重大計算機硬件技術(shù)基礎(chǔ)課件第六章

第六章輸入/輸出方式與接口芯片第一節(jié)輸入/輸出方式

第二節(jié)中斷及中斷控制器8259A第三節(jié)DMA及DMA控制器8237A第四節(jié)可編程定時/計數(shù)器8254及其應(yīng)用第五節(jié)可編程并行I/O接口芯片8255A及其應(yīng)用第六節(jié)串行通訊及可編程串行接口芯片16550

第七節(jié)多功能接口芯片82380第一節(jié)輸入/輸出方式●教學目標介紹I/O接口的基本概念●學習要求掌握I/O接口的基本功能，了解接口的一般結(jié)構(gòu)

介紹CPU與外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送關(guān)系介紹I/O端口的編址方式掌握微機與外設(shè)的各種傳送方式，了解DMA傳送過程

熟悉I/O端口的編址方式，了解IN/OUT指令的執(zhí)行過程一、I/O接口1）I/O接口的基本概念I(lǐng)/O接口是連接CPU與外設(shè)的邏輯控制部件，它主要在CPU與外設(shè)間起著傳輸狀態(tài)與命令信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的緩沖、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等作用。主要功能有：選擇外設(shè)對外設(shè)進行控制和監(jiān)視進行數(shù)據(jù)寄存和緩沖進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換進行信號電平轉(zhuǎn)換I/O接口的分類：并行I/O接口和串行I/O接口可編程接口和不可編程接口專用接口和通用接口2）I/O接口的基本結(jié)構(gòu)

主要包含有數(shù)據(jù)端口、狀態(tài)端口和控制端口。

數(shù)據(jù)端口用于存放數(shù)據(jù)信息，包括數(shù)據(jù)輸入寄存器和數(shù)據(jù)輸出寄存器，主要作用是協(xié)調(diào)CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸速度。控制端口用于存放控制信息，控制信息是CPU通過接口傳送給外設(shè)的，其主要作用是控制外設(shè)工作，如控制輸入輸出裝置的啟/停等。狀態(tài)端口用于存放狀態(tài)信息，即反映外設(shè)當前工作的狀態(tài)信息，CPU可通過讀取這些信息，了解外設(shè)當前的工作情況。3）I/O端口的尋址方式在一個微機系統(tǒng)中既有存儲單元地址又有I/O端口地址，根據(jù)兩者地址的不同安排可分為以下兩種尋址方式。存儲器統(tǒng)一編址

在這種方式中，把I/O端口作為存儲器的一個單元來對待，即每個端口占用一個存儲單元地址。此時，對I/O端口操作可以使用全部的存儲器指令，而不必另設(shè)專門的I/O指令。由于該方式是將I/O地址映射到了存儲器地址空間，所以也稱為存儲器映像方式。

I/O端口獨立編址

在這種方式下，I/O端口與存儲器各自獨立編址，這樣存儲器地址和I/O端口地址可以重疊。此時，CPU利用專門的I/O指令來操作I/O端口以防混淆。4）IN/OUT指令的執(zhí)行過程①IN指令的執(zhí)行過程指令格式：INAL,端口地址執(zhí)行過程：●端口地址送上A15～A0●CPU采樣DB，獲取數(shù)據(jù)●M/IO為低，W/R為低，選中的端口將數(shù)據(jù)送上DBAYEN三態(tài)門A：輸入端Y：輸出端EN：三態(tài)使能端D：輸入端Q：輸出端CLK：控制端QDCLKRD觸發(fā)器R：清零端當清零端有效時（R=0）：Q=0當使能端有效時（EN=0）：Y=A使能端無效時（EN=1）：Y呈高阻狀態(tài)當控制端有效時（CLK=1）：Q=D控制端無效時（CLK=0）：Q不變即CLK的下降沿鎖存。也有上升沿鎖存的D觸發(fā)器。例1：一組開關(guān)狀態(tài)的檢測MOVDX，210HINAL，DX

接數(shù)據(jù)總線

DBD0D7210HIOR與非門IORW/RM/IO與非門┅+5VK0K1K2K3K4K5K6K7電阻三態(tài)門74LS244AYYYYYYYYAAAAAAAENENENENENENENEN2.OUT指令的執(zhí)行過程指令格式：OUT端口地址，AL執(zhí)行過程：●端口地址送上A15～A0●欲送至端口的數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線●M/IO為低，W/R為高，將數(shù)據(jù)鎖入端口例2利用微機控制發(fā)光二極管LED的狀態(tài)。IOW212HMOVDX，212HMOVAL，00HOUTDX，ALIOWW/RM/IOLED0LED1LED2LED3LED5LED6LED7+5V××××××××LED4RRRRRRRR數(shù)據(jù)總線D0D7DQCLK74LS273DQCLKDQCLKDQCLKDQCLKDQCLKDQCLKDQCLKDQCLKIORIOW例3：利用開關(guān)Ki控制小燈LEDi的狀態(tài)。設(shè)開關(guān)Ki閉合，小燈LEDi亮開關(guān)Ki斷開，小燈LEDi滅INAL，90HOUT91H，ALSTART：或：INAL，DXOUTDX，ALSTART：MOVDX，90HINCDXD0D7數(shù)據(jù)總線91H90H××R×R+5V┋RLED0LED1LED774LS273CLKD0D1D7Q0Q1Q7┋┋┋+5VRRRK0K1K7┋┅EN74LS244A0A1A7Y0Y1Y7┋┋┋二、CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式

在CPU與外設(shè)之間進行數(shù)據(jù)傳送的方式有：無條件傳送、查詢傳送、中斷控制、直接存儲器存?。―irectMemoryAccess，簡稱DMA）傳送方式和I/O處理機方式。無條件傳送方式適用于隨時準備就緒的簡單外設(shè)。接口電路中僅需數(shù)據(jù)端口。無條件傳送方式的輸入接口電路無條件傳送方式的輸出接口電路2.查詢方式適用于CPU與慢速的外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送。查詢式接口電路一般有：數(shù)據(jù)端口、狀態(tài)端口、控制端口。讀外設(shè)狀態(tài)準備好？Y數(shù)據(jù)輸入/輸出N查詢輸入方式例：假定數(shù)據(jù)端口地址為210H，狀態(tài)端口地址為211H，如何編程控制該輸入設(shè)備？答：MOV DX，211HIN AL，DX；設(shè)置狀態(tài)端口地址；輸入狀態(tài)信息AND AL，10HJZ NOTRDY；只保留D4位；判斷外設(shè)是否準備好MOV DX，210HIN AL，DX；設(shè)置數(shù)據(jù)端口地址；從外設(shè)輸入數(shù)據(jù)NOTRDY:查詢輸出方式例：假定數(shù)據(jù)端口地址為310H，狀態(tài)端口地址為311H，如何編程控制該輸出設(shè)備？答：MOV DX，311HIN AL，DX；設(shè)置狀態(tài)端口地址；輸入狀態(tài)信息AND AL，01HJNZ BUSY；只保留D0位；判斷外設(shè)是否忙碌MOV AL，0MOV DX，310HOUT DX，AL；設(shè)置數(shù)據(jù)端口地址；輸出數(shù)據(jù)到外設(shè)BUSY:3.中斷控制方式適用對象與程序查詢方式相同

微機與外設(shè)并行工作，外設(shè)有請求時，對其進行服務(wù)，否則不對該外設(shè)進行任何操作?？纱蟠筇岣逤PU的利用率。中斷方式輸入接口電路4.DMA方式在主存與外設(shè)間建立直接數(shù)據(jù)通道，進行數(shù)據(jù)傳送。特點：傳送過程不需CPU干預(yù)，速度快。其傳送過程受專用硬件DMAC控制。無條件、查詢、中斷均屬于程控式，而DMA方式是非程控方式。區(qū)別如下：CPUM

外設(shè)MOVINOUT直接通道DMAC聯(lián)絡(luò)MOV程控5.I/O處理機傳送方式

該方式中，IO處理機用自己專門的指令和程序，負責輸入輸出。此時主CPU將只負責“數(shù)據(jù)處理”工作。第二節(jié)中斷及中斷控制器8259A●教學目標介紹中斷的有關(guān)基本概念●學習要求了解什么是中斷及中斷類型介紹可編程中斷控制器8259A了解中斷響應(yīng)的條件及中斷響應(yīng)的過程了解多中斷源時的中斷識別與管理方法了解什么是中斷向量，熟悉中斷向量表的設(shè)置方式掌握8259A的結(jié)構(gòu)、工作過程掌握8259A與CPU的連接方法及使用方法一、中斷的基本概念1.什么是中斷中斷服務(wù)程序1中斷服務(wù)程序

2非預(yù)料事件1非預(yù)料事件

2CPU執(zhí)行流程

在CPU正常運行程序時，由于內(nèi)部或外部某個非預(yù)料事件的發(fā)生，使CPU暫停正在運行的程序，而轉(zhuǎn)去執(zhí)行處理引起中斷事件的程序，然后再返回被中斷的程序，繼續(xù)執(zhí)行。這個過程就是中斷。2.中斷源與中斷向量表

1)中斷源

能夠引發(fā)CPU中斷的信息源,稱為中斷源。80X86微機系統(tǒng)中最多允許有256種中斷源，中斷源類型編號為0～255。

按中斷源的性質(zhì)可以把中斷分為內(nèi)中斷和外中斷兩類。內(nèi)中斷（軟中斷）

指CPU執(zhí)行某些特殊操作或由INT指令引起的中斷，通常分為以下三類：①CPU在執(zhí)行程序過程中，出現(xiàn)某些需要處理的異常而產(chǎn)生的中斷；中斷類型0——

除法錯中斷；中斷類型4——

即INTO指令中斷；②使用調(diào)試程序中的單步或斷點設(shè)置操作引起；使TF=1時，CPU便工作在單步方式下；而斷點是將指令I(lǐng)NT3插入在程序中，CPU執(zhí)行到該指令時引起中斷。③執(zhí)行INTn指令引起；外中斷（硬中斷）

指外部芯片通過CPU的INTR、NMI兩條外部中斷請求輸入線向CPU申請中斷請求而引起的中斷。①非屏蔽中斷通過CPU的NMI引腳產(chǎn)生，當NMI上有正跳變信號時，產(chǎn)生一個內(nèi)部引導的類型2中斷。此外，NMI引腳上的中斷請求不受IF標志的控制，IF不能屏蔽NMI引腳上的中斷請求。②可屏蔽中斷

通過CPU的INTR引腳產(chǎn)生，當INTR上有高電平信號且中斷允許標志位IF置“1”時即產(chǎn)生中斷。

CPU是否響應(yīng)INTR引腳上的中斷請求取決于IF標志：

IF=1，CPU響應(yīng)INTR引腳上的中斷請求；

IF=0，CPU不響應(yīng)INTR引腳上的中斷請求。即當IF=0時，將INTR引腳上的中斷申請屏蔽。2)中斷向量表

實模式下中斷向量就是中斷服務(wù)程序入口地址。內(nèi)存中斷向量表0:0~0:3FFH1000:150h3000:200h0:N×40:N×4+20:0000::

0200h3000h::

MOVAX,0ADDAX,DXMOV[DI],AX::

MOVBX,CX::

IRET:類型N中斷子程某中斷源申請中斷，申請執(zhí)行類型號為N的中斷子程響應(yīng)中斷前

SS:SP響應(yīng)中斷后SS:SP

堆棧

01501000

(F)(IP)=0200h(CS)=3000h0:3FFH0:0

從中斷子程序返回斷點處，靠的是執(zhí)行中斷子程序最后的指令I(lǐng)RET;

從堆棧中取出斷點地址給CS:IP，繼續(xù)執(zhí)行被中斷的程序。故中斷子程序最后要安排IRET

指令。SS:SP

堆棧執(zhí)行IRET后

(IP)(CS)(F)01501000(F)SS:SP1000:150h3000:200h0:N×40:N×4+20:0000::

0200h3000h::MOVAX,0ADDAX,DXMOV[DI],AX、::MOVBX,CX::

IRET:內(nèi)存3)中斷向量表的設(shè)置當CPU響應(yīng)中斷時，將從中斷向量表中讀取中斷向量送給CS和IP，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序。因此，用戶必須將中斷服務(wù)程序的入口地址填入系統(tǒng)的中斷向量表中，填入的方法有兩種。①用程序設(shè)置中斷向量表假設(shè)中斷類型號為32H，中斷服務(wù)程序的名稱為INTSUB。CLI ；關(guān)中斷MOV AX，0MOV ES，AXMOV DI，4*32HLEA AX，INTSUBCLDSTOSWMOV AX，SEGINTSUBSTOSWSTI ；開中斷

②用DOS功能設(shè)置中斷向量表

利用INT21H的35H號功能可實現(xiàn)取原中斷向量，所取得中斷向量放在ES:BX中。MOV AL，N ；N為中斷類型號MOV AH，35H INT 21H ；ES:BX中為N號中斷的原中斷向量PUSH ESPUSH BX

利用INT21H的25H號功能可實現(xiàn)設(shè)置新中斷向量，新中斷向量應(yīng)放在DS:DX中。CLI ；關(guān)中斷PUSH DS MOV AX，SEGINTSUB ；INTSUB的段基址存入DSMOV DS，AXLEA DX，INTSUB ；INTSUB偏移地址存入DXMOV AL，N ；中斷類型號NMOV AH，25HINT 21H ；將DS:DX放置中斷向量表中POP DSSTI ；開中斷

在主程序結(jié)束前恢復原中斷向量，可采用以下程序段實現(xiàn)：

……

；將保存于堆棧的原中斷向量彈出DS:DXPOP DX POP DS ;調(diào)用21H中斷的25H功能裝填中斷矢量

MOV AL，N MOV AH，25H INT 21H

……4)中斷描述符表80486工作在保護模式下時，采用“中斷描述符”來描述中斷服務(wù)程序，從中斷描述符表(IDT)中取得中斷描述符。

IDT可位于線性地址空間中的任何地方，CPU通過中斷描述符表寄存器IDTR確定IDT的基地址，該寄存器保存有32位的基地址和IDT界限。中斷描述符的格式中斷描述符存放在IDT中，每個中斷描述符由8個字節(jié)組成（0字節(jié)～7字節(jié)）。80486保護方式下中斷/異常處理程序進入過程3.中斷優(yōu)先級與中斷嵌套1)

中斷優(yōu)先級當有多個中斷源同時產(chǎn)生中斷申請時，CPU先響應(yīng)優(yōu)先權(quán)最高的中斷源，再響應(yīng)優(yōu)先級較低的中斷源。2)中斷嵌套

當CPU正在響應(yīng)某個中斷請求，有優(yōu)先權(quán)更高的中斷源發(fā)出請求，CPU會中斷正在執(zhí)行的服務(wù)程序而轉(zhuǎn)去為高級別的中斷源服務(wù)，這個中斷套中斷的過程稱為嵌套。

中斷嵌套可以有多級，具體級數(shù)原則上不限，主要取決于堆棧區(qū)的大小（因為中斷處理前后均需要保護斷點和現(xiàn)場，而斷點信息和現(xiàn)場數(shù)據(jù)的保護是通過堆棧來完成的）。4.CPU響應(yīng)INTR中斷的條件①

CPU內(nèi)部中斷是開放的。②現(xiàn)行指令內(nèi)無總線請求，沒有更高優(yōu)先級別的中斷請求正在被響應(yīng)或正發(fā)出、正掛起。③CPU在現(xiàn)行指令結(jié)束后，即運行到最后一個機器周期的最后一個T狀態(tài)時，才能采樣INTR線而響應(yīng)可能提出了的外中斷請求。內(nèi)中斷處理過程①CPU自動產(chǎn)生中斷類型號n；②SP–2→SP，標志寄存器F內(nèi)容入棧；③SP-2→SP，當前代碼段CS內(nèi)容入棧；④SP–2→SP，當前指令計數(shù)器IP內(nèi)容入棧；⑤禁止外部中斷IF＝0，禁止單步中斷TF＝0；⑥從中斷向量表中取中斷服務(wù)程序入口地址（4*N單元的字內(nèi)容送IP，4*N＋2單元里的內(nèi)容送CS）；⑦轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序；⑧執(zhí)行中斷服務(wù)程序并返回，彈出IP，CS，F(xiàn)，返回斷點，繼續(xù)執(zhí)行。5.中斷處理過程外中斷（INTR）執(zhí)行過程①CPU發(fā)出兩個中斷響應(yīng)信號INTA，第二個INTA時，CPU從當前數(shù)據(jù)總線上取中斷類型碼N（通常由管理INTR的控制器8259A提供）；②SP–2→SP，標志寄存器F內(nèi)容入棧；③SP–2→SP，當前代碼段CS內(nèi)容入棧；④SP–2→SP，當前指令計數(shù)器IP內(nèi)容入棧；⑤禁止外部中斷IF＝0，禁止單步中斷TF＝0；⑥首先從中斷向量表中取4*N單元的字內(nèi)容送IP，然后再取4*N＋2單元里的內(nèi)容送CS；⑦轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序；⑧執(zhí)行中斷服務(wù)程序并返回，彈出IP，CS，F(xiàn)，返回斷點，繼續(xù)執(zhí)行。6.多中斷源的中斷源識別與優(yōu)先級管理優(yōu)先級編碼器RDY7RDY6RDY5RDY4RDY3RDY2RDY1RDY0b0b1b2

中斷優(yōu)先級編碼電路菊花環(huán)（或稱為鏈式）排隊電路二、中斷控制器8259A1.8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與引腳功能1).引腳概述②D0～D7、①IR0～IR7、INTAA0

、RDCS、WR、③EN、SP/CAS0～CAS2INT、2).內(nèi)部結(jié)構(gòu)①中斷請求寄存器IRRIRR0IRR7IRRi=1，有請求IRR41IRR21②中斷屏蔽寄存器IMRIMR7IMR0IMRi=1，屏蔽中斷請求IMR40IMR20③中斷服務(wù)寄存器ISRISRi=1，該請求正在被響應(yīng)ISR0ISR7ISR4111④優(yōu)先級分析器PR用于對各中斷請求進行擇優(yōu)◆擇優(yōu)的對象是：沒被屏蔽的IRi◆擇優(yōu)的方式：由編程決定◆擇優(yōu)的結(jié)果：找出優(yōu)先權(quán)最高的中斷源，送出中斷類型號，并將ISR對應(yīng)位置1。⑤控制邏輯⑥讀/寫電路⑦數(shù)據(jù)總線緩沖器⑧級聯(lián)緩沖器/比較器⑨初始化命令寄存器組和操作命令寄存器組用于設(shè)定或改變8259A的工作方式2.8259A與總線的連接方波鍵盤保留串口2

硬盤軟盤打印機IOWA0CS8259A總線A0數(shù)據(jù)線IORRDWR片選譯碼IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7A5~A9D0~D7D0~D7VccSP/ENCAS0CAS1CAS2GND+5V20H~3FH用于多片8259A級連情況INTAINTINTAINTR串口1

A9～A6A5A4～A1A00～01××××A0●只有在G1=1且G2A=0且

G2B=0時，該芯片才能工作?！裨谌魏螘r候，8個輸出只能有一個可以為低電平，其余全為高電平?！窀鶕?jù)選擇輸入端C、B、A的不同狀態(tài)組合，確定哪一個輸出引腳變?yōu)榈碗娖健?00001010011100101110111CBA輸出為0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7地址譯碼器（74LS138）G1G2BG2ABCAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7允許輸入端選擇輸入端輸出端74LS138G1G2BG2ABCAY0Y1Y774LS138A9A8A7A6A5AENCS20H~3FH地址：3.8259A的中斷優(yōu)先權(quán)管理方式8259A有五種優(yōu)先級管理方式，所有的優(yōu)先級管理方式均可通過編程來設(shè)置。8259AIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7INT8259AIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7INT（主片）（從片）INTR①全嵌套方式

即固定優(yōu)先級方式，它是一種最普通的工作方式。該方式屏蔽同級和低級的中斷請求。優(yōu)先級順序為：IR0IR7高低

適用于多片8259A級連且響應(yīng)的中斷優(yōu)先級保存在各從片中的大系統(tǒng)。該方式只屏蔽低級的中斷請求。②特殊全嵌套方式與普通全嵌套方式相比，特殊全嵌套方式的特殊性表現(xiàn)在：●當從片的中斷請求被響應(yīng)后,主片并不封鎖從片的INT輸入端,以便從片優(yōu)先級更高的請求可得到響應(yīng)；●在從片中斷服務(wù)程序結(jié)束前要檢查其ISR內(nèi)容,檢測剛執(zhí)行完的中斷是否是該從片唯一的中斷請求源,如是,則分別向主片和從片發(fā)送非特殊EOI命令,使從片、主片相繼結(jié)束中斷；否則，只向從片發(fā)一個EOI命令，主片仍不結(jié)束中斷。③自動循環(huán)方式高

低

其優(yōu)先級自動循環(huán)，即已服務(wù)的中斷源自動降為最低優(yōu)先級；如原優(yōu)先級順序為：

IR0→IR1→IR2→IR3→IR4→IR5→IR6→IR7

若IR2已被響應(yīng)，則優(yōu)先級順序自動變?yōu)椋?/p>

IR3→IR4→IR5→IR6→IR7→IR0→IR1→IR2高

低

④特殊循環(huán)方式——

指定優(yōu)先級方式

通過程序指定某中斷源為最低優(yōu)先級后，其它順延。如指定IR6為最低優(yōu)先級，此時優(yōu)先級順序為：

IR7→IR0→IR1→IR2→IR3→IR4→IR5→IR6⑤特殊屏蔽方式——

允許低級中斷嵌套高級中斷的方式普通屏蔽方式下，中斷嵌套受IMR、ISR兩重控制；特殊屏蔽方式下，中斷嵌套僅受IMR控制。①中斷請求寄存器IRR鎖存外部的中斷請求。4.8259A處理過程②中斷屏蔽寄存器IMR決定IRR中的中斷請求是否進入優(yōu)先級裁決器PR。③中斷服務(wù)寄存器ISR中記錄CPU正在響應(yīng)的中斷。ISR中的某位為1，表示CPU正在響應(yīng)此級中斷，即正在執(zhí)行此中斷源的中斷子程；ISR中的某位為0，表示CPU沒有或已響應(yīng)完此級中斷，即沒有執(zhí)行此中斷源的中斷子程序。IMR對應(yīng)位為0，允許中斷請求進入優(yōu)先級裁決器。IMR對應(yīng)位為1，不允許進入，中斷請求被IMR屏蔽。④優(yōu)先級裁決器PR根據(jù)IRR和ISR的內(nèi)容,決定是否發(fā)出中斷請求信號INT。

如果IRR比ISR中記錄的中斷優(yōu)先級高，則通過8259A的INT引腳向CPU發(fā)出中斷請求信號；如果進入的中斷申請不比ISR中記錄的中斷優(yōu)先級高，同級或低級，則不向CPU發(fā)中斷請求信號。IORIOW總線數(shù)據(jù)線D0~D7INTAA0片選譯碼A5~A9CSA0RD

INTAWRINTD0~D7

ICW1

芯片控制

ICW2

中斷類型號

ICW3

主從片關(guān)系

ICW4

方式控制00100000

ISR當前中斷服務(wù)寄存器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7OCW1

中斷屏蔽寄存器IMR

00

OCW2

優(yōu)先級、發(fā)EOI

OCW3特殊屏蔽設(shè)置PR優(yōu)先級裁決器IRR中斷請求寄存器10000001

10010100INTR

若8259A向CPU發(fā)中斷請求信號，且CPU響應(yīng)，則8259A在CPU的中斷響應(yīng)周期送出中斷類型號。CPU接收到INTR上的中斷申請信號后：如果IF標志為0，則CPU不響應(yīng)此中斷請求信號,即中斷請求被IF屏蔽。如果IF標志為1,則處理完當前的指令后,進入中斷響應(yīng)周期通過INTA引腳發(fā)出兩個負脈沖信號后，從數(shù)據(jù)總線上獲取中斷類型號，進入中斷響應(yīng)的過程。將ISR中對應(yīng)位置1，表示CPU響應(yīng)該中斷，執(zhí)行此中斷源的中斷服務(wù)程序。將IRR中對應(yīng)的位清0，清除IRR中鎖存的中斷請求信號。8259A在接收到第一個INTA中斷響應(yīng)信號后：001

00000

ISR當前中斷服務(wù)寄存器IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7PR優(yōu)先級裁決器IRR中斷請求寄存器10000001

ICW1

芯片控制

ICW2

中斷類型號

ICW3

主從片關(guān)系

ICW4

方式控制OCW1

中斷屏蔽寄存器IMR

00

OCW2

優(yōu)先級、發(fā)EOI

OCW3特殊屏蔽設(shè)置10010100IORIOW總線數(shù)據(jù)線D0~D7INTAA0片選譯碼A5~A9CSA0RDWR

INTAINTD0~D7INTR018259A在接收到第二個INTA中斷響應(yīng)信號前：

將被響應(yīng)中斷申請的中斷類型號放上數(shù)據(jù)總線，類型號由ICW2提供，在初始化8259A時已設(shè)定好。CPU無條件的從數(shù)據(jù)總線上讀取中斷類型號，進入CPU響應(yīng)中斷的過程，轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。CPU在發(fā)出第二個INTA中斷響應(yīng)信號后：(2)中斷結(jié)束命令EOI

由8259A的工作過程可知，ISR中的內(nèi)容是優(yōu)先級裁決器進行裁決的重要依據(jù)，CPU響應(yīng)某級中斷后，8259A自動將ISR的對應(yīng)位置1。如果CPU已執(zhí)行完中斷服務(wù)程序，而ISR中的對應(yīng)位仍為1，8259A的優(yōu)先級裁決器仍會據(jù)ISR的內(nèi)容做裁決，從而會屏蔽低級或同級的中斷申請。因此，在中斷服務(wù)程序返回之前，將ISR中對應(yīng)位清0，它是8259A認為中斷結(jié)束的標志。①自動結(jié)束方式

8259A在接收到第二個中斷響應(yīng)脈沖INTA時就會自動清除ISR中的相應(yīng)位。該方式只能用在系統(tǒng)中只有一片8259A且多個中斷不會嵌套的情況下。②非自動結(jié)束方式※一般結(jié)束方式

8259A在接收到一般結(jié)束命令時，就會將ISR中優(yōu)先級最高的位清0，結(jié)束當前正在處理的中斷。該方式適用于8259A工作在全嵌套方式下的情況?！厥饨Y(jié)束方式當8259A工作在非全嵌套方式下，可選特殊結(jié)束方式。該方式下，通過命令將ISR中的指定位清0，結(jié)束當前中斷。除零

固定類型號00HOF為1執(zhí)行INTO指令固定類型號04H②使用DEBUG下的單步和斷點操作固定類型號01H固定類型號03H內(nèi)中斷由指令中給出

指令中指定類型號N①非屏蔽中斷引腳NMI上有中斷申請信號（上升沿信號）①CPU執(zhí)行除零或OF為1執(zhí)行INTO指令外中斷單步斷點③執(zhí)行中斷調(diào)用指令I(lǐng)NTN非屏蔽中斷固定類型號02H②可屏蔽中斷當IF=1,引腳INTR上有中斷申請信號(高電平信號)CPU從數(shù)據(jù)總線上獲取中斷類型號可屏蔽中斷外部接口送上類型號根據(jù)80x86CPU對中斷的分類，各中斷獲取類型號的方法IRR0IRR7從8259A的INT引腳接到主8259A的IR2上。從8259AIRR41ISR0ISR7IRR0IRR7主8259AISR0ISR7IRR21ISR21ISR41IRR0IRR7IRR40IRR0IRR7IRR20IRR21IRR21IRR21ISR0ISR7ISR41ISR21IRR20ISR20ISR40ISR20從片的中斷服務(wù)程序結(jié)束時程序流程圖如下：向從片發(fā)出EOI結(jié)束命令（將從片ISR中相應(yīng)位清零）讀從片的ISR寄存器→ALAL=0？向主片發(fā)出EOI結(jié)束命令（將主片ISR中相應(yīng)位清零）YIRETN5.8259A的編程4個初始化命令寄存器

ICW1、ICW2ICW3、ICW4

3個操作命令寄存器

OCW1（IMR）

OCW2、OCW3當前中斷服務(wù)寄存器ISR中斷申請寄存器IRR

8259A中斷控制器內(nèi)部有9個可讀寫的寄存器。

1×

I3I4ICW1

芯片控制

ICW2

中斷類型號

ICW3

主從片關(guān)系

ICW4

方式控制處理部分控制部分00000000

ISR當前中斷服務(wù)寄存器PR優(yōu)先級裁決器IRR中斷申請寄存器00000000

中斷屏蔽寄存器IMROCW2

10010100

00

01

OCW3OCW18259A有兩個I/O端口地址A0=0偶地址端口A0=1奇地址端口

對9個寄存器的讀寫均通過這兩個端口實現(xiàn)。根據(jù)寫入數(shù)據(jù)的特征位或?qū)懭氲南群箜樞?，區(qū)分是對哪個寄存器進行操作。

1×

I3I4ICW1

芯片控制

ICW2

中斷類型號

ICW3

主從片關(guān)系

ICW4

方式控制處理部分控制部分00000000

ISR當前中斷服務(wù)寄存器PR優(yōu)先級裁決器IRR中斷申請寄存器00000000

中斷屏蔽寄存器OCW2

10010100

00

01

OCW3OCW1D0~D7A0CSRDWR80111A0100A08259A的初始化編程8259A的初始化編程的順序及內(nèi)容①ICW1

A0D7D6D5D4D3D2D1D00×1LTIMSNGLIC4×××D4—

特征位，=1；D3—

規(guī)定觸發(fā)方式，

1是高電平，0是上升沿；D1—

規(guī)定是單片還是級連，

1為單片，0為級連；D0—

規(guī)定是否要寫ICW4，

1要寫，0不寫；②ICW2③ICW3A0D7D6D5D4D3D2D1D01T7T6T5T4T3×××A0D7D6D5D4D3D2D1D01D7～D3表示中斷類型號的高5位，D2～D0無效。

假設(shè)該8259A的IR0～IR7的中斷類型號為50H～57H，則初始化該8259A時ICW2應(yīng)該為：01010000BICW3是8259A的級連控制字，只有多片8259A級連時才需要寫ICW3。

對于主片8259A，若IR0～IR7上連接有從片8259A，則主片ICW3的相應(yīng)位置1。對于從片8259A，只有D0～D2有效，其INT信號連接到主片的某根IR信號上，則從片ICW3的D0～D2為IR序號。

若只有兩片8259級連，且從片8259的INT信號接到了主片8259的IR2上。主片ICW3：00000100B從片ICW3：00000010B④ICW40001SFNMBUFM/SAEOIUPMA0D7D6D5D4D3D2D1D0D4—

指定中斷嵌套方式，

0是全嵌套方式，1是特殊全嵌套方式；D3—

數(shù)據(jù)緩沖選擇，

1有緩沖，0是無緩沖；D3=1時，8259A的D0～D7同系統(tǒng)總線之間有三態(tài)緩沖器，SP/EN用來控制三態(tài)門。另外用D2位來說明8259的主從關(guān)系。有多片8259A級聯(lián)時，只能由D2位來說明主從關(guān)系。

只有兩片8259A級聯(lián)時，主片的SP接高電平，從片的SP接低電平。D2—D3=1時才有效，1為主片，0為從片；D1—

規(guī)定中斷結(jié)束方式，

1為自動結(jié)束，0為一般結(jié)束方式；D0—

為CPU型號，8086以上的CPU，D0為1；④ICW40001SFNMBUFM/SAEOIUPMA0D7D6D5D4D3D2D1D08259A的操作編程①

OCW1

②OCW2D7D6D5000001010011100101110111功能清除自動循環(huán)優(yōu)先級命令發(fā)出EOI無操作發(fā)出SEOI設(shè)置自動循環(huán)優(yōu)先級命令設(shè)置自動循環(huán)優(yōu)先級并發(fā)EOI設(shè)置特殊循環(huán)優(yōu)先級命令設(shè)置特殊循環(huán)優(yōu)先級并發(fā)SEOIOCW2的D7～D5位的功能說明A0D7D6D5D4D3D2D1D01M7M6M5M4M3M2M1M0A0D7D6D5D4D3D2D1D00RSLEOI00L2L1L0OCW1為中斷屏蔽字，某位為1時則屏蔽相應(yīng)的IR中斷請求。OCW2可以改變優(yōu)先級結(jié)構(gòu)和發(fā)出EOI中斷結(jié)束命令。D3,D4—

標志位，為00；③OCW3A0D7D6D5D4D3D2D1D000ESMMSMM01PRRRISD3,D4—

標志位，為01；D6,D5—

為10時，禁止特殊屏蔽方式； 為11時，允許特殊屏蔽方式；D2D1D0=010——

對8259A偶地址的讀指令可讀入中斷請求寄存器IRR內(nèi)容；D2D1D0=011——

對8259A偶地址的讀指令可讀入中斷服務(wù)寄存器ISR內(nèi)容；對8259A奇地址的讀指令可讀入中斷屏蔽寄存器IMR的內(nèi)容。D2＝1——

8259A工作于查詢方式，讀8259A的偶地址可獲得狀態(tài)字，若狀態(tài)字的D7=1，表示有中斷請求發(fā)生，D2～D0給出了優(yōu)先級最高的中斷請求的編碼。③OCW3A0D7D6D5D4D3D2D1D000ESMMSMM01PRRRIS

新增允許IR2的中斷申請IN AL,21H ;讀入IMR的內(nèi)容ANDAL,1111

1011B;D2清0,允許IR2的中斷申請OUT21H,AL ;寫OCW1

禁止IR4的中斷申請IN AL,21H ;讀入IMR的內(nèi)容ORAL,00010000B;D4置1,禁止IR4的中斷申請OUT21H,AL;寫OCW1例：已知IBMPC/XT系統(tǒng)中主8259A的奇端口地址為21H。8259A在PC中的基本應(yīng)用從8259AIRQ8IRQ9IRQ10IRQ11IRQ12IRQ13IRQ14IRQ15主8259AIRQ0IRQ1IRQ3IRQ4IRQ5IRQ6IRQ7INT至CPUINT中斷路由器IRQ7IRQ6IRQ5IRQ4IRQ3IRQ2ISA總線PCI總線PCI總線系統(tǒng)時鐘鍵盤主、從8259A級連的中斷控制邏輯主片的端口地址：

20H,21H從片的端口地址：

A0H,A1H

8259A在PC中的基本應(yīng)用8259AIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7INT8259AIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7INT（主片）（從片）INTR主8259A占用的端口地址范圍：20H～3FH；從8259A占用的端口地址范圍：A0H～BFH；8259A各中斷請求的功能分配情況中斷申請引腳IRQ0IRQ1IRQ2IRQ3IRQ4IRQ5IRQ6IRQ7IRQ8IRQ9IRQ10IRQ11IRQ12IRQ13IRQ14IRQ15中斷類型號08h09h0Ah0Bh0Ch0Dh0Eh0Fh70h71h72h73h74h75h76h77h哪個設(shè)備使用系統(tǒng)時鐘(8254)鍵盤連接從8259COM2串口2COM1串口1保留軟盤控制器LPT1并口實時時鐘(RTC)保留(軟件指向0Ah類型)保留顯卡鼠標數(shù)值協(xié)處理器硬盤控制器保留主、從8259A中斷服務(wù)程序的中斷結(jié)束命令對主8259A的中斷服務(wù)程序有：

MOV AL，20H ；EOI命令

OUT 20H，AL ；寫主片的OCW2 IRET對從8259A的中斷服務(wù)程序有：

MOV AL，20H ；EOI命令，

OUT 0A0H，AL ；寫從片的OCW2 MOV AL,00001011B OUT 0A0H，AL ；寫從片的OCW3 IN AL，0A0H ；讀入從片的ISR的內(nèi)容

CMP AL，0 JNZ IEXIT MOV AL,20H ；EOI命令

OUT 20H,20H ;寫主片的OCW2IEXIT：IRET5.8255綜合應(yīng)用舉例

利用8254和8255實現(xiàn)對A口所接的八個發(fā)光二極管的定時控制（PAi接Li），讓8個發(fā)光二極管任何時刻都只有一個點亮，每隔1s改變一次狀態(tài)，且從L1到L8依次循環(huán)點亮。(PAi=1，Li亮；PAi=0，Li滅）定時1s的功能可通過8254的兩個通道級聯(lián)實現(xiàn)：8254通道0定時20ms，CLK0上的時鐘脈沖頻率為2MHz，OUT0接到CLK1，通道1計數(shù)50次，OUT1接到系統(tǒng)主8259A的IR3。8255的地址為208H～20BH，8254的地址為20CH～20FH，主8259A的地址為20H～21H，中斷類型號為08H～0FH。程序流程圖：8255初始化LED狀態(tài)初始化8254初始化中斷邏輯初始化開中斷等待中斷主程序中斷服務(wù)程序改變LED狀態(tài)送中斷結(jié)束命令中斷返回CODESEGMENT ASSUMECS:CODESTART:

;8255的初始化

MOVDX，20BH MOVAL，80H OUTDX，AL ;建立LED初始狀態(tài)

MOVDX，208H MOVAL，01H OUTDX，AL MOVBH，AL;8254的初始化MOVDX，20FHMOVAL，00110100BOUTDX，AL；計數(shù)器0初始化—方式2MOVDX，20CHMOVAX，40000OUTDX，AL；計數(shù)器0送TCMOVAL，AHOUTDX，AL；先寫低字節(jié)；后寫高字節(jié)MOVDX，20FHMOVAL，01010001BOUTDX，AL；計數(shù)器1初始化—方式0MOVDX，20DHMOVAL，50HOUTDX，AL；計數(shù)器1送TC;中斷初始化INAL，21HANDAL，11110111BOUT21H，AL；開放IR3中斷CLIXORAX，AXMOVES，AXMOVBX，OFFSETINTPROCMOVAX，SEGINTPROCMOVDI，0BHSHLDI，2MOVES：[DI]，BXMOVES：[DI+2]，AX；填充中斷矢量表STI;等待中斷WAIT1：HLT JMPWAIT1PRO_END:MOVAH,4CH INT21H;中斷服務(wù)程序INTPROCPROCFAR ；保存小燈的當前狀態(tài)；改變小燈狀態(tài)；向8259A發(fā)出EOI命令I(lǐng)NTPROCPROCFARCODE ENDS END STARTMOVDX，20HMOVAL，20HOUTDX，ALIRETMOVDX，20DHMOVAL，50HOUTDX，AL；計數(shù)器1送TCMOVAL，BHROLAL，01HMOVDX，208HOUTDX，ALMOVBH，AL附錄4：BIOS中斷16H號中斷的1號功能：讀鍵盤緩沖區(qū)字符；有鍵按下時，ZF=0，AL=按鍵的ASCII碼；無鍵按下時，ZF=1。NOKEY：MOV AH，1 INT 16H JZ NOKEY ；無鍵按下時就循環(huán)等待退出循環(huán)時，ZF=0，AL=按鍵的ASCII碼。系統(tǒng)中斷綜合應(yīng)用舉例

系統(tǒng)主板上集成有8254芯片，其計數(shù)器0是產(chǎn)生時鐘信號的系統(tǒng)計時器，OUT0產(chǎn)生的是18.206Hz的方波信號。OUT0端接到了8259A的IRQ0，用作中斷請求信號，也就是每秒鐘產(chǎn)生18.206次IRQ0中斷。例：在屏幕上顯示當前秒數(shù)，按任意鍵退出程序。Data setmentsecdb0hsecchgdb 0 ;當sec改變時置為0FFHdstrdb30h,30h,0dh,'$'dsegdw0dipdw0cuntdb0Data endsCode segment assumecs:code,ds:dataStart:mov ax,data mov ds,axmoval,08hmovah,35hint21h ；取系統(tǒng)中斷向量movdseg,esmovdip,bx ；保存系統(tǒng)中斷向量cli ；關(guān)中斷push dsmovdx,offsetmytimermovax,segmytimermovds,axmovax,2508hint21h ；設(shè)置中斷向量pop ds sti ；開中斷disp_sec:；在屏幕上顯示當前計數(shù)值

mov secchg,0 ；將標志清零

moval,secmovdstr,alanddstr,0f0hshrdstr,4adddstr,30h ；轉(zhuǎn)換十位

moval,secmovdstr+1,alanddstr+1,0fhadddstr+1,30h ；轉(zhuǎn)換個位

leadx,dstrmovah,09hint21hpkey: movah,01hint16h jnzexit_pro；有鍵按下結(jié)束程序

cmp secchg,0ffh jz disp_sec jmp pkeyexit_pro：cli movdx,dipmovax,dsegmovds,axmovax,2508hint21h ；恢復中斷向量

movah,4chint21h ；返回DOSmytimerprocfarmovax,datamovds,ax ；數(shù)據(jù)段賦值

inccuntcmpcunt,18 ；是否延時滿1秒

jnzexit_intmovcunt,0 ；計數(shù)器清零

mov secchg，0FFH；設(shè)置標志位

moval,sec incal ；秒數(shù)加1daa ；BCD碼調(diào)整

movsec,alcmpsec,60h ；是否滿60秒

jnzexit_intmovsec,0 ；滿60秒，清零exit_int: moval,20hout20h,al ；向系統(tǒng)主8259A發(fā)出 ；EOI中斷結(jié)束命令

iret ；中斷服務(wù)程序返回mytimerendpcodeendsendstart●教學目標介紹定時器/計數(shù)器的基本概念●學習要求了解定時器/計數(shù)器的基本工作原理介紹可編程定時器/計數(shù)器芯片8254熟悉8254的主要功能、基本結(jié)構(gòu)及工作過程掌握8254的使用方法第四節(jié)可編程定時器/計數(shù)器8254及其應(yīng)用

微機系統(tǒng)實現(xiàn)定時功能，主要有三種方法：軟件定時、不可編程硬件定時和可編程硬件定時。軟件定時是通過執(zhí)行一個固定的程序段來實現(xiàn)定時。由于CPU執(zhí)行每條指令都需要一定時間，因此執(zhí)行一個固定的程序段就需要一個固定的時間。定時或延時時間的長短可通過改變循環(huán)次數(shù)來控制。不可編程的硬件定時常采用中小規(guī)模集成電路實現(xiàn)。如使用555定時器等，硬件定時方案不占用CPU時間，但電路連接好后，定時值就不能改變?？删幊逃布〞r用可編程定時器/計數(shù)器來實現(xiàn)，本節(jié)主要介紹IBMPC系列微機使用的Intel8254可編程定時器/計數(shù)器。一、概述二、8254的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能計數(shù)器0、1、2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)16位初值寄存器由CPU分兩次寫入16位減1計數(shù)器：在CLK的作用下，對計數(shù)初值N進行減1，當減為0時,在OUT引腳上產(chǎn)生回零時間到信號16位鎖存器其值隨減1計數(shù)器改變而改變〃8D7D0～A1IOWIOR地址：20CH～20FHA0GATE0CLK0OUT0D7D0～A1WRRDCS8254A0GATE1CLK1OUT1GATE2CLK2OUT2三、8254接口設(shè)計A15...200000010000011BA15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2CS與門A15...A200000010000011B四、8254的工作方式五、8254的編程1.方式控制字計數(shù)時：計數(shù)初值N即為所需脈沖數(shù)2.計數(shù)初值（N）定時時間T=CLK時鐘周期tCL×計數(shù)初值（N）N=T/tCL

機房的實驗板上集成了一個8254芯片，其端口地址分配如下：

計數(shù)器0的地址——20CH；計數(shù)器1的地址——20DH；計數(shù)器2的地址——20EH；控制字寄存器地址——20FH；初始化步驟：1、設(shè)置計數(shù)器的工作方式；2、設(shè)置計數(shù)初值； （向控制地址寫控制字）（向計數(shù)器地址寫初值）例：選計數(shù)器0為計數(shù)方式，每計50個脈沖中斷一次；計數(shù)器1為定時方式，定時時間為20ms（設(shè)CLK0和CLK1引入的時鐘頻率都為2MHZ），請編制出有關(guān)的初始化程序。①通道0的方式控制字②通道0的計數(shù)初值③通道1的方式控制字00010100B（只讀/寫低字節(jié)、方式2、二進制計數(shù)）N=5001110100B④通道1的計數(shù)初值20ms=0.5μs×NN=20ms/0.5μs=40000初始化程序如下：MOVDX，20FHMOVAL，00010100BOUTDX，ALMOVDX，20CHMOVAL，50OUTDX，ALMOVDX，20FHMOVAL，01110100BOUTDX，ALMOVDX，20DHMOVAX，40000OUTDX，ALMOVAL，AHOUTDX，AL；設(shè)置計數(shù)器0方式；向計數(shù)器0送計數(shù)初值；設(shè)置計數(shù)器1方式；向計數(shù)器1送計數(shù)初值；先寫低字節(jié),后寫高字節(jié)例如：在時鐘頻率為2MHZ前提下，要求利用8254完成1秒鐘的定時。16位計數(shù)器，TC的最大值為：0（65536次）最大定時時間TT=65536×0.5us≈33ms＜1s六、計數(shù)器量程的擴展定時1s所需的時間初值為TC=1s/0.5us=1×106/0.5=2,000,000

硬件法——

級聯(lián)GATE0CLK0OUT0D7D0～A1WRRDCS8254A0GATE1CLK1OUT1時鐘信號(2MHZ)＋5V系統(tǒng)總線此時，通道0定時20ms通道1計數(shù)50次可完成1s定時！TC=TC0*TC1計數(shù)器0和計數(shù)器1必須工作于頻率發(fā)生方式或方波方式

軟件延時

——

利用CPU執(zhí)行每一條指令需要耗費一定時間，利用循環(huán)程序?qū)崿F(xiàn)延時功能。 MOV CX,0FFFFHAGN: NOP ;空指令

NOP LOOP AGN MOV ECX,0FFFFFFHAGN: NOP ;空指令

NOP

LOOPD AGN七、8254在PC中的應(yīng)用PC使用一片8254，其3個計數(shù)通道分別用于日時鐘計時、DRAM刷新定時和控制揚聲器發(fā)聲聲調(diào)，定時中斷和定時刷新MOVAL，36H；計數(shù)器0為方式3，采用二進制計數(shù)，先低后高寫入計數(shù)值OUT43H，AL；寫入方式控制字MOVAL，0；計數(shù)值為0OUT40H，AL；寫入低字節(jié)計數(shù)值OUT40H，AL；寫入高字節(jié)計數(shù)值MOVAL，54H；計數(shù)器工作為方式2，采用二進制計數(shù)，只寫低8位計數(shù)值OUT43H，AL；寫入方式控制字MOVAL，18；計數(shù)初值為18OUT41H，AL；寫入計數(shù)值揚聲器控制

；發(fā)音頻率設(shè)置子程序，入口參數(shù)：AX=1.19318×106÷發(fā)音頻率SPEAKER PROC PUSHAX MOVAL，0B6H；定時器2為方式3，先低后高寫16位計數(shù)值

OUT43H，AL POPAX OUT42H，AL；寫入低8位計數(shù)值

MOVAL，AH OUT42H，AL；寫入高8位汁數(shù)值

RETSPEAKERENDPSPEAKON PROC；揚聲器開子程序

PUSHAX INAL，61H；讀取61H端口的原控制信息

ORAL，03H；D1D0＝PB1PB0＝11B，其他位不變

OUT61H，AL；直接控制發(fā)聲

POPAXRETSPEAKONENDPSPEAKOFFPROC；揚聲器關(guān)子程序

PUSHAX INAL，61H ANDAL，0FCH；D1D0＝PB1PB0＝00B，其他位不變

OUT61H，AL；直接控制閉音

POPAXRETSPEAKOFFENDP可編程硬件延時

；延時開始

MOVAH，0；讀取日時鐘功能調(diào)用（附錄5）

INT1AHADDDX，90；加5秒（5×18＝90）

MOVBX，DX；期望值送BXL1：INT1AH；再讀日時鐘

CMPBX，DX；與期望值比較

INEL1；不等，則循環(huán)

……

；相等，則延時結(jié)束MOVCX，OMOVDX，1952；延時1.952MS＝2×976USMOVAH，86HINT15H；功能調(diào)用返回時，定時時間到●

教學目標介紹并行與串行接口的基本概念●

學習要求了解并行與串行接口的基本功能介紹可編程并行接口芯片8255A熟悉并行接口8255A的主要功能、基本結(jié)構(gòu)及工作過程掌握8255A的使用方法第五節(jié)可編程并行I/O接口芯片8255及其應(yīng)用●并行/串行接口概念

按數(shù)據(jù)傳送方式劃分，I/O接口只有兩種：★并行接口：多位數(shù)據(jù)同時傳送，又分為字并行和字節(jié)并行兩種；★串行接口：多位數(shù)據(jù)一位一位分時傳送；

注意：兩者僅在I/O接口與I/O設(shè)備間有并行、串行之分，CPU與I/O接口間都是并行的。CPUI/O接口I/O外設(shè)

并

串或并一、概述●并行/串行接口在結(jié)構(gòu)和功能上的異同主要區(qū)別：串行接口要實現(xiàn)并—串轉(zhuǎn)換；并行接口則不需要?！駜烧邇?yōu)缺點及適用場合★串行口所需連線少，傳輸速度低，適于速度要求不高或傳輸距離較遠場合?！锊⑿锌趥鬏斔俣雀?，但所需連線多，適于短距離高速傳輸場合。二、8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能●只有在G1=1且G2A=0且G2B=0時，該芯片才能工作；●在任何時候，8個輸出只能有一個可以為低電平，其余全為高電平；●根據(jù)選擇輸入端C、B、A的不同狀態(tài)組合，確定哪一個輸出引腳變?yōu)榈碗娖?。地址譯碼器（74LS138）允許輸入端選擇輸入端輸出端G1G2BG2ABCAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y774LS138000001010011100101110111CBA輸出為0有效Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7三、接口電路地址：208H～20BH〃8D7D0～A1IOWIORA0G1G2BG2ABCAY174LS138A9A8A5A4A3A7A6A2RESETPA0PA7D7D0～A1WRRDCS8255A0PB0PB7PC0PC7～～～RESET外設(shè)外設(shè)外設(shè)四、8255的工作方式8255A有三種工作方式：方式0、方式1、方式21、方式0：基本輸入輸出方式

這種方式下，端口與外設(shè)間不需要聯(lián)絡(luò)信號。8255A的3個端口都可以工作在該方式下，并由控制字規(guī)定為輸入或輸出。當8255A的端口工作在方式0時，CPU只要用輸入或輸出指令就可以與外設(shè)進行數(shù)據(jù)交換。因此，方式0也稱為無條件的輸入/輸出方式。2、方式1：選通輸入輸出方式

這種方式下，只有A口和B口可以作為8位的輸入或輸出端口，C口主要作為A、B兩個端口輸入/輸出時的聯(lián)絡(luò)信號。且A口和B口無論輸入或輸出都有數(shù)據(jù)鎖存功能。該方式下CPU與8255A間可以用查詢方式或中斷方式進行信息交換。

●查詢輸入：外設(shè)接口CPUSTBIBF●選通輸入（查詢方式）：將8255鎖存的數(shù)據(jù)送入

CPU將外設(shè)數(shù)據(jù)鎖存入8255端口中輸入緩沖器滿信號：輸入鎖存器已有數(shù)CPU執(zhí)行IN指令RD輸入選通信號：例：8255A的端口地址是208～20BH,其中A口地址為208H，B口地址為209H，C口地址為20AH，假設(shè)當前A口工作于方式1輸入，如何編程從A口讀入外設(shè)送來的數(shù)據(jù)？MOV DX,20AHIN AL,DXTEST AL,20HJZ NOTRDYNOTRDY:MOV DX,208HIN AL,DX;查詢狀態(tài)--IBFA為PC5;從A口讀入外設(shè)送來的數(shù)據(jù)INTR●