第04章 并行輸入輸出技術(shù)1

第四章并行輸入/輸出技術(shù)4.1并行接口基本概念4.2簡單并行I/O接口－

82124.3可編程并行I/O接口－

8255A

目錄4.1并行接口基本概念1.并行接口并行通信由并行接口來完成的，在并行數(shù)據(jù)傳輸中并行接口連接CPU與并行外設(shè)的通道，并行接口中各位數(shù)據(jù)都是并行傳輸?shù)?，它以字?jié)（或字）為單位與I/O設(shè)備或被控對象進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。并行通信以同步方式傳輸，其特點(diǎn)是：傳輸速度快；硬件開銷大；只適合近距離傳輸。4.1并行接口概念基本結(jié)構(gòu)接口電路的基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)線控制線狀態(tài)線DBCBAB數(shù)據(jù)輸入寄存器(or三態(tài)門)數(shù)據(jù)輸出寄存器(鎖存器)狀態(tài)寄存器(or三態(tài)門)命令寄存器譯碼電路控制邏輯基本結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)輸入/輸出寄存器——暫存輸入/輸出的數(shù)據(jù)命令寄存器——存放控制命令，用來設(shè)定接口功能、工作參數(shù)和工作方式。狀態(tài)寄存器——保存外設(shè)當(dāng)前狀態(tài)，以供CPU讀取。一個并行接口中包括：圖4.1狀態(tài)信息控制信息數(shù)據(jù)信息。并行接口傳輸速率高，一般不要求固定格式，但不適合長距離數(shù)據(jù)傳輸串并接口⑴狀態(tài)信息

圖4.1

狀態(tài)信息表示外設(shè)當(dāng)前所處的工作狀態(tài)。例如，準(zhǔn)備好信號表示輸入設(shè)備已經(jīng)準(zhǔn)備好信息，可以和CPU交換數(shù)據(jù)；忙信號(BUSY)表示輸出設(shè)備正在輸出信息，即在“忙”著，同時也等于指示CPU要處于等待狀態(tài)。⑵控制信息控制信息是由CPU發(fā)出的，用于控制外設(shè)接口的工作方式以及外設(shè)的啟動和停機(jī)信息等。⑶數(shù)據(jù)信息

圖4.1CPU與并行外設(shè)數(shù)據(jù)交換的內(nèi)容。狀態(tài)信息、控制信息和數(shù)據(jù)信息，通常都是通過數(shù)據(jù)總線傳送，這些信息在外設(shè)接口中分別存取在不同的口中。所謂口是指可以由CPU讀、寫的寄存器，這些口分別是狀態(tài)口、控制口和數(shù)據(jù)口，它們分別用來存放狀態(tài)信息、控制信息和數(shù)據(jù)信息。對于一個外設(shè)接口，常常需要幾個口才能滿足和協(xié)調(diào)外部設(shè)備的工作與要求，圖4.1是一個典型的并行接口與CPU、外設(shè)的連接圖。圖4.1并行接口與CPU、外設(shè)的連接圖4.12.并行接口的組成

圖4.1⑴狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器用來存放外設(shè)的信息，CPU通過訪問這個寄存器來了解某個外設(shè)的狀態(tài)，進(jìn)而控制外設(shè)的工作，以便與外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。⑵控制寄存器并行接口中有一個控制寄存器，CPU對外設(shè)的操作命令都寄存在控制寄存器中。2、并行接口組成⑶數(shù)據(jù)緩沖寄存器

圖4.1

在并行接口中還設(shè)置了輸入緩沖寄存器和輸出緩沖寄存器，緩沖器是用來暫存數(shù)據(jù)。因?yàn)橥庠O(shè)與CPU交換數(shù)據(jù)，CPU的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外設(shè)的速度。例如，打印機(jī)的打印速度與CPU的速度相差的遠(yuǎn)不止是一個數(shù)量級，在并行接口中設(shè)置緩沖器，把要傳送的數(shù)據(jù)先放入緩沖器中，打印機(jī)按照安排好的打印隊(duì)列進(jìn)行打印，這樣可以保證輸入，輸出數(shù)據(jù)的可靠性。

3.數(shù)據(jù)輸入過程

圖4.1

數(shù)據(jù)輸入過程，指的是外設(shè)向CPU輸入數(shù)據(jù)。①當(dāng)外設(shè)將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)輸入線送給接口時，先使?fàn)顟B(tài)線“輸入數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好”為高電平。然后通過接口把數(shù)據(jù)接收到輸入緩沖寄存器中，同時把“輸入回答”信號置成高電平“1”，并發(fā)給外設(shè)。②外設(shè)接到回答信號后，將撤消“輸入數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好”的信號。當(dāng)接口收到數(shù)據(jù)后，會在狀態(tài)寄存器中設(shè)置“準(zhǔn)備好輸入”狀態(tài)位，以便CPU對其進(jìn)行查詢。3、數(shù)據(jù)輸入過程

③接口向CPU發(fā)出一個中斷請求信號，這樣CPU可以用軟件查詢方式，也可以用中斷的方式將接口中的數(shù)據(jù)輸入到CPU中。④CPU在接收到數(shù)據(jù)后，將“準(zhǔn)備好輸入”的狀態(tài)位自動清除，并使數(shù)據(jù)總線處于高阻狀態(tài)。準(zhǔn)備外設(shè)向CPU輸入下一個數(shù)據(jù)。圖4.1

4.數(shù)據(jù)輸出過程

圖4.1

數(shù)據(jù)輸出過程，指的是CPU向外設(shè)輸出數(shù)據(jù)。①當(dāng)外設(shè)從接口接收到一個數(shù)據(jù)后，接口的輸出緩沖寄存器“空”，使?fàn)顟B(tài)寄存的“輸出數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好”狀態(tài)位置成高電平“1”，這表示CPU可以向外設(shè)接口輸出數(shù)據(jù)，這個狀態(tài)位可供CPU查詢。②此時接口也可向CPU發(fā)出一個中斷請求信號，同上面的輸入過程相同，CPU可以用軟件查詢方式，也可以用中斷的方式將CPU中的數(shù)據(jù)通過接口輸出到外設(shè)中。當(dāng)輸出數(shù)據(jù)送到接口的輸出緩沖寄存器后，再輸出到外設(shè)。4、數(shù)據(jù)輸出過程

③與此同時，接口向外設(shè)發(fā)送一個啟動信號，啟動外設(shè)接收數(shù)據(jù)。外設(shè)接收到數(shù)據(jù)后，向接口回送一個“輸出回答”信號。④接口電路收到該信號后，自動將接口狀態(tài)寄存器中的“準(zhǔn)備好輸出”狀態(tài)位重新置為高電平“1”，通知CPU可以向外設(shè)輸出下一個數(shù)據(jù)。

圖4.1三態(tài)門：高電平、低電平、高阻態(tài)

通常一個器件中包含8個三態(tài)門常用芯片：74LS244

應(yīng)用例子：開關(guān)接口工作波形圖如下：例用三態(tài)門實(shí)現(xiàn)輸入輸出A0~A15IOR#譯碼輸出D0~D7開關(guān)狀態(tài)地址有效例1:74LS24483FCH～83FFH譯碼器例2:74LS273鎖存器：由D觸發(fā)器構(gòu)成通常一個器件包含8個D觸發(fā)器常用芯片：74LS27374LS374(具有三態(tài)輸出的鎖存器)應(yīng)用例子：發(fā)光二極管接口譯碼器=1=1.........+5VRD0｜D7CPQ0Q7...D0～D7A0～A15IOW#R例3:綜合應(yīng)用根據(jù)開關(guān)狀態(tài)在7段數(shù)碼管上顯示數(shù)字或符號共陽極7段數(shù)碼管結(jié)構(gòu)用74LS273作為輸出接口，把數(shù)據(jù)送到7段數(shù)碼管74LS273的地址假設(shè)為F0H用74LS244作為輸入口，讀入開關(guān)K0～K3的狀態(tài)74LS244的地址假設(shè)為F1H當(dāng)開關(guān)的狀態(tài)分別為0000～1111時，在7段數(shù)碼管上對應(yīng)顯示’0’～’F’(7段碼表見下頁)例3:綜合應(yīng)用

符號形狀7段碼.gfedcba符號形狀7段碼.gfedcba’0’00111111’8’01111111’1’00000110’9’01100111’2’01011011’A’01110111’3’01001111’B’01111100’4’01100110’C’00111001’5’01101101’D’01011110’6’01111101’E’01111001’7’00000111’F’01110001例3:綜合應(yīng)用O1I1O2I2O3I3O4I4E1#

K0～K3+5VGG2AG2BCBA≥174LS244D0Q0|Q1D7Q2Q3Q4CPQ5Q6Q7

abcdefgDP7406反相器74LS273Rx8≥174LS138D0～D7IOW#IOR#Y0Y1F0H=0000000011110000F1H=0000000011110001&≥1A7～A4A15～A8A3A2A1A0D0D1D2D3譯碼器例3:綜合應(yīng)用相應(yīng)程序段如下：

……Seg7 DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H DB 7FH,67H,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H …… LEA BX,Seg7 ；取7段碼表基地址

MOV AH,0GO: MOV DX,0F1H ；開關(guān)接口的地址為F1H IN AL,DX ；讀入開關(guān)狀態(tài)

AND AL,0FH ；保留低4位

MOV SI,AX ；作為7段碼表的表內(nèi)位移量

MOV AL,［BX+SI］；取7段碼

MOV DX,0F0H ；7段數(shù)碼管接口的地址為F0H OUT DX,AL JMP GO4.3可編程并行I/O接口—8255A并行接口電路，在早期的微機(jī)中與串行口、軟盤接口、硬盤接口等都放在一塊多功能接口卡上，插在微機(jī)的擴(kuò)展槽上使用?，F(xiàn)在這部分電路已在微機(jī)的主板上由與CPU配套的芯片組來實(shí)現(xiàn)其功能。如果要在其他的場合實(shí)現(xiàn)并行數(shù)據(jù)傳送，在電路設(shè)計(jì)時采用專用的接口芯片最為方便。可編程的接口芯片8255A是完成并行通信的集成電路芯片。 圖4.24.3可編程接口8255A4.3.18255A的主要特性 圖4.2三個可編程的端口(A端口、B端口和C端口)每個端口8條線，共有24條I/O引腳，可分為2組工作，每組12條線，三種工作方式。

可編程是指可通過軟件設(shè)置芯片的工作方式，因此這個芯片在與外部設(shè)備相連接時，通常不需要附加太多的外部邏輯電路，這給用戶的使用帶來很大方便。4.3.18255A的主要特性1、8255A具有三個可編程的并行輸入/輸出端口(A端口、B端口和C端口)，它們?yōu)镃PU與外設(shè)之間提供了多個8位并行數(shù)據(jù)通道，并且端口C還具有按位置位/復(fù)位功能，為按位控制功能提供了強(qiáng)有力的支持。 圖4.22、8255A具有三種工作方式：方式0——基本輸入輸出方式。方式1——選通輸入輸出方式方式2——雙向選通輸入輸出方式3、8255A端口C分成兩個4位的端口，這兩個4位的端口分別作為A端口和B端口的控制信號和輸入狀態(tài)信號使用。方式0——用作數(shù)據(jù)端口。方式1/2——部分端口被分配作通信聯(lián)絡(luò)線 端口C在用作控制端口時，CPU可用置位/復(fù)位指令輸出控制信號；用作狀態(tài)端口時，可供CPU讀取8255狀態(tài)4、

8255A能適應(yīng)CPU與I/O設(shè)備之間的多種數(shù)據(jù)傳送方式的要求，如無條件方式、有條件方式、中斷方式。 圖4.2芯片的主要技術(shù)性能如下： 圖4.2(1)輸入、輸出電平與TTL電平完全兼容。

(2)時序特性好。

(3)部分位可以直接置“1”/置“0”，便于實(shí)現(xiàn)控制接口使用。

(4)單一的+5V電源。

8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖10.7(a)所示，圖10.7(b)為8255A的外引腳圖。從圖中可以看到，8255A主要由4部分組成。4.3.28255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖4.28255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖4.2(a)所示，圖4.2(b)為8255A的外引腳圖。從圖中可以看到，8255A主要由4部分組成。4.3.38255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖4.28255內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳圖(a)8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)；(b)8255A外引腳圖圖4.2圖4.28255內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)總線緩沖器內(nèi)部控制線內(nèi)部數(shù)據(jù)線D0～D7A組控制A組端口AA組端口C上部B組控制B組端口BB組端口C下部讀寫控制邏輯PC0～PC3PB0～PB7PC4～PC7PA0～PA7RDWRA0A1CSRESET圖4.28255A外引腳圖1.數(shù)據(jù)總線緩沖器

圖4.2

這是一個雙向、三態(tài)的8位數(shù)據(jù)總線緩沖器，是8255A和系統(tǒng)總線相連接的通道，用來傳送輸入/輸出的數(shù)據(jù)、CPU發(fā)出的控制字以及外設(shè)的狀態(tài)信息?？傊?，8255A與CPU之間的所有信息傳輸都要經(jīng)過數(shù)據(jù)總線緩沖器。1、數(shù)據(jù)總線緩沖器

2.讀寫控制邏輯電路

圖4.2

這部分電路是用來完成對8255A內(nèi)部三個數(shù)據(jù)口的譯碼工作，由CPU的地址總線A1、A0和8255A的片選信號CS和WR、RD信號組合后產(chǎn)生控制命令，并將產(chǎn)生的控制命令傳送給A組和B組的控制電路，從而完成對數(shù)據(jù)信息的傳輸控制。8255A的控制信號與執(zhí)行的操作之間的對應(yīng)關(guān)系如表4-1所示。2、讀寫控制邏輯電路2）與處理器接口CS*A1A0I/O地址讀操作RD*寫操作WR*00000101001160H61H62H63H讀端口A讀端口B讀端口C非法寫端口A寫端口B寫端口C寫控制字D0~D7數(shù)據(jù)線 A0~A1地址線RD*讀信號 WR*寫信號CS*片選信號 RESET復(fù)位信號

3.A組控制電路和B組控制電路

圖4.2

控制電路分成A組控制和B組控制兩組，A組控制電路控制A端口和C端口的高4位(PC4～PC7)。B組控制電路控制B端口和C端口的低4位(PC0～PC3)。這兩組控制電路的作用是：由它們內(nèi)部的控制寄存器接收CPU輸出的方式控制命令字，還接收來自讀/寫控制邏輯電路的讀/寫命令，根據(jù)控制命令決定A組和B組的工作方式和讀/寫操作。3、AB組控制電路

4.三個獨(dú)立的數(shù)據(jù)口

圖4.28255A的三個數(shù)據(jù)口分別是A端口、B端口、C端口，它們彼此獨(dú)立，都是8位的數(shù)據(jù)口，用來完成和外設(shè)之間的信息交換。三個口在使用上有所不同。

1)A端口

A端口對應(yīng)一個8位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器和一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器。因此A端口適合用在雙向的數(shù)據(jù)傳輸場合，用A端口傳送數(shù)據(jù)，不管是輸入還是輸出，都可以鎖存。4、三個獨(dú)立的數(shù)據(jù)口

2)B端口和C端口

圖4.2

這兩個口分別是由一個8位的數(shù)據(jù)輸入緩沖器和一個8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器和緩沖器組成。因此用B端口和C端口傳送數(shù)據(jù)作輸出端口時，數(shù)據(jù)信息可以實(shí)現(xiàn)鎖存功能；而用作輸入口時，則不能對數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)鎖存，這一點(diǎn)在使用中要注意。在實(shí)際應(yīng)用中，A端口和B端口通常作為獨(dú)立的輸入口和輸出口，而C端口常用來配合A端口和B端口的工作使用。C端口分成兩個4位的端口，這兩個4位的端口分別作為A端口和B端口的控制信號和輸入狀態(tài)信號使用。1）外設(shè)數(shù)據(jù)端口端口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PC4～PC7B組控制低4位PC0～PC3端口A：PA0～PA7常作數(shù)據(jù)端口，功能最強(qiáng)大端口B：PB0～PB7常作數(shù)據(jù)端口端口C：PC0～PC7可作數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制端口分兩個4位，每位可獨(dú)立操作控制最靈活，最難掌握4.3.38255A的外部特性

圖4.28255A是40條引腳的雙列直插式芯片，引腳排列如圖4.2(b)所示。單一的+5V電源，使用時要注意它的+5V電源引腳是第26腳，地線引腳是第7腳，它不像大多數(shù)TTL芯片電源和地線在右上角和左下角的位置，除了電源和地線之外，其他引腳的信號按連接的功能可分為兩大組。4.3.38255A外部特性

1.與CPU接口的信號線（引腳） 圖4.2

D7～D0

(27～34PIN)：雙向三態(tài)8位數(shù)據(jù)線，與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線相連接。

A1、A0

(8，9PIN)：端口譯碼信號。用來選擇8255A內(nèi)部的三個數(shù)據(jù)端口和一個控制端口的地址。其中對控制口只能進(jìn)行寫操作。

(1)當(dāng)A1A0=00時，選中A端口。

(2)當(dāng)A1A0=01時，選中B端口。

(3)當(dāng)A1A0=10時，選中C端口。

(4)當(dāng)A1A0=11時，選中控制端口。

A1、A0與讀/寫信號組合對各端口所執(zhí)行的操作如表4-1所示。1、與CPU接口信號線

RESET(35PIN)：芯片的復(fù)位信號，高電平時有效。復(fù)位后把8255A內(nèi)部的所有寄存器都清0，并將三個數(shù)據(jù)口自動設(shè)置為輸入口。

CS(6PIN)：片選信號，低電平時有效。只有當(dāng)CS=0時，芯片被選中，才能對8255A進(jìn)行讀、寫操作。

RD(5PIN)：讀信號，低電平有效。只有當(dāng)CS=0，RD=0，才允許從8255A的三個端口中讀取數(shù)據(jù)。

WR(36PIN)：寫信號，低電平有效。只有當(dāng)CS=0，WR=0，才允許從8255A的三個端口寫入數(shù)據(jù)或者是寫入控制字。表4-18255A的控制信號與執(zhí)行的操作之間的對應(yīng)關(guān)系A(chǔ)1A0執(zhí)行的操作000000000010101011101x1010100011x000001011010111111xxxx讀A端口(A端口數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)總線)寫A端口(A端口←數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù))讀B端口(B端口數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)總線)寫B(tài)端口(B端口←數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù))讀C端口(C端口數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)總線)寫C端口(C端口←數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù))當(dāng)D7＝1時，對8255A寫入控制字當(dāng)D7＝0時，對C端口置位/復(fù)位非法的信號組合數(shù)據(jù)線D7～D0進(jìn)入高阻狀態(tài)未選擇表4－1

8255A的數(shù)據(jù)線為8條，這樣8位的接口芯片在與8086外部數(shù)據(jù)線為16條的CPU相連接時，應(yīng)考慮接口芯片本身對地址的要求。由于在8086這樣的16位外部總線系統(tǒng)中，CPU在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，低8位對應(yīng)一個偶地址，高8位對應(yīng)一個奇地址。如果將8255A的數(shù)據(jù)線D7～D0與8086CPU的數(shù)據(jù)總線的低8位相連的話，從CPU這邊看來，要求8255A的4個端口地址都應(yīng)為偶地址，這樣才能保證對8255A的端口的讀/寫能在一個總線周期內(nèi)完成，但又要滿足8255A本身對4個端口規(guī)定的地址要求是00，01，10，11。因此將8255A的A1和A0分別與8086系統(tǒng)總線的A2和A1相連，而將最低位A0總設(shè)置為0。2.和外設(shè)端相連的引腳

圖4.2PA7～PA0

(37～40PIN，l～4PIN)：A端口的輸入/輸出引腳PB7～PB0

(25～18PIN)：B端口的輸入/輸出引腳PC7～PC0

(10～13，17～14PIN)：C端口的輸入/輸出引腳2、和外設(shè)端相連接的引腳4.3.48255A的控制字由CPU執(zhí)行輸出指令，向8255A的端口輸出不同的控制字來決定它的工作方式?？刂谱址譃閮煞N，分別稱為方式選擇控制字和端口C置1/置0控制字。根據(jù)控制寄存器的D7位的狀態(tài)決定是哪一種控制字。

1.方式選擇控制字方式選擇控制字用來決定8255A三個數(shù)據(jù)端口各自的工作方式，它的格式如圖4.3所示。它由一個8位的寄存器組成。4.3.48255A的控制字圖4.38255A的方式選擇控制字圖4.3圖4.3

D7位為“1”時，為方式選擇控制字的標(biāo)識位。圖4.3

D6、D5位決定A端口的工作方式，D6D5位為00、01、1x時分別表示A端口工作在方式0、方式1和方式2下。

D4位決定A端口工作在輸入還是輸出方式。D4位為0時，A端口工作在輸出方式；D4位為1時，A端口工作在輸入方式。

D3位決定用于A端口的C端口高4位PC7～PC4是作為輸入端口，還是作為輸出端口。D3位為0時，PC7～PC4作輸出；D3位為1時，PC7～PC4作輸入。

D2位用來選擇B端口的工作方式。D2位為0時，B端口工作在方式0，D2位為1時，B端口工作在方式1。

D1位決定B端口作為輸入還是輸出端口。D1位為1時B端口工作在輸入方式；D1位為0時B端口工作在輸出方式。

D0位決定用于B端口的C端口低4位PC3～PC0作為輸入，還是輸出。D0位為0時，PC3～PC0作輸出；D0位為1時，PC3～PC0作輸入。圖4.3

如果要求8255A的A端口作輸入，B端口和C端口作輸出，A組工作在方式0，B組工作在方式1，用三條指令可完成對芯片工作方式的選擇。MOV AL，94H ；方式選擇控制字送ALMOV DX，PortCtr

；控制端口地址PortCtr送DXOUT DX，AL ；方式選擇控制字輸出給8255A的控制端 口，完成方式選擇10010100B=94H 圖4.3例：某系統(tǒng)要求使用8255的A口工作于方式1作輸入，B口工作于方式0作輸出，C口上半部輸入，下半部輸出。8255端口地址為60H-63H?？刂谱譃椋?0111000B=0B8H初始化程序?yàn)椋?/p>

MOVAL，0B8H

OUT63H，AL

2.C端口置1/置0控制字

圖4.38255A在和CPU傳輸數(shù)據(jù)的過程中，經(jīng)常將C端口的某幾位作為控制位或狀態(tài)位來使用，從而配合A端口或B端口的工作。為了方便用戶，在8255A芯片初始化時，C端口置1/置0控制字可以單獨(dú)設(shè)置C端口的某一位為0或某一位為1?？刂谱值腄7位為“0”時，是C端口置1/置0控制字中的標(biāo)識位，具體的格式如圖4.4所示。2、C端口置01控制字對端口C的數(shù)據(jù)輸出有兩種辦法：通過端口C的I/O地址：向C端口直接寫入字節(jié)數(shù)據(jù)。這一數(shù)據(jù)被寫進(jìn)C端口的輸出鎖存器，并從輸出引腳輸出，但對設(shè)置為輸入的引腳無效通過控制端口：向C端口寫入位控字，使C端口的某個引腳輸出1或0，或置位復(fù)位內(nèi)部的中斷允許觸發(fā)器圖4.48255A的C端口置1/置0控制字圖4.4圖4.4

D6～D4位可為任意值，不影響操作。D3～D1位用來決定對C端口8位中的哪一位進(jìn)行操作。D0位用來決定對D3～D1所選擇的位是置1，還是置0。圖4.4

例如，要將C端口的PC3置0，PC7置1，可用下列程序段實(shí)現(xiàn)。MOV AL，06H ；PC3置0控制字送ALMOV DX，PortAdd

；控制端口地址PortAdd送DXOUT DX，AL ；對PC3完成置0操作MOV AL，0FH ；PC7置1控制字送ACOUT DX，AL ；完成對PC7置1操作例：(接上例)若A口工作于方式1作輸入，要使用中斷傳送方式，則應(yīng)當(dāng)寫PC4的按位置位字?？刂谱譃椋?0001001B=09H

MOVAL，00001001B

OUT63H，AL

4.3.58255A初始化編程

圖4.3 8255片地址為300H【例4.1】按下述要求對8255A進(jìn)行初始化。A=方式0輸出；B=方式1輸入；CH=輸入；CL＝輸出。 根據(jù)要求則控制字＝10001110B=8EHMOV DX，303H ；控制端口地址MOV AL，08EH ；工作方式控制字OUT DX，AL ；送到控制端口4.3.58255A初始化編程【例4.2】按下述要求對8255A的C口進(jìn)行初始化。PC0=1。

根據(jù)要求則控制字＝00000001B=01H

圖4.4MOV DX，303H ；控制端口地址MOV AL，01H ；使PC0=1的控制字OUT DX，AL ；送到控制端口；PC0=0MOV DX，303H ；控制端口地址MOV AL，00H ；使PC0=0的控制字OUT DX，AL ；送到控制端口【例4.3】要求對PA7、PA6位進(jìn)行置位/復(fù)位輸出，不改變A口其它位的原來狀態(tài)。（使用‘或’和‘與’操作）圖4.3；PA7、PA6位置位11000000B=C0HMOV DX，300H ；A口地址IN AL，DX ；讀入A口原輸出值MOV AH，AL ；保存原輸出值到AHOR AL，0C0H ；使PA6=PA7=1OUT DX，AL ；同時輸出到PA6、PA7…..MOV AL，AH ；恢復(fù)原輸出值OUT DX，AL ；送到A口；PA7、PA6位復(fù)位00111111B=3FH 圖4.3MOV DX，300H ；A口地址IN AL，DX ；讀入A口原輸出值MOV AH，AL ；保存原輸出值到AHAND AL，03FH ；使PA6=PA7=0OUT DX，AL ；同時輸出到PA6、PA7…..MOV AL，AH ；恢復(fù)原輸出值OUT DX，AL ；送到A口4.3.68255A的三種工作方式

8255A有三種工作方式，分別稱為方式0，方式1和方式2。其中A端口可以工作在三種方式中的任一種；B端口只能工作在方式0和方式1；C端口通常作為控制信號使用，配合A端口和B端口的工作。每種工作方式的具體內(nèi)容如下所述。4.3.68255A的三種工作方式1.方式0——基本的輸入/輸出方式方式0之所以被稱為基本的輸入/輸出方式，是因?yàn)樵谶@種方式下，A端口、B端口和C端口(C端口分為2個4位使用)都可提供簡單的輸入和輸出操作，對每個端口不需要固定的應(yīng)答式聯(lián)絡(luò)信號。工作在方式0時，在程序中可直接使用輸入指令(IN)和輸出(OUT)指令對各端口進(jìn)行讀寫。方式0的基本定義是2個8位的端口和2個4位的端口。任何一個端口都可以作為輸入或輸出，輸出的數(shù)據(jù)可以被鎖存，輸入的數(shù)據(jù)不能鎖存。適用于無條件傳送和查詢方式的接口電路1、方式0

方式0一般用于無條件傳送的場合，不需要應(yīng)答式聯(lián)絡(luò)信號，外設(shè)總是處于準(zhǔn)備好的狀態(tài)。也可以用作查詢式傳送，查詢式傳送時，需要有應(yīng)答信號?？梢詫端口、B端口作為數(shù)據(jù)口使用。把C端口分為2部分，其中4位規(guī)定為輸出，用來輸出一些控制信息，另外4位規(guī)定為輸入，用來讀入外設(shè)的狀態(tài)。利用C端口配合A端口和B端口完成查詢式的I/O操作。方式0輸入時序datadata輸入端口D0～D7RDCS,A1,A0方式0輸出時序WRdatadata輸出端口D0～D7CS,A1,A01）無條件輸入輸出

CPU始終認(rèn)為I/O設(shè)備處于準(zhǔn)備就緒狀態(tài)。不需要應(yīng)答式聯(lián)絡(luò)信號。片地址＝300H【例】PB＝方式0輸出接發(fā)光二極管，PA＝方式0輸入接開關(guān)，如下圖4.5所示，要求開關(guān)閉合（接地）則對應(yīng)亮，反之則熄。；PA、PB端口初始化10010000B=90H 圖4.3MOV DX，303H ；控制口地址MOV AL，90H ；控制值OUT DX，AL ；控制值到控制口；循環(huán)檢測輸入狀態(tài)，根據(jù)輸入改變輸出狀態(tài)LOP: MOV DX，300H ；A口地址

IN AL，DX ；輸入A口開關(guān)狀態(tài)

MOV DX，301H ；B口地址

OUT DX，AL ；輸出到B口發(fā)光二極管

JMP LOP ；循環(huán)檢測說明：開關(guān)閉合時，PA?=0PB?=0，則發(fā)光二極管亮

；開關(guān)閉合則不發(fā)光，開關(guān)斷開則發(fā)光

XOR AL，0FFH ；將輸入反相

OUT DX，AL ；輸出到B口發(fā)光二極管‘XOR為異或，相同為零，相異為1圖4.5無條件輸入輸出硬件連線圖圖4.52）有條件（查詢）輸入輸出

PC口可分別作為查詢用的控制和狀態(tài)線，不過這時的控制狀態(tài)和狀態(tài)線不是固定方式（方式1中是固定的），由程序來確定。2.方式1——選通輸入/輸出方式在這種方式下，當(dāng)A端口和B端口進(jìn)行輸入輸出時，必須利用C端口提供的選通和應(yīng)答信號，而且這些信號與C端口中的某些位之間有著固定的對應(yīng)關(guān)系，這種關(guān)系是硬件本身決定的不是軟件可以改變的。由于工作在方式l時，要由C端口中的固定位來作為選通和應(yīng)答等控制信號，因此稱方式1為選通的輸入/輸出方式。方式1的基本定義是，分成2組(A組和B組)，每組包含一個8位的數(shù)據(jù)端口和1個4位的控制/數(shù)據(jù)端口。8位的數(shù)據(jù)端口既可以作為輸入，也可以作為輸出，輸入和輸出都可以被鎖存。4位的控制/數(shù)據(jù)端口用于傳送8位數(shù)據(jù)端口的控制和狀態(tài)信息。適用于查詢和中斷方式的接口電路2、方式11)選通的輸入方式（方式1輸入）方式1在選通輸入方式下對應(yīng)的控制信號如圖4.6所示。圖4.7是方式1在選通輸入方式的工作時序圖。選通輸入方式的工作過程是：當(dāng)外設(shè)的數(shù)據(jù)已送到8255A某個端口的數(shù)據(jù)線上時，就發(fā)出選通輸入信號STB，將數(shù)據(jù)通過A端口或B端口鎖存到8255A的數(shù)據(jù)輸入寄存器，STB信號的寬度至少是500ns。STB信號變低后最多經(jīng)過300ns時間，使輸入緩沖器滿信號IBF變?yōu)楦唠娖?，如圖4.7中表示的箭頭①。1）選通輸入輸入緩沖器滿意味著將阻止外設(shè)輸入新的數(shù)據(jù)，可供CPU來查詢。在選通輸入信號結(jié)束后，最多經(jīng)過300ns時間，向CPU發(fā)出中斷請求信號(要在中斷允許的情況下)，如圖4.7中表示的箭頭②，使中斷請求信號INTR變高，CPU可以響應(yīng)中斷。當(dāng)CPU響應(yīng)中斷后才發(fā)出讀信號RD，將數(shù)據(jù)讀入到CPU中，讀信號有效(低電平為有效)后，最多經(jīng)過400ns時間，RD就清除中斷請求，使中斷請求信號變低，如圖4.7中表示的箭頭③。當(dāng)讀信號結(jié)束后，才使輸入緩沖器滿信號IBF變低，如圖4.7中表示的箭頭④。IBF變低表明輸入緩沖器已空，通知外設(shè)可以輸入新的數(shù)據(jù)。方式1輸入引腳：A端口數(shù)據(jù)選通信號表示外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)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)PC4PC5PC3PA7~PA0INTEAIBFAINTRASTBA中斷允許觸發(fā)器方式1輸入引腳：B端口PC2PC1PC0PB7~PB0INTEBIBFBINTRBSTBB數(shù)據(jù)選通信號表示外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)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)中斷允許觸發(fā)器方式1需借用端口C用做聯(lián)絡(luò)信號同時還具有中斷請求和屏蔽功能方式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(dāng)其有效時，將輸入設(shè)備送來的數(shù)據(jù)鎖存至8255A的輸入鎖存器IBF——輸入緩沖器滿信號，高電平有效8255A輸出的聯(lián)絡(luò)信號。當(dāng)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8255A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)方式1輸入時序dataINTRIBF

data輸入端口D0～D7STBRDSTB*和IBF是外設(shè)和8255A間的一對應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號，為的是可靠地輸入數(shù)據(jù)方式1中斷控制8255A的中斷由中斷允許觸發(fā)器INTE控制置位允許中斷，復(fù)位禁止中斷對INTE的操作通過寫入端口C的對應(yīng)位實(shí)現(xiàn)，INTE觸發(fā)器對應(yīng)端口C的位是作應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號的輸入信號的哪一位，只要對那一位置位/復(fù)位就可以控制INTE觸發(fā)器選通輸入方式下端口A的INTEA對應(yīng)PC4端口B的INTEB對應(yīng)PC2圖4.6方式1選通輸入下對應(yīng)的控制信號(a)對A端口；(b)對B端口圖4.6端口結(jié)構(gòu)圖4.78255A方式l輸入時序圖4.7時序表4-48255A方式1輸入時序參數(shù)說明參數(shù)說明8255A最小時間/ns最大時間/nstST選通脈沖的寬度500

tSIB選通脈沖有效到IBF有效之間的時間

300tSIT

=1到中斷請求INTR有效之間的時間

300tPH數(shù)據(jù)保持時間180

tPS數(shù)據(jù)有效到無效之間的時間0

tRIT有效到中斷請求撤除之間的時間

400tRIB為1到IBF為0之間的時間

300表4－4當(dāng)8255A的A端口和B端口工作在選通輸入方式時，對應(yīng)的C端口固定分配，規(guī)定是PC3～PC5分配給A端口，PC0～PC2分配給B端口，C端口剩下的2位PC7、PC6可作為簡單的輸入/輸出線使用?？刂谱值腄3位為“1”時，PC7、PC6作輸入；控制字的D3位為“0”時，PC7、PC6作輸出。圖4.6在方式1選通輸入方式時，各控制信號的意義如下：

STB(Strobe)：選通輸入信號，低電平有效。A組方式控制字中對應(yīng)PC4；B組方式控制字中對應(yīng)PC2。當(dāng)該信號有效時，從外部設(shè)備來的8位數(shù)據(jù)送入到8255A的輸入緩沖器中，負(fù)脈沖寬度最小是500ns。圖4.7

IBF(InputBufferFull)：輸入緩沖器滿信號，高電平有效。A組方式控制字中對應(yīng)PC5；B組方式控制字中對應(yīng)PC1。這是8255A送給外設(shè)的聯(lián)絡(luò)信號，當(dāng)8255A的輸入緩沖區(qū)已有一個新數(shù)據(jù)后，輸出這個信號供CPU查詢。該信號在選通輸入信號STB變低后，300ns時間內(nèi)即變?yōu)橛行У母唠娖健Ｔ赗D信號撤消后的300ns時間內(nèi)IBF信號才撤消，變?yōu)闊o效的低電平，這樣保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。圖4.7

圖4.6

INTR(InterruptRequest)：中斷請求信號，高電平有效。A組方式控制字中對應(yīng)PC3；B組方式控制字中對應(yīng)PC0。這是8255A向CPU發(fā)出的中斷請求信號。當(dāng)STB信號撤消變?yōu)楦唠娖胶笞疃?00ns時間內(nèi)，并且IBF信號也為高電平，INTR信號產(chǎn)生變?yōu)橛行У母唠娖健NTR信號變高后可以請求CPU讀取數(shù)據(jù)。當(dāng)CPU發(fā)出的RD信號有效后，400ns的時間內(nèi)INTR信號將撤消，變?yōu)榈碗娖健?圖4.7

圖4.6

INTE(InterruptEnable)：中斷允許信號，高電平有效。該信號為高時，允許中斷請求，為低時則屏蔽中斷請求。INTE的狀態(tài)是用軟件通過由C端口置1/置0控制字來控制的，在A組中，使PC4置“1”后INTEA變高；在B組中，使PC2置“1”后INTEB變高，A端口和B端口才允許中斷。如果PC4和PC2都置“0”，與之對應(yīng)的INTE信號為低，則禁止中斷。圖4.7

圖4.6

對于這種選通的輸入方式，如果采用查詢式輸入時，CPU先查詢8255A的輸入緩沖器是否滿了，也就是IBF是否為高?如果輸入緩沖器滿信號IBF為高，則CPU就可以從8255A讀入數(shù)據(jù)。如果采用中斷方式傳送數(shù)據(jù)時，應(yīng)該先用C端口置1/置0的控制字使相應(yīng)的端口允許中斷，也就是要使PC4或PC2置1。輸入控制信號分配表信號A組B組功能說明STBPC4PC2輸入選通0＝輸入數(shù)據(jù)←IBFPC5PC1輸入滿1＝已接收數(shù)據(jù)→INTEPC4PC2中斷允許1＝允許發(fā)出中斷INTRPC3PC0中斷請求1＝中斷信號→→：表示為輸出信號 ←：表示為輸入信號 圖4.7

圖4.6控制信號分配表

2)選通的輸出方式（方式1輸出）方式1在選通輸出情況下對應(yīng)的控制信號如圖4.8所示，圖4.9是方式1選通輸出情況下的工作時序圖。這種方式的工作過程與選通輸入的情況相類似。2）選通輸出方式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)輸出了數(shù)據(jù)中斷請求信號請求CPU再次輸出數(shù)據(jù)PC6PC7PC3PA7~PA0INTEAOBFAINTRAACKA中斷允許觸發(fā)器方式1輸出引腳：B端口PC2PC1PC0PB7~PB0INTEBOBFBINTRBACKB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)器方式1輸出聯(lián)絡(luò)信號OBF——輸出緩沖器滿信號，低有效8255A輸出給外設(shè)的一個控制信號，當(dāng)其有效時，表示CPU已把數(shù)據(jù)輸出給指定的端口，外設(shè)可以取走ACK——響應(yīng)信號，低有效外設(shè)的響應(yīng)信號，指示8255A的端口數(shù)據(jù)已由外設(shè)接受INTR——中斷請求信號，高有效當(dāng)輸出設(shè)備已接受數(shù)據(jù)后，8255A輸出此信號向CPU提出中斷請求，要求CPU繼續(xù)提供數(shù)據(jù)端口A的INTEA對應(yīng)PC6端口B的INTEB對應(yīng)PC2方式1輸出時序

INTR

datadata輸出端口D0～D7WROBFACK

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)圖4.8方式l輸出時C端口對A、B端口的控制(a)對A端口；(b)對B端口圖4.8端口結(jié)構(gòu)圖4.98255A方式1輸出時序圖4.9時序當(dāng)8255A的A端口和B端口工作在選通輸出方式時，對應(yīng)的C端口也是固定分配，規(guī)定是PC3、PC6、PC7分配給A端口；PC2、PC1、PC0分配給B端口，剩下的2位PC4、PC5可作為簡單的輸入/輸出線使用。當(dāng)控制字的D3位為“1”時，PC4、PC5作輸入；當(dāng)控制字的D3位為“0”時，PC4、PC5作輸出。圖4.8方式1選通輸出方式時，各控制信號的意義如下：

OBF(OutputBufferFu11)：輸出緩沖器滿信號，低電平有效。A組方式控制字中對應(yīng)PC7；B組方式控制字中對應(yīng)PC1，這是8255A與外設(shè)的聯(lián)絡(luò)信號。當(dāng)CPU向8255A的端口中傳送了數(shù)據(jù)以后，由8255A向外設(shè)發(fā)出低電平的OBF信號，通知外設(shè)可以把數(shù)據(jù)取走。由輸出指令產(chǎn)生的寫信號WR的上升沿出現(xiàn)后，最多經(jīng)過650ns時間，將OBF信號置成有效即變?yōu)榈碗娖剑鐖D4.9中表示的箭頭②。當(dāng)應(yīng)答信號ACK變?yōu)橛行У牡碗娖胶?50ns時間，OBF信號撤消變?yōu)楦唠娖?，如圖4.9中表示的箭頭③。表4-58255A方式1輸出時序參數(shù)說明參數(shù)說明8255A最小時間/ns最大時間/nstWIT從寫信號有效到中斷請求無效的時間

850tWOB從寫信號無效到輸出緩沖器清的時間

650tAOB有效到無效的時間

350tAK脈沖的寬度300

tAIT為1到發(fā)新的中斷請求的時間

350tWB寫信號撤除到數(shù)據(jù)有效的時間350表4－5

ACK(Acknowledge)：數(shù)據(jù)接收應(yīng)答信號，低電平有效。A組方式控制字中對應(yīng)PC6；B組方式控制字中對應(yīng)PC2，這是外設(shè)的響應(yīng)信號，當(dāng)CPU輸出給8255A的數(shù)據(jù)已由外設(shè)接收后，外設(shè)就向8255A回送一個低電平的應(yīng)答信號ACK。

INTR：中斷請求信號，高電平有效。A組方式控制字中對應(yīng)PC3；B組方式控制字中對應(yīng)PC0。當(dāng)外設(shè)已經(jīng)接受了CPU輸出的數(shù)據(jù)后，由8255A向CPU發(fā)出中斷請求，要求CPU輸出新的數(shù)據(jù)。當(dāng)ACK撤消后為高電平，OBF也為高電平，中斷允許信號INTE也為高時，INTR中斷請求信號被置位為高電平，如圖4.9中表示的箭頭④。作為請求CPU進(jìn)行下一次數(shù)據(jù)輸出的中斷請求信號，是在WR有效的下降沿出現(xiàn)后850ns時間內(nèi)使它變?yōu)闊o效的低電平，如圖4.9中表示的箭頭①。

INTE：中斷允許信號，高電平有效。當(dāng)該信號為“1”時，允許中斷，為“0”時，A端口(B端口)處于中斷屏蔽狀態(tài)，即不發(fā)出中斷請求信號INTR。在使用時，中斷允許信號INTE是用軟件通過對C端口置1/置0的控制字來設(shè)置的。當(dāng)PC6置1時，A端口允許中斷；PC2置1，B端口允許中斷。反之，如果A、B端口所對應(yīng)的PC6、PC2置0時，則處于中斷屏蔽狀態(tài)，即不允許中斷。圖4.9當(dāng)8255A工作在方式l輸出選通方式時，一般是采用中斷方式與CPU通信。從圖4.9方式1輸出工作時序圖中可以看到，CPU響應(yīng)中斷以后，就向8255A輸出數(shù)據(jù)，寫信號出現(xiàn)。當(dāng)寫信號WR撤消，其上升沿一方面撤消中斷請求信號INTR，如圖4.9中表示的箭頭①使INTR變低，表示CPU對上一次中斷已經(jīng)響應(yīng)過。另一方面使OBF信號變?yōu)橛行У牡碗娖?，如圖4.9中表示的箭頭②，以通知外設(shè)可以接收下一個數(shù)據(jù)。實(shí)際上，CPU在發(fā)出寫信號后要經(jīng)過最長350ns時間，數(shù)據(jù)才能出現(xiàn)在端口的輸出緩沖器中。當(dāng)外設(shè)收到數(shù)據(jù)后，便發(fā)出一個ACK信號，ACK信號有效后使OBF變成無效的高電平，如圖04.09中表示的箭頭③，表示數(shù)據(jù)已經(jīng)取走，當(dāng)前緩沖器空。ACK信號結(jié)束時使INTR信號變?yōu)橛行У母唠娖?，如圖4.9中表示的箭頭④，向CPU發(fā)出中斷請求信號，從而開始新的數(shù)據(jù)輸出過程。輸出控制信號分配表信號A組B組功能說明OBFPC7PC1輸出滿0＝輸出滿→ACKPC6PC2回答0＝外設(shè)接收數(shù)據(jù)←INTEPC6PC2中斷允許1＝允許發(fā)出中斷INTRPC3PC0中斷請求1＝中斷信號→→：表示為輸出信號←：表示為輸入信號 圖4.8控制信號分配表【例4.5】用8255A為兩臺8086單板機(jī)設(shè)計(jì)一并行數(shù)據(jù)傳送接口。 要求：甲機(jī)為方式1發(fā)送數(shù)據(jù)（輸出） 乙機(jī)為方式1接收數(shù)據(jù)（輸入） 采用查詢方式交換數(shù)據(jù) 發(fā)送和接收數(shù)軍存放在內(nèi)存中，長度2KB1）硬件連線（見下圖4.10）2）軟件設(shè)計(jì)例4.5圖4.108086單板機(jī)并行數(shù)據(jù)傳送接口電路 圖4.10；甲機(jī)發(fā)送程序 圖4.10 MOV AX，100H ；發(fā)送數(shù)據(jù)存放的段地址

MOV DS，AX ；

MOV BX，0H ；數(shù)據(jù)段內(nèi)位移量

MOV CX，800H ；數(shù)據(jù)塊長度

MOV DX，313H ；控制口地址

MOV AL，0A0H ；控制方式字（方式1輸出A）

OUT DX，AL ；送到控制口

MOV AL，0FH ；置PC7=1OBF=1 OUT DX，AL ；輸出緩沖器空WAT1: MOV DX，302H ；C口地址

IN AL，DX ；讀入C口值

AND AL，80H ；檢查OBF的值

JZ WAT1 ；0=乙機(jī)未取走數(shù)據(jù)，等待

MOV DX，300H ；A口地址

MOV AL，[BX] ；從內(nèi)存中取數(shù)據(jù)

OUT DX，AL ；從A口發(fā)送到乙機(jī)

INC BX ；修改內(nèi)存單元地址

LOOP WAT1 ；塊長度－1≠0繼續(xù)

HLT ；傳送完畢，暫停 ；乙機(jī)接收程序 圖4.10 MOV AX，2000H ；發(fā)送數(shù)據(jù)存放的段地址

MOV DS，AX ；

MOV BX，0H ；數(shù)據(jù)段內(nèi)位移量

MOV CX，800H ；數(shù)據(jù)塊長度

MOV DX，313H ；控制口地址

MOV AL，0B0H ；控制方式字（方式1輸入A）

OUT DX，AL ；送到控制口

MOV AL，0AH ；復(fù)位PC5=0IBF=0 OUT DX，AL ；輸入緩沖器空WAT2: MOV DX，312H ；C口地址

IN AL，DX ；讀入C口值

AND AL，20H ；檢查IBF的值

JZ WAT2 ；0=乙機(jī)未接收數(shù)據(jù)，等待

MOV DX，310H ；A口地址

IN AL，DX MOV [BX]，AL ；從內(nèi)存中取數(shù)據(jù)

INC BX ；修改內(nèi)存單元地址

LOOP WAT2 ；塊長度－1≠0繼續(xù)

HLT ；傳送完畢，暫停

3.方式2——帶選通的雙向傳輸方式（A口）

8255A可以向外設(shè)發(fā)送數(shù)據(jù)，同時又接收外設(shè)的數(shù)據(jù)，因此稱為雙向的傳輸方式。方式2的基本定義是，只能適用于A端口，一個8位的雙向端口(A端口)和1個5位的控制端口(C端口)。A端口的輸入和輸出都可以被鎖存。當(dāng)A端口工作在方式2時，由PA7～PA0作為8位數(shù)據(jù)線，因?yàn)橐蒀端PC7～PC3口對A端口進(jìn)行控制，所以稱為帶選通的雙向傳輸方式。C端口對A端口的控制信號分別如圖4.11和圖4.12所示。剩下的3位PC2～PC0可作為簡單的輸入/輸出線使用。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3、方式2方式2雙向引腳PC6PC7PC3PA7~PA0INTE1OBFAINTRAACKAPC4PC5IBFASTBAINTE2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信號方式2雙向時序data-out

INTR

data-outdata-indata-inPA0～PA7D0～D7IBF

WROBFACKSTBRD

STB：選通信號，低電平有效。對應(yīng)于PC4，由外設(shè)提供給8255A。該信號負(fù)責(zé)把外設(shè)送到8255A的數(shù)據(jù)送入輸入鎖存器。

IBF：輸入緩沖器滿信號，高電平有效。對應(yīng)PC5，是8255A送給CPU的狀態(tài)信息，供CPU查詢用。當(dāng)該信號有效時，表示當(dāng)前已經(jīng)有一個新的數(shù)據(jù)送到了輸入鎖存器中，CPU可以取走。

OBF：輸出緩沖器滿信號，低電平有效。對應(yīng)PC7，由8255A發(fā)給外設(shè)的選通信號，當(dāng)OBF有效時，表明CPU已經(jīng)將一個數(shù)據(jù)寫入8255A的A端口中，通知外設(shè)可以取走數(shù)據(jù)。圖4.12

INTR：中斷請求信號，高電平有效。對應(yīng)PC3，不論A端口工作在輸入方式還是工作在輸出方式，當(dāng)一個操作完成，并且要進(jìn)入下一個操作時，8255A都要向CPU發(fā)出中斷請求信號。

ACK：數(shù)據(jù)接收應(yīng)答信號，低電平有效。對應(yīng)PC6，這是外設(shè)對信號OBF的響應(yīng)信號，該信號為低電平時，使A端口的輸出緩沖器打開，送出數(shù)據(jù)到外設(shè)。否則，當(dāng)該信號為高電平時，方式2時輸出緩沖器處于高阻狀態(tài)。圖4.12圖4.11方式2時C端口對A端口的控制信號圖4.11

INTEl：輸出中斷允許信號。當(dāng)該信號為“1”時，允許8255A向CPU發(fā)出由A端口輸出數(shù)據(jù)的中斷請求信號。反之，如果該信號為“0”時，即使輸出緩沖器空，也不允許8255A向CPU發(fā)中斷請求信號。INTEl信號的置1或置0，是用軟件使C端口的PC6置1或置0來實(shí)現(xiàn)的。圖4.12

INTE2：輸入中斷允許信號。當(dāng)該信號為“1”時，允許8255A中A端口的輸入處于中斷允許狀態(tài)，反之，如果該信號為“0”時，A端口的輸入處于中斷屏蔽狀態(tài)，即不允許中斷。INTE2信號的置1或置0，同樣是用軟件通過C端口的PC4置1或置0來實(shí)現(xiàn)。圖4.12通過仔細(xì)分析方式2的工作時序圖04.12，會發(fā)現(xiàn)方式2的時序基本相當(dāng)于方式1的選通輸入時序和選通輸出的時序的組合。從圖04.12中可以看到，對于輸入過程，當(dāng)外設(shè)向A端口送來數(shù)據(jù)時，選通信號STB也跟著有效變?yōu)榈碗娖剑x通信號將數(shù)據(jù)鎖存到8255A的A端口的輸入鎖存器中。同樣也正是由于STB信號的變低，才使得輸入緩沖器滿信號IBF變?yōu)楦唠娖?，如圖04.12中表示的箭頭⑦。當(dāng)選通信號STB結(jié)束，也就是變?yōu)楦唠娖綍r，又使中斷請求信號INTR有效，變?yōu)楦唠娖?，如圖04.12中表示的箭頭⑧。當(dāng)CPU響應(yīng)輸入中斷，執(zhí)行輸入指令時，會產(chǎn)生RD信號，在讀信號RD有效期間，將數(shù)據(jù)從A端口讀入到CPU中。當(dāng)RD信號結(jié)束后輸入緩沖器滿信號IBF又變?yōu)榈碗娖?，如圖4.12中表示的箭頭⑨。中斷請求信號INTR雖然為高也不再起作用。對于輸出過程，當(dāng)CPU響應(yīng)中斷后，在中斷服務(wù)程序中執(zhí)行輸出指令時，將發(fā)出寫脈沖WR，WR的下降沿使中斷請求信號INTR變低，如圖04.12中表示的箭頭①。WR信號結(jié)束其上升降沿使輸出緩沖器滿OBF信號變?yōu)橛行У牡碗娖?，如圖4.12中表示的箭頭②。OBF信號送到外設(shè)，當(dāng)外設(shè)接到OBF信號后，發(fā)出應(yīng)答信號ACK，如圖04.12中表示的箭頭③。由ACK信號打開8255A的輸出緩沖器，使數(shù)據(jù)出現(xiàn)在A端口和數(shù)據(jù)總線上，ACK信號結(jié)束時使輸出緩沖器滿信號OBF變?yōu)闊o效的高電平，如圖4.12中表示的箭頭⑤，從而開始下一個數(shù)據(jù)傳輸過程。由于方式2是雙向傳輸?shù)墓ぷ鞣绞?，如果一個外設(shè)既可以作為輸入，又可以作為輸出時，采用8255A的方式2與它相連就十分方便。圖4.128255A方式2時序圖4.12表4-68255A方式2時序的參數(shù)說明參數(shù)說明8255A最小時間/ns最大時間/nstST選通脈沖的寬度500

tPH數(shù)據(jù)保持時間180

tSIB選通脈沖有效到IBFA有效之間的時間

300tPS

數(shù)據(jù)有效到無效之間的時間0tWOD從寫信號無效到，有效的時間

650tAOD有效到無效的時間

350tAD有效到數(shù)據(jù)輸出的時間

350tHD數(shù)據(jù)保持時間200

表4－6控制信號分配表信號A組B組功能說明OBFPC7輸出滿0＝輸出滿→INTE1PC6O中斷允許1＝允許發(fā)出輸出中斷IBFPC5輸入滿0＝外設(shè)接收數(shù)據(jù)←INTE2PC4I中斷允許1＝允許發(fā)出輸入中斷INTRPC3中斷請求1＝中斷信號→INTEPC2中斷允許1＝允許發(fā)出中斷IBFOBFPC1輸/入出滿B組方式1INTRPC3PC0中斷請求1＝中斷信號→→：表示為輸出信號←：表示為輸入信號端口C的狀態(tài)字端口C的狀態(tài)字D7D6D5D4D3D2D1D0方式1輸入I/OI/OIBFAINTEAINTRAINTEBIBFBINTRB方式1輸出OBFAINTEAI/OI/OINTRAINTEBOBFBINTRB方式2雙向OBFAINTE1IBFAINTE2INTRA×××A組B組【例4.6】用8255A為主從兩臺8086單板機(jī)設(shè)計(jì)一雙向數(shù)據(jù)傳送接口。 要求：主機(jī)以中斷方式發(fā)送/接收數(shù)據(jù)（輸入/輸出） 從機(jī)為采用查詢方式接收/發(fā)送數(shù)據(jù)（輸出/輸入）

主機(jī)為方式2，從機(jī)為方式01）硬件連線（見下圖4.13）2）軟件設(shè)計(jì)圖4.13主從單板機(jī)硬件連線圖圖4.13；主機(jī)程序

MOV DX，313H ；控制口地址

MOV AL，0C0H ；控制方式字（A口方式2）

OUT DX，AL ；送到控制口

MOV AL，09H ；置PC4=1INTE2=1 OUT DX，AL ；允許輸入中斷

MOV AL，0DH ；置PC6=1INTE1=1 OUT DX，AL ；允許輸出中斷

MOV SI，2000H ；發(fā)送數(shù)據(jù)塊首地址

MOV CX，100 ；發(fā)送數(shù)據(jù)塊長度

MOV DI，0H ；接收數(shù)據(jù)塊首地址

MOV BX，80H ；接收數(shù)據(jù)塊長度

STI ；開中斷中斷服務(wù)程序 圖4.13 MOV DX，312H ；C口地址

IN AL，DX ；讀入C口值

MOV AH，AL ；保存C口值

AND AL，20H ；檢查IBF的值

JZ OTH ；0=不是輸入中斷，等待INP: MOV DX，310H ；A口地址

IN AL，DX ；從A口接收數(shù)據(jù)

MOV [DI]，AL ；保存到內(nèi)存單元

INC DI ；修改內(nèi)存單元地址

DEC BX ；修改計(jì)數(shù)長度

JNZ NEXT ；塊長度－1≠0繼續(xù)接收

JMP DONE ；結(jié)束中斷服務(wù)程序OTH： MOV AL，AH ；恢復(fù)C口值

AND AL，80H ；檢查OBF的值

JZ NEXT ；0=不是輸出中斷，等待OUTP： MOV DX，300H ；A口地址

MOV AL，[SI] ；從內(nèi)存取數(shù)據(jù)

OUT DX，AL ；從A口發(fā)送到從機(jī)

INC SI ；修改內(nèi)存單元地址

DEC CX ；修改計(jì)數(shù)長度

JNZ NEXT ；塊長度－1≠0繼續(xù)接收

JMP DONE ；結(jié)束中斷服務(wù)程序NEXT： STI ；開中斷DONE： IRET ；中斷返回；從機(jī)程序 圖4.13數(shù)據(jù)發(fā)送子程序（A口）SRESU: MOV DX，313H ；控制口地址

IN AL，DX ；讀C口值

ROR AL，1 ；循環(huán)右移PC0(IBF)→CF JC SRESU ；主機(jī)IBF=1，未取走等待

MOV AX，300H ；主機(jī)已取走，A口地址

MOV AL，[SI] ；從內(nèi)存取數(shù)據(jù)

OUT DX，AL ；從A口發(fā)送給主機(jī)

….. RET ；子程序結(jié)束返回

；從機(jī)程序 圖4.13數(shù)據(jù)接收子程序（B口）SREAD: MOV DX，313H ；控制口地址

IN AL，DX ；讀C口值

AND AL，02H ；檢查PC1(OBF)→CF JNZ SREAD ；主機(jī)OBF=1，未發(fā)送等待

MOV AX，301H ；主機(jī)已發(fā)送，B口地址

IN AL，DX ；接收數(shù)據(jù)

MOV [DI]，AL ；將數(shù)據(jù)存入內(nèi)存

….. RET ；子程序結(jié)束返回

例：下圖采用一個8255芯片和軟盤控制器相連，箭頭標(biāo)明了I/O的方向，根據(jù)該圖，試寫出8255A口的初始化程序。設(shè)8255端口地址為0300-0303H。

8255用作軟盤基本接口4.3.78255A應(yīng)用舉例例：

A口工作在方式2，PC4-PC7作應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號線，PC3用作A組中斷請求，PC0-PC2作輸出。工作方式控制字為：11XXX000B＝0C0H初始化程序?yàn)椋?/p>

MOVDX，303H

MOVAL，0C0H ；工作方式控制字

OUTDX，AL

MOVAL，00001001B

OUTDX，AL

；PC4置位，開放輸入中斷

MOVAL，00001101B

OUTDX，AL

；PC6置位，開放輸出中斷例1軟盤例2在IBMPC/XT上的應(yīng)用工作在基本輸入/輸出方式0端口A為方式0輸入，用來讀取鍵盤掃描碼端口B工作于方式0輸出，例如控制揚(yáng)聲器等端口C為方式0輸入，讀取系統(tǒng)狀態(tài)和配置系統(tǒng)的初始化編程：

moval,10011001b

;方式控制字99H

out63h,al例3方式0與打印機(jī)接口BUSY

DATA0～78255APC7PC2PA0～PA7打印機(jī)STROBE打印機(jī)接口的信號與時序(Centronics)主機(jī)把數(shù)據(jù)送給引腳DATA0～DATA7同時送出數(shù)據(jù)選通信號STROBE*打印機(jī)在BUSY信號線上發(fā)出忙信號打印機(jī)處理好輸入的數(shù)據(jù)時撤消忙信號同時又送出一個響應(yīng)信號ACK*Centronics并行打印接口標(biāo)準(zhǔn)8255A的初始化

movdx,0fffeh ;控制端口地址：FFFEH

moval,10000001B ;方式控制字：91H outdx,al ;A端口方式0輸出，C端口上輸出、下輸入

moval,00001111B ;端口C的復(fù)位置位控制字，使PC7＝1 outdx,al打