1、第7章 并行接口,7.1 并行接口的特點,CPU與外部設(shè)備的信息交換稱為通信，若數(shù)據(jù)的各位是同時傳送的，則稱為并行通信。,為CPU與外設(shè)采用并行通信的示意圖,一、并行接口的功能,一般而言，一個并行接口電路應具有以下 三方面的功能：,1. 實現(xiàn)與系統(tǒng)總線的連接，提供數(shù)據(jù)的輸入與輸出功能，這是并行接口電路最基本的功能。,2. 實現(xiàn)與I/O設(shè)備的連接，具有與I/O設(shè)備進行應答的同步機構(gòu)，保證有效地進行數(shù)據(jù)的收發(fā)。,3. 有中斷請求與處理功能，使得數(shù)據(jù)的輸入輸出可以采用中斷的方法來實現(xiàn)，這一功能對于需要采用中斷傳輸?shù)腎/O是必需的。,二、并行接口的外部信號,并行接口電路的外部信號可分成兩部分：與I/O

2、設(shè)備相連的接口信號以及與CPU相連的接口信號。,1.與I/O設(shè)備的接口信號,(1)數(shù)據(jù)信息，用于實現(xiàn)接口電路與I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)交換；,(2)控制信息，用于接口電路向I/O設(shè)備提供控制信號；,(3)狀態(tài)信息，用于接口電路接收I/O設(shè)備提供的狀態(tài)信號。,2.與CPU的接口信號,(1)數(shù)據(jù)信號，用于接口電路與CPU進行數(shù)據(jù)交換；,(2)地址線及地址譯碼信號，用于選擇不同的接口電路以及接口電路內(nèi)部不同的寄存器；,(3)讀寫控制信號，用于確定CPU當前對接口電路的操作性質(zhì)是讀還是寫；,(4)中斷應答信號，用于實現(xiàn)中斷請求和中斷響應操作。,三.并行接口的特點,(1)在多根數(shù)據(jù)線上以字節(jié)為單位與IO設(shè)備或被

3、控對象傳送信息,(2)在并行接口中,除了少數(shù)場合(如采用245,373等無條件傳送)之外,一般都要求接口與外設(shè)之間設(shè)置并行數(shù)據(jù)線的同時,至少還要設(shè)置兩根握手聯(lián)絡信號線,以便進行互鎖異步握手方式(即查詢方式)通信,(3)在并行接口中,8位(或16位)是一起傳輸?shù)?因此, 并口與外設(shè)交換數(shù)據(jù)時,即使只用到其中的1位,也是一次輸入/輸出8位(或16位),(4)并行傳送的信息,不要求固定的格式,而串行傳送的信息有數(shù)據(jù)格式的要求不同。,7.2 可編程并行接口8255A,一、8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部特性,(一)8255A的外部引腳,8255A的引腳,4 3 2 1 40,3718 251415 16 1

4、713121110,34,.,.,.,.,.,.,27,D7,D0,A0,A1,RESET,VCC,GND,9865,3536,8255APPI,數(shù)據(jù)總線,控制線,電源線,通道A,通道B,通道C,CPU接口,外設(shè)接口,.,.,.,PA7,PA0,.,.,.,PB7,PB0,.,.,.,PC7,PC0,(二)8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu),譯碼器,PA寄存器（8bit）,8個,讀 CWR為控制字寄存器地址,則：A口: 方式0輸入,B口: 方式1輸出,C口PC4PC7: 方式0輸出,C口PC0PC3: 方式1輸入,例：若把A口設(shè)定為方式1，輸出，C口上半部定為輸入；B口設(shè)定為方式0，輸入；C口下半部設(shè)定為輸

5、出。則方式選擇控制字應為：10101010B = AAH。,設(shè)控制口地址為303H，于是初始化的程序段為：,MOV DX，303H；8255A的控制口地址,MOV AL，0AAH ；控制字,OUT DX，AL；控制字寫入控制端口,2. 端口C的置位/復位控制字,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,位的置位/復位1=置位，0=復位,位 選 擇D3 D2 D1 通道C位,按位置位/復位控制標志0=有效,0 0 0 位0,0 0 1 位1,0 1 0 位2,0 1 1 位3,1 0 0 位4,1 0 1 位5,1 1 0 位6,1 1 1 位7,不使用設(shè)置為000,例如，可以用以下指令置

6、位PC3,MOV AL, 00000111B,OUT CWR, AL,可以用以下指令復位PC3,MOV AL, 00000110B,OUT CWR, AL,7.3 8255A的工作方式0及應用,1. 方式0 (基本的I/O方式)特點,(1) 方式0的功能,方式0是一種基本的I/O方式（外設(shè)數(shù)據(jù)直通方式）。三個端口的每一個都可由指令選擇作為輸入或輸出，沒有規(guī)定固定的用于應答式的聯(lián)絡信號。 一旦外設(shè)送出數(shù)據(jù)后，（稍經(jīng)過延遲t1R）就能直接流入8255輸入端口；CPU對8255輸出端口寫入數(shù)據(jù)后， （稍經(jīng)過延遲tWB）能直接流出到輸出線上。,(2) 方式控制字,A口、B口、C口上半部分，C口下半部分

7、的輸入、輸出共有16種不同的組合。,譯碼器,PA端口寄存器（8bit）,8個,讀 定義打印緩沖取，用來存放打印字符 START: MOV DX,303H ; 8255初始化 MOV AL,10000001B ；A口輸出，PC4-7輸出，PC0-3輸入 OUT DX,AL MOV AL,00001111B ;PC7設(shè)置1，產(chǎn)生/STB無效信號 OUT DX,AL MOV SI, offset BUF;設(shè)置打印緩沖區(qū)地址指針SI MOV CX, length BUF;設(shè)置打印字符個數(shù)寄存器CX L: MOV DX,302H ;查詢PC2=1?(即BUSY=1?) IN AL,DX AND AL,0

8、4H JNZ L ;是，表示忙，回L循環(huán)等待,MOV DX,300H ;將打印緩沖區(qū)當前字符送到PA口輸出 MOV AL,SI OUT DX,AL MOV DX,303H ;在PC7上軟件產(chǎn)生/STB負脈沖信號 MOV AL,00001110B OUT DX,AL NOP NOP MOV DX,00001111B OUT DX,AL INC SI ;修改打印機緩沖區(qū)地址指針 DEC CX ；字符個數(shù)寄存器減1 JNZ L ；沒有減到0 ，表示還有字符需要打印，繼續(xù)下一個,例2. 設(shè)計一個3*4矩陣鍵盤及其接口，使得計算機能夠通過掃描方法判斷是那個按鍵按下,分析： 矩陣鍵盤的按鍵排成n行m列，每

9、個按鍵占據(jù)行列的一個交叉點，需要的輸入輸出線為n+m，最大按鍵數(shù)為nm。顯然，在按鍵較多的應用場合，矩陣鍵盤可以減少與微機系統(tǒng)接口的連線，是一般微機常用的鍵盤結(jié)構(gòu)。,在掃描每一行時，讀列線，若讀得的結(jié)果為全“1”，說明沒有鍵按下，即尚未掃描到閉合鍵；若某一列為低電平，說明有鍵按下，而且行號和列號已經(jīng)確定。然后用同樣的方法，依次向列線掃描輸出，讀行線。如果兩次所得到的行號和列號分別相同，則鍵碼確定無疑，即得到閉合鍵的行列掃描碼。,（一）硬件設(shè)計 為一個34矩陣鍵盤及其接口電路。,圖,9,21 3,4,矩陣鍵盤的接口,PA,0,PB,0,PA,1,PA,2,PB,1,PB,2,PB,3,鍵,0,1

10、,2,3,5,6,7,4,9,0,A,0,B,8,行,0,行,1,行,3,+5,V,列,0,列,1,列,2,列,3,圖,9,21 3,4,矩陣鍵盤的接口,PA,0,PB,0,PA,1,PA,2,PB,1,PB,2,PB,3,鍵,0,1,2,3,5,6,7,4,9,0,A,0,B,8,圖9-2134矩陣鍵盤的接口,/CS A1 A0 D1-7 /RD /WR,XA1 XA0 XD0-7 /XIOR /XIOW,譯碼器 A0H-A3H,XA9-2,8255A,（二）軟件設(shè)計 右圖是實現(xiàn)鍵處理工作的程序流程。,設(shè)中8255A的端口地址為A0H（A口）、A1H（B口）、A2H（C口）和A3H（控制口）

11、，鍵處理的程序如下：,MOVAL，82H,OUT 0A3H，AL；8255A初始化，選擇方式0，A口為輸出，B口為輸入,MOVAL，0,OUT0A0H，AL；使各行線接地（為0電平）,LOP1: INAL，0A1H；讀列線狀態(tài),ANDAL，0FH；屏蔽無用位，保留列線位,CMP AL，0FH；有列線為0電平嗎？,JZLOP1；無，則繼續(xù)查列線狀態(tài)，等待鍵按下,；確定按鍵閉合，等待鍵按下,；識別按下的鍵,BEGIN: MOVBL，3；行數(shù)送BL,MOVBH，4；列數(shù)送BH,MOV AL，11111110B ；起始掃描碼，第一次使行線0接地,MOVCH，0FH；設(shè)置屏蔽碼,MOVCL，0FFH；取

12、鍵號初值為FFH,LOP2: OUT0A0H，AL；逐行掃描,ROLAL；修改掃描碼，準備掃描下一行,MOVAH，AL；掃描碼送AH保存,INAL，0A1H；讀列線數(shù)據(jù),ANDAL，CL；屏蔽無用位，保留列線位,CMPAL，CL；有列線接地嗎？,JNZLOP3；有，轉(zhuǎn)去找該列線,ADDCH，BH；否，修改鍵號，使適合下一行,MOVAL，AH；掃描碼送AL,DECBL；行數(shù)減1,JNZLOP2；未掃描完，轉(zhuǎn)下一行,JMPBEGIN,LOP3: INCCH；鍵號加1,RCRAL；帶進位循環(huán)右移一位,JC LOP3 ；C=1，說明該列未接地，轉(zhuǎn)去檢查下一列線,MOVAL，CH；是，鍵號送AL,CMP

13、AL，0；是0號鍵嗎？,JZKEY0；轉(zhuǎn)0號鍵處理程序,CMPAL，1；是1號鍵嗎？,JZKEY1；轉(zhuǎn)1號鍵處理,CMPAL，0BH；是B號鍵嗎？,JZKEYB；轉(zhuǎn)B號鍵處理,(1) 方式1的功能,7.4 8255A的工作方式1及應用,1. 方式1 (選通的I/O方式)特點,A口、B口作為數(shù)據(jù)I/O口，同時規(guī)定C口的某些位作為控制或狀態(tài)信號配合A口、B口的I/O。 外設(shè)送出數(shù)據(jù)后，還必須對8255發(fā)送STB選通信號才能使數(shù)據(jù)流入8255輸入端口；CPU對8255輸出端口寫入數(shù)據(jù)后， 雖然能直接流出到輸出線，但必須要外設(shè)發(fā)回一個ACK才能使8255撤銷/OBF和INTR，以便CPU知道何時可以寫

14、入新的數(shù)據(jù)。,(2) 方式1輸入, 方式1的輸入組態(tài),8,STBA,IBFA,INTRA,PC3,PC5,PC4,PA70,1 0 1 1 I/O ,方式1(端口A),方式1,端口A輸入,PC6,7,1=輸入,0=輸出,A組方式控制字,PC6,7,I/O,INTEA,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,2,方式1(端口B),IBFB,INTRB,PC0,PC1,PB70,INTEB,端口B輸入,端口B方式1,B組方式控制字,1 1 1 ,PC2, 聯(lián)絡信號的定義,/STB(Strobe): 選通輸入,IBF(Input Buffer Full): 輸入緩沖器滿,INTR(Inter

15、rupt Request): 中斷請求信號,INTEA(Interrupt Enable A): A口中斷允許信號，通過對PC4的按位置位/復位來控制(PC4=1, 中斷允許)。,INTEB(Interrupt Enable B): 由PC2的置位/復位控制。, 方式1的輸入時序,t,ST,t,STB,t,SIT,t,RIB,t,RIT,t,PS,t,PH,IBF,來自外設(shè)的,輸入數(shù)據(jù),INTR,t,ST,t,STB,t,SIT,t,RIB,t,RIT,t,PS,t,PH,IBF,來自外設(shè)的,輸入數(shù)據(jù),INTR,方式1輸入時序圖,(3) 方式1輸出, 方式1的輸出組態(tài),INTRA,PC3,PC

16、6,PC7,PA70,1 0 1 0 I/O ,方式1輸出端口A,端口A方式1,PC4,5,1=輸入,0=輸出,A組方式1控制字,PC4,5,I/O,INTEA,2,端口A輸出,方式1輸出端口B,INTRB,PC0,PC2,PC1,INTEB,端口B輸入,端口B方式1,B組方式1控制字,1 1 0 ,PB70, 聯(lián)絡信號的定義,OBF(Output Buffer Full): 輸出緩中器滿信號,ACK(Acknowledge): 外設(shè)應答信號,INTR(Interrupt Request): 中斷請求信號,INTEA(Interrupt Enable A): 由PC6置位/復位控制,INTEB

17、(Interrupt Enable B): 由PC2置位/復位控制, 方式1的輸出時序,t,AOB,t,WOB,t,WIT,t,AK,t,AIT,t,WB,輸出,INTR,圖,9,11,方式,1,輸出時序圖,t,AOB,t,WOB,t,WIT,t,AK,t,AIT,t,WB,輸出,INTR,圖,9,11,方式,1,輸出時序圖,2.方式1的應用 例3 . 查詢方式的雙機并行通信,甲乙兩臺微機之間并行傳送1K字節(jié)數(shù)據(jù)。甲機發(fā)送，乙機接收。甲機一側(cè)的8255A采用方式1工作，乙機一側(cè)的8255A采用方式0工作。兩機的CPU與接口之間都采用查詢方式交換數(shù)據(jù)。,甲機8255A是方式1發(fā)送，因此，把PA口

18、指定為輸出，發(fā)送數(shù)據(jù)，而PC7和PC6引腳分別固定作聯(lián)絡線 。乙機8255A是方式0接收數(shù)據(jù)，故把PA口定義為輸入，另外，選用引腳PC7和PC3作聯(lián)絡線。雖然，兩側(cè)的8255A都設(shè)置了聯(lián)絡線，但有本質(zhì)的差別：甲機8255A是方式1，其聯(lián)絡線是固定的，不可替換的；乙機的8255A是方式0，其聯(lián)絡線是不固定的，可以選擇，比如可選擇PC4和PC1、或PC5、PC2等任意組合。,(1)硬件接口電路設(shè)計,接口電路的連接如圖所示。,2. 2.,PA,0,7,PC,7,PC,3,PC,4,6,PC,0,2,PB,0,7,PA,0,7,PC,7,PC,6,PC,8,PC,0,5,PB,0,7,8255,A,8

19、255,A,方式,0,方式,1,未,用,查詢方式的雙機地通信,OBF,ACK,PA,0,7,PC,7,PC,3,PC,4,6,PC,0,2,PB,0,7,PA,0,7,PC,7,PC,6,PC,8,PC,0,5,PB,0,7,8255,A,8255,A,方式,0,方式,1,未,用,PA,0,7,PC,7,PC,3,PC,4,6,PC,0,2,PB,0,7,PA,0,7,PC,7,PC,6,PC,8,PC,0,5,PB,0,7,8255,A,8255,A,方式,0,方式,1,乙（接收）,甲（發(fā)送）,未,用,OBF,ACK,/CS A1 A0 D1-7 /RD /WR,/CS A1 A0 D0-7

20、 /RD /WR,XA1 XA0 XD0-7 /XIOR /XIOW,XA1 XA0 XD0-7 /XIOR /XIOW,譯碼器 300H-303H,XA9-2,譯碼器 300H-303H,XA9-2,(2)接口軟件編程,接口驅(qū)動程序包含發(fā)送程序和接收程序。, 甲機發(fā)送程序段：,MOVDX, 302H; 8255A 狀態(tài)口INAL, DX; 查發(fā)送中斷請求INTRA=1?ANDAL, 08H; PC3=1?JZL; 若無中斷請求, 則等待; 若有中斷請求,則向A口寫數(shù)MOVDX, 300H; 8255APA口地址MOVAL, SI; 從內(nèi)存取數(shù)OUTDX, AL; 通過A口向乙機發(fā)送第二個數(shù)據(jù)

21、INCSI; 內(nèi)存地址加1DECCX; 字節(jié)數(shù)減1JNZL; 字節(jié)未完, 繼續(xù)MOVAH, 4C00H; 已完, 退出INT21H; 返回DOSBUFSDB 1024個數(shù)據(jù),L:,乙機接收程序段:,MOVDX, 303H; 8255A命令口MOVAL, 10011000B; 初始化工作方式字OUTDX, ALMOVAL, 00000111B; 置ACK=1 (PC3=1)OUTDX, ALMOVDI, OFFSET BUFR; 設(shè)置接收數(shù)據(jù)區(qū)的指針MOVCX, 3FFH; 接收字節(jié)數(shù),MOVDX, 302H; 8255A PC口INAL, DX; 查甲機的OBF=0? ; (乙機的PC7=0)ANDAL, 80H; 即查甲機是否有數(shù)據(jù)發(fā)來JNZL1; 若無數(shù)據(jù)發(fā)來,則等待; 若有數(shù)據(jù), 則從A口讀數(shù)MOVDX, 300H; 8255A PA口地址INAL, DX; 從A口讀入數(shù)據(jù)MOVDI, AL; 存入內(nèi)存MOVDX, 303H; 產(chǎn)生ACK信號, 并發(fā)回給甲機MOVAL, 00000110B; PC3 置“ 0”O(jiān)UTDX, ALNOPNOP,L1:,MOVAL, 00000111B; PC3 置“ 1”O(jiān)UTDX, ALINCDI; 內(nèi)存地址加1DECCX; 字節(jié)數(shù)減1JNZL1; 字節(jié)未完, 則繼續(xù)MO