計算機原理：第五章數(shù)字量輸入輸出6of7

1、 1一、8255A三端口可編程8位并行I/O8255A的主要功能：可以實現(xiàn)直接轉(zhuǎn)送、查詢或中斷方式的并行IO數(shù)據(jù)傳送5.5 并行I/O接口要點：三個端口（A口、B口、C口）的功能是如何被不同等安排的？C口的引腳如何被征用及轉(zhuǎn)化的作用是什么？ 25.5 并行I/O接口一、8255A三端口可編程8位并行I/O(一) 引腳及結(jié)構(gòu)P276圖5.40 口 3引腳及結(jié)構(gòu)1.三個數(shù)據(jù)端口A、B、C各有8條端口數(shù)據(jù)線2. 一個控制寄存器控制AB兩組3. 對CPU連線：DB、AB、CBRESET：復(fù)位后控制寄存器被清除， 三端口成輸入 44. 寄存器的讀寫P276表5.8片內(nèi)地址0（A1A0 = 00） 讀寫A

2、口片內(nèi)地址1（A1A0 = 01） 讀寫B(tài)口片內(nèi)地址2（A1A0 = 10） 讀寫C口片內(nèi)地址3（A1A0 = 11） 寫控制寄存器： 控制寄存器的特征位： D7=1 寫方式控制字 D7=0 寫C口位控字 5(二) 工作方式方式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 6外設(shè)數(shù)據(jù)端口支持的工作方式端口A：PA0 PA7A組，支持工作方式0、1、2端口B：PB0 PB7B組，支持工作方式0、1端口C：PC0 PC7僅支持工作方式0A組控制高4位PC

3、4PC7B組控制低4位PC0PC3 7外設(shè)數(shù)據(jù)端口的功能端口A：PA0PA7常作數(shù)據(jù)端口，功能最強大端口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 88255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、10IBM PC/XT機上，端口A、B、C和控制端口的I/O地址為60H、61H、62H和63H 9控制字方式控制字P277圖5.41 用控制寄存器的地址寫，特征位D7=1 10寫入方式控制字

4、示例要求：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B1H8255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 11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 12控制字(2) C口位控字P278圖5.42 用控制寄存器的地址寫（寫，A1A011 ） ，特征位

5、D7=0 13直接寫C口某一位(例如AB口方式0時)例如：寫PC4=1的位控字為01001B 則允許A口方式1或2輸入中斷寫PC4=0的位控字為01000B 則禁止A口方式1或2輸入中斷C口位控字用于寫中斷允許位(與C口數(shù)據(jù)線無關(guān)) 148255A與系統(tǒng)的連接示意圖D0D7WRRDA1A0CSDBIOWIORA1A0譯碼器8255A口B口C口D0D7外設(shè)1A15A2系統(tǒng)總線外設(shè)2外設(shè)3 15A1 A0RDWRCS輸入操作（CPU讀）001010000111000數(shù)據(jù)總線 端口A數(shù)據(jù)總線 端口B 數(shù)據(jù)總線 端口C 00110101111100000000輸出操作(CPU寫)數(shù)據(jù)總線端口A 數(shù)據(jù)總

6、線端口B 數(shù)據(jù)總線端口C數(shù)據(jù)總線控制端口8255A的讀/寫操作控制 168255A的工作方式方式0(基本輸入/輸出方式)IN AL,PORT外設(shè)將數(shù)據(jù)送到8255輸入緩沖器中；CPU給出有效的8255地址；CPU發(fā)讀命令，將8255A輸入緩沖器中數(shù)據(jù)讀入CPU的AL寄存器中。輸入緩沖器譯碼器數(shù)據(jù)DBAB外設(shè)8n 178255A的工作方式方式0(基本輸入/輸出方式)OUT PORT,AL CPU給出有效的8255地址； CPU發(fā)寫命令，將CPU的AL寄存器中數(shù)據(jù)寫入8255A輸出鎖存器中。輸出鎖存器譯碼器數(shù)據(jù)DBAB外設(shè)8n輸出鎖存器的內(nèi)容可以由CPU用輸入指令讀回 182. 各方式功能（1）方

7、式0直接I/O沒有固定的聯(lián)絡(luò)選通信號、不能用于中斷例 P278圖5.43附加聯(lián)絡(luò)信號的方式0 O/I可通過寫C口位控字實現(xiàn) 19（1）方式0直接I/OP278圖5.43 例 控制字= 8AH = 10001010B A口方式0輸出數(shù)據(jù) B口方式0輸入數(shù)據(jù) C口方式0： 高4位輸入狀態(tài)信號 低4位輸出控制信號用戶定義用戶用C端口部分線當成聯(lián)絡(luò)信號 202. 各方式功能(2) 方式1固定聯(lián)絡(luò)選通信號的I/O 方式1輸入P279圖5.44方式1輸入的控制字及信號 21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)中斷允

8、許觸發(fā)器 22方式1輸入引腳：B端口，單向PC2PC1PC0PB7PB0INTEBIBFBINTRBSTBB數(shù)據(jù)選通信號表示外設(shè)已經(jīng)準備好數(shù)據(jù)輸入緩沖器滿信號表示B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)中斷允許觸發(fā)器 23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)。(INTE=1且IBF=1，由STB的后沿產(chǎn)生，

9、RD清除) 24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) 25(2) 方式1固定聯(lián)絡(luò)選通信號的I/O 方式1輸入P279圖5.44A口：PA70輸入數(shù)據(jù)PC4 輸入:選通STBPC5 輸出:緩沖器滿IBF， PC3輸出:中斷請求INTR， 26B口：與A口類似，占用C口3條線聯(lián)絡(luò): PC2 :輸入,選通信號STB PC1: 輸出,緩沖器滿信號IBF PC0: 輸出,中斷請求INTRC口：若A口B口全工作于方式1輸入, C口被占用6根, 則僅剩PC76可當端口數(shù)據(jù)線使用, 由方式控制字的D3決定I/O。 27聯(lián)絡(luò)信號 端口A 端口B STB對應(yīng)PC4

10、 對應(yīng)PC2 IBF對應(yīng)PC5 對應(yīng)PC1 INTR對應(yīng)PC3 對應(yīng)PC0 INTEPC4置位 PC2置位 8255 方式1作輸入時的各聯(lián)絡(luò)信號對應(yīng)關(guān)系 28方式控制字： 將A組B組的方式控制位合成1個字節(jié), 用1條OUT指令寫一次。用C口地址讀狀態(tài) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0I/O I/O IBFA INTEA INTRA INTEB IBFB INTRB方式1輸入 292. 各方式功能(2) 方式1固定聯(lián)絡(luò)選通信號的I/O 方式1輸出P280圖5.45方式1輸出的控制字及信號 30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

11、了數(shù)據(jù)中斷請求信號請求CPU再次輸出數(shù)據(jù)中斷允許觸發(fā)器 31方式1輸出引腳：B端口PC2PC1PC0PB7PB0INTEBOBFBINTRBACKB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)中斷允許觸發(fā)器 32CPU發(fā)WR信號，向8255送一個數(shù)據(jù)WR使INTR無效，OBF有效，通知外設(shè)可取數(shù)據(jù)外設(shè)接到數(shù)據(jù)后，向8255回送ACK信號OBF無效，接著INTR有效，向CPU發(fā)中斷申請，請求發(fā)送新數(shù)據(jù)。方式1下的輸出過程： 33 方式1輸出P280圖5.45A口：PA70輸出數(shù)據(jù) PC7 輸出,緩沖器滿OBF,由CPU寫A口建立 P

12、C6輸入,應(yīng)答信號ACK,接受數(shù)據(jù),清除OBF PC3輸出,中斷請求信號INTR，INTE=1且 OBF=1時由ACK后沿建立，由CPU寫操作清除。B口：與A口相似 34方式1輸出時序 INTR datadata輸出端口D0D7WROBFACK 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) 35方式1輸出C口：若AB口全工作于方式1輸出, C口被占用6根, 則僅剩PC45可當端口數(shù)據(jù)線使用, 由方式控制字的D3決定I/O。 36聯(lián)絡(luò)信號 端口A 端口B OBF對應(yīng)PC7對應(yīng)PC1 ACK對應(yīng)PC6 對應(yīng)PC2 INTR對應(yīng)PC3 對應(yīng)PC0 INTEPC6置位 P

13、C2置位 8255A方式1作輸出時的各聯(lián)絡(luò)信號對應(yīng)關(guān)系 37方式1輸出方式控制字： 將A組B組的方式控制位合成1個字節(jié), 用1條OUT指令寫一次。用C口地址讀狀態(tài) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 OBFA INTEA I/O I/O INTRA INTEB OBFB INTRB 38(3)A口方式2 P280圖5.46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 39方式2（雙向選通方式）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

14、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的數(shù)據(jù)輸出過程與方式1的輸出方式有一點不同：數(shù)據(jù)輸出時8255A不是在OBF有效時向外設(shè)輸出數(shù)據(jù)，而是在外設(shè)提供響應(yīng)信號ACK時才送出數(shù)據(jù)，即僅在ACK信號有效時才出現(xiàn)在A口的I/O線PA0PA7。 40方式2雙向時序data-out INTR data-outdata-indata-inPA0PA7D0D7IBF WROBFACKSTBRD 41用C口地址讀狀態(tài) D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 OBFA INTE1 IBFA INTE2 INTRA A口B口各自單獨選擇工作方式及I/O， 剩下的C口線可以選擇I/

15、O， 合成一個字節(jié)寫方式控制字。 42D7D6D5D4D3D2D1D0方式1輸入I/OI/OIBFAINTEAINTRAINTEBIBFBINTRB方式1輸出OBFAINTEAI/OI/OINTRAINTEBOBFBINTRB方式2雙向OBFAINTE1IBFAINTE2INTR端口C的狀態(tài)字A組B組 43二、8255A的應(yīng)用P282圖5.47 8255A在系統(tǒng)中的連接P3=1 44三口始終工作于方式0：A口:先輸出自檢信號,后重設(shè)成輸入(讀鍵盤)B口:輸出控制信號。用戶可不斷改變PB1、PB0控制揚聲器發(fā)聲。C口:輸入狀態(tài)及配置信息PC30 ：在PB3 0時輸入DIP開關(guān)14 PB3 1時輸入DIP開關(guān)582. 編程工作過程中可以重新對8255寫控制字 45自檢編程