWR輸出ACK 外設取走數(shù)據(jù)后，發(fā)來ACK，ACK信號前沿使OBF無效，后沿提中斷。OBFINTRWR輸出ACK工作在方式1輸出時端口提中斷的條件： 外設發(fā)出ACK信號且使OBF=1 中斷允許觸發(fā)器置1OBFINTRWR輸出ACK6. 方式1輸出時，CPU8255交換信息的方式 中斷方式 查詢方式：查

18、詢OBF，當OBF=1（不滿）時可送下一個數(shù)據(jù)四、 8255的雙向方式只有A口可以工作在雙向方式當A口工作在雙向方式時，B口可以工作在基本型I/O（不需要聯(lián)絡線），也可以工作在選通型I/O（使用PC0、1、2做聯(lián)絡線）00B口方式0輸出01B口方式0輸入10B口方式1輸出11B口方式1輸入1.雙向方式的設置PC7PC6PC3INTE1PC20PA70PC4PC5空閑INTRAACKAOBFAIBFASTBAINTE2方式選擇命令字1 1 X X X D2 D1 D0A口雙向1=PC20為入線0=PC20為出線A口定義為雙向方式之后：PA70是雙向的數(shù)據(jù)線，可以分時完成數(shù)據(jù)輸入/出PC3自動定義

19、為出線：INTRAPC7自動定義為出線：OBFAPC6自動定義為入線：ACKAPC4自動定義為入線：STBAPC5自動定義為出線：IBFAPC20空閑入/出線？不再受方式字D3、D0的控制IBFA、STBA是雙向方式中的一對輸入聯(lián)絡線OBFA、ACKA是雙向方式中的一對輸出聯(lián)絡線數(shù)據(jù)輸入過程,數(shù)據(jù)輸出過程與方式1類似PC7PC6PC3INTE1PC20PA70PC4PC5空閑INTRAACKAOBFAIBFASTBAINTE22. A口雙向方式的中斷管理 INTE1為雙向方式中的輸出中斷允許觸發(fā)器用C口置0/1命令字使PC6置0，則INTE1=0 用C口置0/1命令字使PC6置1，則INTE1

20、=1INTE1置1后，若OBFA=1，則INTRA=1，提出中斷請求A口定義為雙向方式之后： INTE2為雙向方式中的輸入中斷允許觸發(fā)器用C口置0/1命令字使PC4置0，則INTE2=0用C口置0/1命令字使PC4置1，則INTE2=1INTE2置1后，若IBFA=1，則INTRA=1，提出中斷請求PC7PC6PC3INTE1PC20PA70PC4PC5空閑INTRAACKAOBFAIBFASTBAINTE2INTE1：雙向方式中的輸出中斷允許觸發(fā)器INTE2：雙向方式中的輸入中斷允許觸發(fā)器 在IBFA=0表示輸入緩沖器空閑，輸入設備把數(shù)據(jù)PA70，隨后使STBA= ，完成數(shù)據(jù)輸入，在INTE

21、2=1的前提下向CPU提中斷CPU響應后對A口執(zhí)行IN指令取走數(shù)據(jù)CPU。輸入：IBFA、STBA是雙向方式中的一對輸入聯(lián)絡線OBFA、ACKA是雙向方式中的一對輸出聯(lián)絡線 CPU對A口執(zhí)行OUT指令，數(shù)據(jù)寫入A口。OBFA=0表示PA70有數(shù)據(jù)了。外設取走數(shù)據(jù)后，向ACKA送 。在INTE1=1的前提下向CPU提出中斷 CPU響應后再次執(zhí)行OUT指令又送一個新的數(shù)據(jù)A口。輸出： 方式0的特點：8255和外設交換信息時，不需要聯(lián)絡線;方式1、2的特點：8255和外設交換信息時，需要聯(lián)絡線五、 8255小結1. 8255工作方式 A口可以工作在方式0、1、2，B口可以工作在方式0、1，不能工作在

22、方式2，C口可以工作在方式0 C口分為PC74、PC30二部分，但程序員對C口的讀寫是按字節(jié)操作的 A口工作在方式2時，B口只能工作在方式0、1（限制：CPU只能用查詢而不能用中斷和B口交換數(shù)據(jù)） 數(shù)據(jù)口工作在方式1、2時，CPU用：(a) 查詢方式：輸入查詢測試IBF，輸出查詢測試OBF2. CPU與8255交換信息的方式 數(shù)據(jù)口工作在方式0時，CPU采用無條件傳送(b) 中斷方式：由于外擴8255本身不能向CPU回送中斷向量，所以必須用8259管理。在系統(tǒng)外擴8255時，8255的INTR應接到系統(tǒng)機從8259的IR1，作為用戶中斷來處理3. 中斷允許觸發(fā)器的置0、置1對程序員來講：工作在

23、方式1、方式2時，8255內(nèi)部有4個中斷允許觸發(fā)器，用“C口專用的置0/1命令字”可以使它們置0/1A口方式1入A口方式1出B口方式1入B口方式1出A口雙向INTEAPC4PC6INTEBPC2PC2INTE1PC6INTE2PC4方式控制位中斷允許觸發(fā)器如：A口工作在方式1入時，執(zhí)行：MOV AL，00001001BOUT 8255控制口，AL；即可使INTEA置1，允許中斷4. 8255的初始化編程工作在方式0時： 方式選擇命令字控制口 工作在方式1、2時：a) 方式選擇命令字控制口b) 允許中斷（或禁止中斷）的命令字控制口六、 8255應用舉例 例：設系統(tǒng)機外擴了一片8255、以及相應的

24、實驗電路,如后頁圖所示。要求:先預置開關K3K1為一組狀態(tài),然后按下自復按鈕K產(chǎn)生一個負脈沖信號輸入到PC4。用發(fā)光二極管LEDi亮來顯示K3K1的狀態(tài)。主機鍵盤有任意鍵按下時結束演示。K3 K2 K1000 時,LED1 亮 K3 K2 K1001 時,LED2 亮K3 K2 K1010 時,LED3 亮 K3 K2 K1011 時,LED4 亮K3 K2 K1100 時,LED5 亮 K3 K2 K1101 時,LED6 亮K3 K2 K1110 時,LED7 亮K3 K2 K1111 時,LED8 亮K3K1閉合為0,斷開為1。 要求:實驗電路圖（教材P347）D7D0D7D05VRES

25、ETIORIOWRDWR口地址譯碼218H21FHA1A1A0A082555VLED8LED7LED1PB7PB6PB0PA2PA1PA0K3K2K15V單脈沖發(fā)生器PC4KPC5IBFAINTRAPC3INTEACSSTBAA口: 218H, 21CHB口: 219H, 21DHC口: 21AH, 21EH控口:21BH, 21FH 端口地址設計思路D7D0D7D05VRESETIORIOWRDWR口地址譯碼218H21FHA1A1A0A082555VLED8LED7LED1PB7PB6PB0PA2PA1PA0K3K2K15V單脈沖發(fā)生器PC4KPC5IBFAINTRAPC3INTEACSS

26、TBAD7D0D7D05VRESETIORIOWRDWR口地址譯碼218H21FHA1A1A0A082555VLED8LED7LED1PB7PB6PB0PA2PA1PA0K3K2K15V單脈沖發(fā)生器PC4KPC5IBFAINTRAPC3INTEACSSTBA 8255工作方式的選擇B口應為基本型輸出A口應為選通型輸入設計思路D7D0D7D05VRESETIORIOWRDWR口地址譯碼218H21FHA1A1A0A082555VLED8LED7LED1PB7PB6PB0PA2PA1PA0K3K2K15V單脈沖發(fā)生器PC4KPC5IBFAINTRAPC3INTEACSSTBA 8255和CPU交換

27、信息的方式設計思路CPU8255B口用無條件輸出D7D0RESETRDWRA1A082555VLED8LED7LED1PB7PB6PB0PA2PA1PA0K3K2K15V單脈沖發(fā)生器PC4KPC5IBFAINTRAPC3INTEACSSTBA設計思路 CPU8255A口交換信息解法1：查詢方式，當PC5=1時，表示K3K2K1的值已寫入A口了解法2：中斷方式，PC3接系統(tǒng)從8259 IR1，按用戶中斷處理A口禁止中斷命令字0 X X X 1 0 0 0=08H 用查詢方式編程：方式選擇命令字：1 0 1 1 X 0 0 X=B0HA口方式1A口輸入B口方式0B口輸出B口方式0輸出，A口選通型輸

28、入查詢查詢方式程序清單 .486DATA SEGMENTMESG DB 8255A READY.,0DH,0AH,$TAB DB 11111110B DB 11111101B DB 11111011B DB 11110111B DB 11101111B DB 11011111B DB 10111111B DB 01111111BDATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATABEG: MOV AX,DATA MOV DS,AX控制8個LED根據(jù)開關組合發(fā)光 CALL I8255A ;8255A初始化 MOV AH,9 MOV DX,OFFSET MESG

29、 INT 21H ;給出操作提示SCAN: MOV AH,1 INT 16H ;有鍵入 ? JNZ RETURN ;有 MOV DX,21AH IN AL,DX ;讀8255A C口 TEST AL,00100000B ;PC5=1 ? JZ SCAN ;NO MOV DX,218H IN AL,DX ;讀8255A A口 AND AL,07H ;保留低3位為開關組合 MOV BX,OFFSET TAB XLAT TAB ;查表,AL=B口輸出數(shù)據(jù)程序結束出口 MOV DX,219H OUT DX,AL ;表項輸出到B口 JMP SCANRETURN: MOV AH,4CH INT 21H ;

30、返回 DOSI8255A PROC MOV DX,21BH MOV AL,0B0H OUT DX,AL ;寫入工作方式字 MOV AL,08H OUT DX,AL ;令PC4=0 （INTE A =0） MOV DX,219H MOV AL,0FFH OUT DX,AL ;熄滅LED RETI8255A ENDPCODE ENDS END BEG 只對本示例有效 用中斷方式編程A口允許中斷命令字0 X X X 1 0 0 1=09H把實驗電路8255PC3接ISA總線B4端子以便向系統(tǒng)機提出用戶中斷請求B口方式0輸出，A口方式1輸入，中斷方式方式選擇命令字：1 0 1 1 X 0 0 X=B0

31、HA口方式1輸入B口方式0輸出中斷方式程序清單 .486DATA SEGMENTMESG DB 8255A READY.,0DH,0AH,$TAB DB 11111110B DB 11111101B DB 11111011B DB 11110111B DB 11101111B DB 11011111B DB 10111111B DB 01111111BDATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATABEG: MOV AX,DATA MOV DS,AX CLI CALL I8255A ;8255A初始化 CALL WRITE0A ;置換0AH型中斷向量 CALL I8259 ;開放用戶中斷 MOV AH,9 MOV DX,OFFSET MESG INT 21H ;給出操作提示 STI ;開中斷SCAN: MOV AH,1 INT 16H ;有鍵入 ? JZ SCAN ;無轉 IN AL,0A1H OR AL,000000010B O