第7章 微機(jī)的并行接口技術(shù)及應(yīng)用

第7章微機(jī)的并行接口技術(shù)及應(yīng)用

7.1可編程并行接口芯片8255A7.2微機(jī)的并行打印機(jī)接口7.1可編程并行接口芯片8255A7.1.18255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（1）與CPU一側(cè)的接口

8255A與CPU一側(cè)的接口由讀/寫控制邏輯電路和數(shù)據(jù)緩沖器兩部分組成。（2）A組控制電路和B組控制電路

A組控制電路：控制端口A、端口C的上半部（PC7～PC4）。

B組控制電路：控制端口B、端口C的下半部（PC3～PC0）。（3）3個(gè)8位輸入/輸出端口（3）3個(gè)8位輸入/輸出端口

8255A包括3個(gè)8位數(shù)據(jù)端口（端口A、端口B、端口C），每個(gè)端口有8條線與外部引腳相連接，都可以定義作輸入線或輸出線，每個(gè)端口都有各自的使用特點(diǎn)。讀/寫控制邏輯A組控制B組控制端口A端口C高半部端口C低半部端口B數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線D7~D0RDWRA0A1RESETCSI/OPA7~PA0I/OPC7~PC4I/OPC3~PC0I/OPB7~PB0系統(tǒng)接口部分外設(shè)接口部分A組、B組控制邏輯內(nèi)部數(shù)據(jù)總線圖7-18255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1．與CPU連接的信號(hào)（1）D7～D0，8位，雙向，三態(tài)數(shù)據(jù)線。（2）RESET，復(fù)位信號(hào)，高電平有效。（3），片選信號(hào)，低電平有效。（4），讀信號(hào)，低電平有效。（5），寫信號(hào)，低電平有效。（6）A1、A0

，端口選擇信號(hào)。通常A1、A0與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的A1、A0相連接。當(dāng)A1A0=00，選中端口A，當(dāng)A1A0=11，則選中控制端口。圖7-28255A的引腳信號(hào)

7.1.28255A芯片的引腳信號(hào)圖7-28255A的引腳信號(hào)

2．與外設(shè)相連的信號(hào)

與外設(shè)相連的信號(hào)線有24條，包括A、B、C三個(gè)端口：（1）PA7～PA0，端口AI/O數(shù)據(jù)線（雙向）（2）PB7～PB0，端口BI/O數(shù)據(jù)線（雙向）（3）PC7～PC0，端口CI/O數(shù)據(jù)線（雙向）3．8255A的尋址與基本操作

×

×1×

×

無操作，數(shù)據(jù)總線三態(tài)00010CPU寫8255A端口A01010CPU寫8255A端口B10010CPU寫8255A端口C11010CPU寫8255A控制口00001CPU讀8255A端口A01001CPU讀8255A端口B10001CPU讀8255A端口C11001控制口不允許讀

A1A0

操作說明

×

×011不允許表7-28255A的尋址與基本操作

7.1.38255A的兩個(gè)控制字及編程

1．8255A三種基本工作方式的概述（1）方式0A、B、C三個(gè)端口均可以工作在方式0。它是一種基本的輸入/輸出方式，可以構(gòu)成無條件輸入/輸出方式及查詢式輸入/輸出方式。（2）方式1A、B兩個(gè)端口都可以工作在方式1。它是一種選通輸入/輸出方式，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)借助8255A的方式1，可以構(gòu)成中斷方式的輸入與輸出。（3）方式2

只有端口A能工作在方式2。它是一種雙向傳輸（總線）方式，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)借助8255A的方式2，可以構(gòu)成中斷方式的輸入與輸出。2．工作方式控制字（D7=1）工作方式控制字格式如圖7-3所示：圖7-38255A的工作方式控制字D7D6D4D5D2D3D0D1方式控制字特征位100：方式001：方式11×：方式2A組方式選擇PC3～PC0端口AB組方式選擇端口BPC7～PC40：方式01：方式10：輸出1：輸入0：輸出1：輸入0：輸出1：輸入0：輸出1：輸入【例7-1】設(shè)8255A的控制端口地址為283H，要求將其3個(gè)數(shù)據(jù)端口設(shè)置為基本的輸入/輸出方式，其中，端口B和端口C的低4位為輸出，端口A和端口C的高4位為輸入。試編程初始化8255A。根據(jù)題意可知，8255A的方式控制字為10011000B其初始化的程序段為：MOVDX，283H；8255A控制端口地址MOVAL，98H；方式控制字：10011000BOUTDX，AL

；送到控制口【例7-2】設(shè)8255A的控制端口地址為203H，要求將3個(gè)端口設(shè)置為基本的輸入/輸出方式，其中，端口A和端口C均工作在輸出方式，端口B用作輸入，試編程初始化8255A。

MOVDX，203H ；8255A控制端口地址

MOVAL，82H ；方式控制字：10000010BOUTDX，AL ；送到控制口根據(jù)題意可知，8255A的方式控制字為10000010B，其初始化的程序段為：

3．按位置位/復(fù)位控制字（D7=0）可以對(duì)8位端口C的每一位（PC7～PC0）進(jìn)行位操作，這是通過向控制口寫入按位置位/復(fù)位的控制字來實(shí)現(xiàn)的。

圖7-4端口C按位置位/復(fù)位控制字D7D6D4D5D2D3D0D1按位置位/復(fù)位控制字特征位0任意位置位/復(fù)位位選擇000：端口C,PC0001：端口C,PC1010：端口C,PC2111：端口C,PC7寫00：復(fù)位（低電平）1：置位（高電平）【例7-3】設(shè)8255A控制端口的地址為303H，若要把端口C中的PC3位置成高電平，則按位置位/復(fù)位控制字為：00000111B或07H。編程如下：

MOVDX，303H ；8255A控制端口地址送DXMOVAL，07H ；使PC3=1的控制字

OUTDX，AL ；送到控制口

方式0是一種基本的輸入/輸出方式。8255A工作在方式0時(shí)，三個(gè)端口中的24條線全部作為普通的輸入或輸出線使用。將有16種應(yīng)用的組合，如課本中表7-3所示。

在方式0下，不能采用中斷方式和CPU交換數(shù)據(jù)，一般用于無條件輸入/輸出和查詢式輸入/輸出，選用查詢式輸入/輸出方式時(shí)，通常要選用A、B、C三個(gè)端口中的任意一位作為外設(shè)的狀態(tài)信息位，從而實(shí)現(xiàn)查詢式輸入/輸出。7.1.48255A的三種工作方式及應(yīng)用

1．方式0方式0是一種基本輸入輸出方式。

【例7-4】如圖7-5所示，將8255A的3個(gè)端口設(shè)置為基本的輸入/輸出方式，設(shè)8255A端口A、端口B、端口C及控制端口的地址依次為300H、301H、302H、303H，其中，端口A工作在輸出方式，控制8個(gè)LED顯示燈，端口B用作輸入，使用8個(gè)開關(guān)K7～K0的斷開與閉合，產(chǎn)生PB7～PB0，開關(guān)斷開為邏輯1，閉合為邏輯0。試完成下面兩項(xiàng)任務(wù)：

（1）編寫8255A的初始化程序。（2）編程實(shí)現(xiàn)無條件的輸入與輸出，即從端口B輸入，從端口A輸出。圖7-5無條件輸入/輸出連接圖（1）8255A初始化程序

MOVDX，303H ；控制寄存器的地址送給DX

MOVAL，10000010B；控制字送給AL,僅端口B用作輸

；入，其他端口作輸出

OUTDX，AL；寫入控制字

（2）端口B輸入，端口A輸出程序

MOVDX，301H ；端口B的地址送給DX

INAL，DX ；從端口B讀入開關(guān)狀態(tài)

MOVDX，300H ；端口A的地址送給DX

OUTDX，AL ；從端口A輸出，控制LED，指示開關(guān)

；狀態(tài)【例7-5】如圖7-6所示，設(shè)8255A端口A、端口B、端口C及控制端口的地址為3E0H～3E3H，同樣將8255A的3個(gè)端口設(shè)置為基本的輸入/輸出方式，端口A仍然工作在輸出方式，控制8個(gè)LED顯示燈，端口B用作輸入，作為狀態(tài)端口被查詢，當(dāng)PB0=“1”時(shí)，將0FH從端口A輸出，使得PA7～PA4連接的4只LED點(diǎn)亮，PA3～PA0連接的4只LED熄滅。當(dāng)PB0=“0”時(shí)，將F0H從端口A輸出，8只LED點(diǎn)亮狀態(tài)改變。然后繼續(xù)查詢，實(shí)現(xiàn)循環(huán)查詢與輸出操作。試完成下面兩項(xiàng)任務(wù)：

（1）8255A初始化程序

MOVDX，3E3H ；控制寄存器的地址送給DX

MOVAL，10001011B；控制字送給AL,僅端口A用作輸出，

；其他端口作輸入

OUTDX，AL ；寫入控制字

（1）編寫8255A的初始化程序。（2）編程實(shí)現(xiàn)查詢式輸入與輸出的程序。圖7-6查詢式輸出的連接圖（2）查詢PB0，條件滿足時(shí)從端口A輸出

MOVDX，3E1H ；端口B的地址送給DX

XYZ:INAL，DX ；從端口B讀入開關(guān)狀態(tài)

TESTAL，01H；PB0=1?

JZQWE ；如果PB0=“0”，轉(zhuǎn)QWE

MOVDX,3E0H ；端口A的地址送給DX

MOVAL，0FH

OUTDX，AL ；從端口A輸出，控制LED

JMPXYZ

QWE:MOVDX,3E0H

MOVAL,0F0H

OUTDX,AL

JMPXYZ【例7-6】如圖7-7所示，設(shè)8255A端口A、端口B、端口C及控制端口的地址為3E0H～3E3H，將8255A的3個(gè)端口設(shè)置為基本的輸入/輸出方式，端口A工作在輸出方式，控制8個(gè)LED顯示燈，端口B用作輸入，使用8個(gè)開關(guān)K7～K0的斷開與閉合，產(chǎn)生PB7～PB0。使用KC7的開關(guān)與閉合產(chǎn)生PC7，當(dāng)PC7=“1”時(shí)，實(shí)現(xiàn)端口B輸入及端口A輸出，當(dāng)PC7=“0”時(shí)，繼續(xù)查詢。完成兩項(xiàng)任務(wù)：（1）編寫8255A的初始化程序。（2）編程實(shí)現(xiàn)查詢式輸入與輸出的程序。圖7-7查詢式輸入/輸出連接圖（1）8255A初始化程序

MOVDX，3E3H；控制寄存器的地址送給DX

MOVAL，10001011B；控制字送給AL,僅端口A用作輸出，其他端口作輸入

OUTDX，AL ；寫入控制字（2）查詢端口C，條件滿足時(shí)從端口B輸入，端口A輸出

MOVDX，3E2H；端口C的地址送給DXASD:INAL，DX；從端口C讀入開關(guān)狀態(tài)

TESTAL，80H；PC7=1?JZASD；如果PC7=0，轉(zhuǎn)ASD，繼續(xù)查詢

MOVDX，3E1H；端口B的地址送給DXINAL，DX；從端口B讀入開關(guān)狀態(tài)

MOVDX，3E0H；端口A的地址送給DXOUTDX，AL ；從端口A輸出，控制LED，指示開關(guān)狀態(tài)2．方式1----選通I/O方式

端口A和端口B仍作為兩個(gè)獨(dú)立的8位I/O數(shù)據(jù)通道，可單獨(dú)與外設(shè)相連。

端口A方式1輸入/輸出端口。

端口B方式1輸入/輸出端口。

固定占用端口C的I/O線，用作聯(lián)絡(luò)信號(hào)線。

剩余2位仍可以作為一般的I/O位使用。（1）方式1下的輸入端口A工作在方式1輸入時(shí)，端口C的PC5～PC3作為端口A的三個(gè)聯(lián)絡(luò)信號(hào)。10111/0D7D6D5D4D3D2D1D0RDSTBAIBFAINTRAI/O2PC4PC5PC3PC6,PC7PA7～PA081=INPUT0=OUTPUTPC6,PC7控制字從外設(shè)來的數(shù)據(jù)從外設(shè)來的選通信號(hào)送給CPU的狀態(tài)信號(hào)INTEA送給CPU的中斷信號(hào)任意指定為輸入或輸出圖7-8端口A工作在方式1作輸入時(shí)對(duì)應(yīng)的控制字和有關(guān)信號(hào)的定義

各聯(lián)絡(luò)信號(hào)的功能如下：

★，輸入選通信號(hào)，低電平有效。

★，輸入緩沖器滿信號(hào)，高電平有效。

★

，中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效。

★，中斷允許邏輯，邏輯1有效。

8255A工作方式1輸入時(shí)序如圖7-11所示。

圖7-118255A方式1輸入時(shí)序STBIBFINTRRD從外設(shè)來的數(shù)據(jù)tSTtSIBtSITtRIBtRITtPHtPS（2）方式1下的輸出端口A工作在方式1輸出時(shí)，端口C的PC7、PC6、PC3作為三個(gè)聯(lián)絡(luò)信號(hào)，如圖7-13所示。10101/0D7D6D5D4D3D2D1D0WROBFAACKAINTRAI/O2PC7PC6PC3PC4、PC5PA7～PA081=INPUT0=OUTPUTPC4、PC5控制字8255A輸出數(shù)據(jù)

通知外設(shè)有一個(gè)新數(shù)據(jù)

外設(shè)已取走數(shù)據(jù)中斷請(qǐng)求圖7-13端口A工作在方式1輸出的控制字及聯(lián)絡(luò)信號(hào)INTEA各聯(lián)絡(luò)信號(hào)的功能如下：

★，輸出緩沖器滿信號(hào)，低電平有效。

★，外設(shè)向8255A發(fā)回一個(gè)負(fù)脈沖響應(yīng)信號(hào)。

★

，中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效。

★，中斷允許邏輯。

圖7-168255A方式1輸出時(shí)序WROBFACKINTR輸出tWOBtAOBtAITtAKtWBtWIT3．方式2（雙向選通方式）

8255A方式2是方式1輸入與輸出兩種方式的組合。這種方式只適合于端口A。在這種方式下，CPU與外設(shè)交換數(shù)據(jù)，既可以通過端口A把數(shù)據(jù)從CPU傳送給外設(shè)，也可以把外設(shè)數(shù)據(jù)傳送到CPU，而且輸入和輸出都具有數(shù)據(jù)鎖存功能，但不可能同時(shí)雙向傳輸。既可以采用查詢方式又可以采用中斷方式實(shí)現(xiàn)外設(shè)與CPU數(shù)據(jù)的交換。48255A的應(yīng)用

常見的步進(jìn)電機(jī)有四相繞阻，8255A控制步進(jìn)電機(jī)的原理如圖7-20所示，如果對(duì)步進(jìn)電機(jī)施加一定規(guī)則的連續(xù)控制的脈沖電壓，它可以連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)每一相繞阻施加一定的脈沖電壓，按照一定的規(guī)則對(duì)四相繞阻通電，若按照某一相序改變一次繞組的通電狀態(tài)，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)過一定的步距角，當(dāng)通電狀態(tài)的改變完成了一個(gè)循環(huán)時(shí)，轉(zhuǎn)子則轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距。圖7-208255A控制步進(jìn)電機(jī)的原理圖例【7-10】利用Intel8255A對(duì)四相步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，采用單雙八拍（A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A-AB-…）方式，按正序方向轉(zhuǎn)動(dòng)，連接如圖7-20所示。8255A四個(gè)端口地址分別為3E0H，3E1H，3E2H，3E3H，端口A工作在方式0的輸出，只需要使用PA3～PA0，利用74LS244小規(guī)模驅(qū)動(dòng)集成塊的4個(gè)驅(qū)動(dòng)器，分別驅(qū)動(dòng)4只三級(jí)管。實(shí)現(xiàn)單雙八拍時(shí)，所需步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)順序、通電繞組及控制碼如表7-6所示。表7-6步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)順序、通電繞組及控制碼控制順序相標(biāo)號(hào)控制編碼1A01H2AB03H3B02H4BC06H5C04H6CD0CH7D08H8DA09H端口A方式0輸出，工作方式控制字：10000000B=80H，主要程序段如下：

MOVAL，80H ；控制字送給AL

MOVDX，3E3H ；控制端口的地址送給DX

OUTDX，AL ；寫入控制字

MOVDX，3E0H ；端口A地址

ABC：MOVAL，01H ；A相送電

OUTDX，AL

CALLDELAY ；調(diào)用延遲子程序

MOVAL，03H ；AB相送電

OUTDX，AL

CALLDELAY ；調(diào)用延時(shí)程序

MOVAL，02H ；B相送電

OUTDX，AL

CALLDELAY ；調(diào)用延時(shí)程序

MOVAL，06H ；BC相送電

MOVAL，0CH ；CD相送電

OUTDX，AL

CALLDELAY

MOVAL，08H ；D相送電

OUTDX，AL

CALLDELAY

MOVAL，09H ；DA相送電

OUTDX，AL

CALLDELAY

JMPABC

DELAY：MOVCX，0000H ；延時(shí)

ZXCV：LOOPZXCV

RET

OUTDX，AL

CALLDELAY

MOVAL，04H ；C相送電

OUTDX，AL

CALLDELAY ；調(diào)用延遲子程序7.2微機(jī)的并行打印機(jī)接口

7.2.1Centronics并行打印機(jī)接口

以適配卡的形式插在主機(jī)板系統(tǒng)總線槽上的并行打印機(jī)接口早已過時(shí)，當(dāng)前微機(jī)的并行打印機(jī)接口已被集成到超大規(guī)模芯片中去了，但是，接口內(nèi)部寄存器的編程仍然保持了向上的兼容。該接口得到了工業(yè)界普遍支持的一種并行接口協(xié)議，協(xié)議規(guī)定了打印機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)插頭是36腳簧式插頭座，并規(guī)定了36腳信號(hào)的功能，包括8條數(shù)據(jù)線、5條控制線和5條狀態(tài)線等。25芯D型插座的并行打印機(jī)接口引腳線分為如下三類。（1）8條數(shù)據(jù)線（2）5條控制信號(hào)線（3）5條狀態(tài)信號(hào)線微機(jī)將8位數(shù)據(jù)可靠地輸出到打印機(jī)，基本原理是通過、和BUSY三個(gè)聯(lián)絡(luò)信號(hào)的控制來實(shí)現(xiàn)的，其工作的基本時(shí)序描述如圖7-22所示。圖7-22打印機(jī)工作的基本時(shí)序7.2.2并行打印機(jī)接口內(nèi)部的寄存器

并行打印機(jī)接口內(nèi)部有數(shù)據(jù)寄存器（378H）、控制寄存器(37AH）和狀態(tài)寄存器(379H)，分別稱為數(shù)據(jù)端口、控制端口及狀態(tài)端口。

1．8位數(shù)據(jù)端口數(shù)據(jù)端口的邏輯框圖如圖7-23所示，主要包括一個(gè)8位數(shù)據(jù)鎖存器和一個(gè)8位三態(tài)緩沖器，兩個(gè)或門組成；

8位鎖存器鎖存的8位數(shù)據(jù)一方面要送往打印機(jī)，另一方面，還可以通過8位三態(tài)緩沖器可以讀回計(jì)算機(jī)中；公用數(shù)據(jù)端口地址378H，分為了寫端口與讀端口。圖7-23數(shù)據(jù)端口的邏輯框圖

2．8位控制端口（1）控制端口只使用了其中的低5位（D4～D0位）；

（2）D4位是打印機(jī)接口電路中的中斷控制位，D4位=“1”，INTE=“0”，三態(tài)門工作，打印機(jī)輸出響應(yīng)信號(hào)的反變量，即負(fù)脈沖的取反后變?yōu)檎}沖，連接到IRQ7，申請(qǐng)中斷；

（3）D4位=“0”，INTE=“1”，三態(tài)門處于高阻，禁止中斷方式打?。?/p>

（4）D3、D1、D0經(jīng)接口電路中的反相器取反后送到對(duì)應(yīng)的17、14和1孔，只有D2沒有反相，直接連接到16孔。圖7-25控制端口邏輯圖

3．8位狀態(tài)端口

8位狀態(tài)寄存器只用了其中的高5位。D7～D3位分別對(duì)應(yīng)于25芯連接座的11、10、12、13和15孔。

5位狀態(tài)中只有打印機(jī)輸出的忙信號(hào)BUSY經(jīng)取反后，由數(shù)據(jù)線D7位被主機(jī)讀入，打印機(jī)的BUSY=“1”，說明打印機(jī)正在打印，處于“忙”狀態(tài)，讀入主機(jī)后，為“0”則是忙狀態(tài)；其他4位狀態(tài)位被主機(jī)讀入的是原變量。圖7-275位狀態(tài)接口邏輯圖7.2.3打印機(jī)接口編程

在DOS下直接對(duì)端口編程，使用查詢方式或中斷方式。查詢方式是首先讀入狀態(tài)寄存器中的值，判斷打印機(jī)的“忙”信號(hào)，即D7=0，若打印機(jī)忙，繼續(xù)查詢，否則，可以打印輸出?！纠?-11】選用查詢式打印方式，通過LPT1編寫打印“CHECK!”的程序。DATA SEGMENTBUFFER DB'CHECK!'，0DH，0AHCOUNT EQU$-BUFFERDATA ENDSCODE SEGMENTASSUMECS:CODE，DS:DATASTART: MOVAX，DATA MOVDS，AXMOV SI，OFFSETBUFFERMOV CX，COUNTASDFG: MOVDX，379H ；狀態(tài)端口地址送給DXWAIT: INAL，DX ；讀狀態(tài)端口

TESTAL，80H ；查最高位為0，就轉(zhuǎn)等WAITJZWAITMOVAL，[SI] ；打印機(jī)不忙，取出一個(gè)字符

MOVDX，378H ；數(shù)據(jù)端口地址送給DXOUTDX，AL ；寫入數(shù)據(jù)端口

MOVDX，37AH ；控制端口地址給