1、6.1 可編程并行接口芯片8255A,第六章 可編程接口芯片,6.1 可編程并行接口芯片8255A,一、并行通信與并行接口,并行通信就是把一個字符的各數(shù)位用幾條數(shù)據(jù)線同時進行傳送，通常每次傳送8位或16位數(shù)據(jù)。這種方式和串行通信相比，在同樣的傳輸率下，信息傳輸速度快，但是傳送距離較近。 實現(xiàn)并行通信的接口稱為并行接口。并行接口能從微處理機或外設接收數(shù)據(jù)，需要時發(fā)送出去，因此在信息傳送過程中，并行接口起著鎖存或緩沖作用。并行接口分為可編程和不可編程兩種類型。可編程是指接口在工作前必須由CPU用輸出指令（OUT指令）對它編程，規(guī)定其工作方式，此編程過程稱為初始化。,二、8255A內(nèi)部結構及引腳功能

2、,18255A內(nèi)部結構,8255A的內(nèi)部結構如圖所示，它由數(shù)據(jù)總線緩沖器，數(shù)據(jù)端口A、B、C，A組控制和B組控制，讀/寫控制邏輯四部分組成。,(1) 數(shù)據(jù)總線緩沖器,數(shù)據(jù)總線緩沖器是一個雙向三態(tài)的8位數(shù)據(jù)緩沖器，8255A通過它與系統(tǒng)總線相連。輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)、CPU 發(fā)給8255A的控制字都是通過這個緩沖器進行的。,8255A芯片內(nèi)部包含三個8位數(shù)據(jù)端口 (A口、B口、C口), 共24條I/O線 (PA0PA7, PB0PB7, PC0PC7) 。 端口A對應一個8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器和一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器。用端口A作為輸入或輸出時，數(shù)據(jù)均受到鎖存。 端口B和端口C均對應一個8位輸入

3、緩沖器和一個8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器。 使用中，端口A和端口B作為獨立的輸入端口和輸出端口，端口C配合端口A和B的工作。端口C常通過控制命令被分成兩個4位端口，分別用來為端口A和B提供控制信號和狀態(tài)信號。,(2) 并行輸入/輸出端口PA、PB、PC,這兩組控制電路一方面接收CPU發(fā)來的控制字并決定8255A的工作方式；另一方面接收來自讀/寫控制邏輯電路的讀/寫命令，完成接口的讀/寫操作。 A組控制電路控制端口A和端口C的高4位的工作方式和讀/寫操作。 B組控制電路控制端口B和端口C的低4位的工作方式和讀/寫操作。,(3) A組控制和B組控制,讀/寫控制邏輯負責管理8255A的數(shù)據(jù)傳輸過程。它

4、接收譯碼電路的CS*和來自地址總線的A1，A0信號，以及控制總線的RESET, RD*, WR*信號，將這些信號進行組合后，得到對A組控制部件和B組控制部件的控制命令，并將命令發(fā)給這兩個部件，以完成對數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息的傳輸。,(4) 讀/寫控制邏輯,2. 8255A的芯片引腳信號,除電源和地以外，8255A的芯片引腳信號可分為兩組：,(1) 和外設一邊相連的信號,PA7PA0：A端口數(shù)據(jù)信號 PB7PB0：B端口數(shù)據(jù)信號 PC7PC0：C端口數(shù)據(jù)信號,RESET: 復位信號，高電平有效。當RESET信號到來，所有內(nèi)部寄存器都被清除，同時，3個數(shù)據(jù)端口被自動設為輸出端口 D7D0:

5、8255A的數(shù)據(jù)線，和系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連 CS*: 芯片選擇信號，低電平有效。CS*有效時，RD*和WR*才對8255A有效 RD*: 讀出信號，低電平有效。有效時，CPU可從8255A中讀取輸入數(shù)據(jù) WR*: 寫入信號，低電平有效。有效時，CPU可往8255A中寫入控制字和數(shù)據(jù) A1、A0: 端口選擇信號，分別與地址線A1和A0相連。A1A0=00，選中端口A；A1A0=01，選中端口B； A1A0=10，選中端口C；A1A0=11，選中控制字寄存器,(2) 和CPU一邊相連的信號,8255A的操作方式,三、8255A工作方式,PA口可工作于方式0、方式1、方式2； PB口可工作于方式0、方式

6、1； PC口只能工作于方式0。,1. 方式0基本I/O方式,無條件傳輸方式。 在方式0下，每一個端口都作為基本的輸入或輸出口，端口C口的高4位和低4位以及端口A口、端口B都可獨立地設置為輸入口或輸出口。 CPU可以隨時對它們進行讀或?qū)憽Ｍㄟ^IN和OUT指令,2. 方式1選通I/O方式,有條件的數(shù)據(jù)傳輸，條件是有關（控制）信號有效。,方式1下三個端口分為A、B兩組，端口A、端口B仍作為輸入或輸出口，端口C分成兩部分，一部分作為端口A和端口B的聯(lián)絡信號，另一部分仍可作為基本的輸入輸出口。,8255A,外設,握手信號,應答式數(shù)據(jù)傳輸,分輸入、輸出兩種形式。,(1) 方式1輸入,STB*=0PC4 送

7、數(shù)據(jù)PA輸入鎖存器IBF=1, STB*=1CPU識別IBF有效，用IN使RD*=0，取走數(shù)據(jù)PC5將IBF=0, 準備接收新數(shù)據(jù),STB*和IBF是用問答的方式來傳輸數(shù)據(jù)的,信號說明：,STB*(Strobe)：選通輸入，低電平有效。該信號有效時，輸入數(shù)據(jù)被送入鎖存端口A或端口B的輸入鎖存器/緩沖器中。 IBF(Input Buffer Full)：輸入緩沖器滿。當外設把數(shù)據(jù)寫入端口，IBF變?yōu)?。 INTR：中斷請求信號，高電平有效。當IBF變?yōu)?且INTE=1時，INTR變?yōu)楦唠娖健．擟PU取數(shù)據(jù)，RD*的下降沿使INTR復位，上升沿又使IBF復位 。 INTE：中斷允許信號。端口A用P

8、C4的置位/復位控制，端口B用PC2的置位/復位控制。,CPU通過什么方式可知外設有數(shù)據(jù)要送入端口？ a.查詢；b.中斷,(2) 方式1輸出,ACK*和OBF*是用問答的方式來傳輸數(shù)據(jù)的,信號說明：,OBF*（Out Buffer Full）：輸出緩沖器滿。當CPU將數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)端口，/OBF變0，通知外設可讀取。 ACK*(Acknowledge)：外設的響應信號。由外設發(fā)給8255A，有效時，表示外設已取走8255A的端口數(shù)據(jù)。 8255A收到/ACK后/OBF變?yōu)?，且“可能”產(chǎn)生中斷。 INTR：中斷請求信號，高電平有效。當收到ACK*，中斷允許INTE=1時，INTR變?yōu)楦唠娖?。I

9、NTR信號可作為CPU的查詢信號，或作為向CPU發(fā)出中斷請求的信號。/WR的下降沿使INTR復位。 INTE：中斷允許信號。端口A用PC6的置位/復位控制，端口B用PC2的置位/復位控制。,3.方式2雙向I/O工作方式,8255A的方式2可使8255A與外設進行雙向通信，既能發(fā)送數(shù)據(jù)，又能接收數(shù)據(jù)?？刹捎貌樵兎绞胶椭袛喾绞竭M行傳輸。 方式2只適用于端口A ，端口C的PC7PC3配合端口A的傳輸，其聯(lián)絡信號如圖所示。,8255A方式2的控制信號和時序 ：,四、8255A控制字,1. 工作方式控制字,2. 置位/復位控制字,例1：設某8086系統(tǒng)中有兩片8255A芯片，由74LS138譯碼器產(chǎn)生兩

10、個芯片的片選信號，如圖所示。要求：第1片（J1）8255A的A口工作在方式1輸入，B口工作在方式1輸入，C口高4位輸出，C口低4位輸入；第2片（J2）8255A的A口工作為方式0輸出，B口為方式1輸入，C口高4位輸入，C口低4位輸出。 （1）試分別指出兩片8255A芯片的端口地址； （2）試分別寫出兩片8255A芯片的方式控制字； （3）試分別寫出兩片8255A芯片的初始化程序。,A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 0 0 1 0 0（90H、92H、94H、96H） 1 0 0 0 1 0（88H、8AH、8CH、8EH）,J2: MOV AL, 8EH OUT 8EH, A

11、L,J1: MOV AL, 0B7H OUT 96H, AL,例2：在機床計算機數(shù)控系統(tǒng)中，機床開關量的輸入/輸出電路是系統(tǒng)硬件的重要組成部分。下圖為使用8255A作為機床開關量輸入/輸出接口的示意圖。,由圖中連接關系可見，若設圖中未標出的地址信號均為“0”，則8255A的各端口地址分別為： 100H、102H、104H和106H。在對機床開關量的輸入和輸出過程中，多采用無條件傳送方式，即圖中所示的8255A工作在方式0。若設端口A輸入，端口B和端口C輸出，則其方式選擇控制字為90H，其初始化程序為： MOV DX，106H MOV AL，90H OUT DX，AL,例3：如圖所示，8255

12、A的PA0 PA7端口接有開關K，端口PB0 PB7接有8支LED發(fā)光管。已知端口A和B均在方式0下工作，根據(jù)取入開關狀態(tài)，控制LED燈的顯示。要求確定8255A的各端口地址，寫出控制字，編制根據(jù)開關K狀態(tài)控制燈亮滅的程序（K全閉合，8支燈亮；而有1個或1個以上K斷開時，8支燈滅）。,根據(jù)要求可確定端口A為方式0下輸入，端口B為方式0下輸出，端口C未用可定義為方式0輸出。 則工作方式控制字：1 0 0 1 0 0 0 0 90H,根據(jù)電路連接，可確定8255 A的端口地址分別為84H、85H、86H和87H。,由圖可見，開關K斷開時，PA0PA7取入信號為高電平；開關K閉合時，PA0PA7取入信號為低電平。為使8支LED燈亮，需從端口B送出高電平信號，否則需