微型計算機(jī)原理ch10并行io接口

微型計算機(jī)原理與接口技術(shù)第10章并行I/O接口10.1 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8255A的外部引腳：復(fù)位信號，RESET=1時，8255內(nèi)部復(fù)位，所有內(nèi)部寄存器清零，A、B、C三個端口自動設(shè)為輸入端口A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0

IORIOWCSA1A0RDWR8255A端口：接口電路中能和CPU直接AE交N

換信息的寄存器控制口寄存初始化命令字8255A有4個端口寄存器如果系統(tǒng)產(chǎn)生片選信號的譯碼電路如圖，則：A數(shù)據(jù)口地址=60HB數(shù)據(jù)口地址=61HC數(shù)據(jù)口地址=62H控制口地址=63H8255A的端口編址：CSA1A0WRRD完成工作00001CPU數(shù)據(jù)→A口數(shù)據(jù)寄存器00101CPU數(shù)據(jù)→B口數(shù)據(jù)寄存器01001CPU數(shù)據(jù)→C口數(shù)據(jù)寄存器01101CPU送來的命令字→控制寄存器00010讀A口數(shù)據(jù)→CPU00110讀B口數(shù)據(jù)→CPU01010讀C口數(shù)據(jù)→CPU注意:

對控制寄存器不能進(jìn)行讀操作10.2 8255A的工作方式A口可工作在方式0、1、2B口可工作在方式0、1C口可工作在方式0工作方式適用端口方式0：基本型輸入/輸出方式A口、B口、C口方式1：選通型輸入/輸出方式A口、B口方式2：雙向數(shù)據(jù)傳送方式A口輸入設(shè)備8255A的A口PA7~PA0IBFASTBAIBF=1，通知外設(shè)輸入緩沖器已滿，請不要再送數(shù)據(jù)只有在IBF=0時，外設(shè)才能寫入數(shù)據(jù)輸入設(shè)備8255A的A口PA7~PA0IBFASTBA輸入設(shè)備8255A的B口PB7~PB0OBFBACKB輸入設(shè)備8255A的B口PB7~PB0OBFBACKBPB0…什么是基本型輸入？（以B口為例）D7

PB7至CPUD0…對B口執(zhí)行一條IN指令打開控制門當(dāng)B口定義為基本型輸入時，它相當(dāng)于一個輸入緩沖器，對B口執(zhí)行一條IN指令，就把輸入數(shù)據(jù)→CPU…什么是基本型輸出？（以A口為例）PA0…從CPU

D7

PA7D0…D

QCP…D

QCP對A口執(zhí)行一條OUT指令鎖存數(shù)據(jù)① 當(dāng)A口定義為基本型輸出時,它為一個輸出鎖存器②

CPU對A口執(zhí)行一條

OUT指令把數(shù)據(jù)鎖存在端口總之：基本型輸入/出時，8255A和外設(shè)之間沒有聯(lián)絡(luò)信號10.3 8255A控制字與初始化編程8255A控制字8255有2個控制字：①

方式選擇控制字②

C口按位置0/置1命令字控制字必須寫入控制口才能有效方式選擇控制字：1D6D5D4D3D2D1D0C口PC7~PC

4

：1=輸入0=輸出A口：1=輸入0=輸出方式選擇：方式0：0

0方式1：0

1方式2：1

XA組：C口PC3~PC

0

：1=輸入0=輸出B口：1=輸入0=輸出方式選擇：方式0：0方式1：0B組：注意：A口工作在方式1、方式2，B口工作在方式1時，D3、D0只能定義部分PC線的入/出A口工作在方式2時，D4不起作用C口上、下半部可以選擇不同的入/出（都是方式0）C端口按位置0/置1控制字：0XXXD3D2D1D0D0功能1PCX置1D3D2D1位選擇000PC0001PC1010PC2011PC3100PC4

注意101PC5110PC6111PC7

0

PCX置0：C口按位置0/1命令字必須寫入控制口8255A初始化編程步驟方式選擇控制字→控制口目的是設(shè)置某一端口的工作方式（根據(jù)需要）C端口按位置0/置1控制字→控制口目的是禁止/允許某一端口提中斷例：要求置A口為方式0輸出，B口為方式0輸入，PC7~4為輸出，PC3~0為輸入解：①

確定方式選擇控制字②

代碼：MOV

AL，83HOUT

控制口地址，AL1

0

0

0

0

0

1

1A

A口

口方

輸式

出0PC7~PC4為輸出B

B口

口方

輸式

入0PC3~PC0為輸入10.4 8255A工作方式與時序一、方式0與時序方式0

輸入時序：數(shù)據(jù)有效tARtIR數(shù)據(jù)有效tHRtRAtRDtDFtRRRD輸入D7~D0CS,

A1,

A0方式0

輸出時序：數(shù)據(jù)有效tAW數(shù)據(jù)有效tDW

tWDtWAtWBtWW輸出D7~D0WRCS,

A1,

A0二、方式1（選通型）輸入及時序A口方式1方式選擇命令字：A口選通型輸入PC4PC5PC3INTEAPC7~PC6PA7~PA0STBAIBFAINTRA空閑1

0

1

1

1/0

X

X

X1=PC7和PC6為輸入線0=PC7和PC6為輸出線A口輸入A口選通型輸入PC4PC5PC3INTEAPC7~PC6PA7~PA0STBAIBFAINTRA空閑2.A口方式1輸入時，A口的中斷管理PC4PC5PC3INTEAPC7~PC6PA7~PA0STBAIBFAINTRA空閑INTEA為A口中斷允許觸發(fā)器，A口選通型輸入當(dāng)A口定義為方式1輸入時：① 用C口置0/置1命令字使PC4=1，則INTEA=1，允許A口中斷② 用C口置0/置1命令字使PC4=0，則INTEA=0，禁止A口中斷當(dāng)INTEA=1之后，若IBFA=1，則A口提出中斷請求注意：中斷允許觸發(fā)器只能受CPU控制，外設(shè)信號STBA不能使其置0/1B口方式1輸入方式選擇命令字：B口選通型輸入PC2PC1PC0INTEBPB7~PB0STBBIBFBINTRB1

X

X

X

X

1

1

X3.

B口方式1輸入的預(yù)置當(dāng)方式字=86H寫入控制口之后，B口即工作在選通型輸入，此時：①

PB7~PB0即為輸入線②

PC2自動定義為入線，稱為STBB③

PC1自動定義為出線，稱為IBFB④

PC0自動定義為出線，稱為INTRB輸出線？輸入線？不再受方式字D0控制B口選通型輸入PC2PC1PC0INTEBPB7~PB0STBBIBFBINTRBB口選通型輸入PC2PC1PC0INTEBPB7~PB0STBBIBFBINTRB5.

方式1輸入的時序tSITtSIBtRITtRIBtPHtSTSTBIBFINTRRD來自外設(shè)的輸入數(shù)據(jù)

tPSSTBIBFINTRRD來自外設(shè)的輸入數(shù)據(jù)STBIBFINTRRD來自外設(shè)的輸入數(shù)據(jù)，后沿使IBF=0，從而結(jié)束一RD信號前沿使INTR=次數(shù)據(jù)輸入過程STBIBFINTRRD來自外設(shè)的輸入數(shù)據(jù)服務(wù)程序執(zhí)行IN指令之后：三、方式1（選通型）輸出及時序PC6PC7PC3INTEAPC4、5空閑ACKAOBFAINTRAA口選通型輸出PA7~01

0

1

0

1/0

X

X

X1=PC4、5為入線0=PC4、5為出線方式選擇命令字A1口方式 輸出PC3、PC6和PC7輸出？輸入？不再受方式字D3、D0控制PC4、PC5空閑，出？入？受方式字D3控制PC6PC7PC3INTEAPC4、5PA7~0ACKAOBFAINTRA空閑A口選通型輸出PC6PC7PC3INTEAPC4、5PA7~0ACKAOBFAINTRA空閑A口選通型輸出ACKBOBFBINTRBPC2PC1PC0INTEBPB7~0B口選通型輸出1

X

X

X

X

1

0

X方式選擇命令字B口方式1輸出入線？出線？不再受方式字D0控制OBFBPC2PC1PC0INTEBPB7~0B口選通型輸出ACKBINTRBOBFBPC2PC1PC0INTEBPB7~0B口選通型輸出ACKBINTRB5.

方式1輸出的時序圖tAXtAOBtAITtWBOBFtWOBINTRWR輸出tWITACKWROBFINTRACK輸出WROBFINTRACK輸出WROBFINTRACK輸出四、8255A的雙向傳輸方式只有A口可以工作在雙向傳輸方式當(dāng)A口工作在雙向方式時，B口可以工作在基本型I/O（不需要聯(lián)絡(luò)線），也可以工作在選通型I/O（使用PC0、PC1和PC2做聯(lián)絡(luò)線）1.

雙向傳輸方式的設(shè)置00B口方式0輸出01B口方式0輸入10B口方式1輸出11B口方式1輸入PC7PC6PC3INTE1PC2~0PA7~0PC4PC5空閑INTRAOBFAACKASTBAIBFAINTE2方式選擇命令字1

1

X

X

X

D2

D1

D0A口雙向1=PC2~0為入線0=PC2~0為出線PC7PC6PC3INTE1PC2~0PA7~0PC4PC5空閑INTRAOBFAACKASTBAIBFAINTE2INTE2為雙向方式中的輸入中斷允許觸發(fā)器①

用C口置0/1命令字使PC4置0，則INTE2=0②

用C口置0/1命令字使PC4置1，則INTE2=1INTE2置1后，若IBFA=1，則

INTRA=1，提出中斷請求PC7PC6PC3INTE1PC2~0PA7~0PC4PC5空閑INTRAOBFAACKASTBAIBFAINTE2五、8255A小結(jié)8255A的工作方式A口可以工作在方式0、1、2，B口可以工作在方式0、1，不能工作在方式2，C口只可以工作在方式0方式0的特點(diǎn)：8255和外設(shè)交換信息時，不需要聯(lián)絡(luò)線方式1、2的特點(diǎn)：8255和外設(shè)交換信息時，需要聯(lián)絡(luò)線C口分為PC7~4、PC3~0二部分，但程序員對C口的讀寫是按字節(jié)操作的A口工作在方式2時，B口只能工作在方式0、1（限制：CPU只能用查詢而不能用中斷和B口交換數(shù)據(jù)）中斷允許觸發(fā)器的置0、置1對程序員來講：工作在方式1、方式2時，8255內(nèi)部有4個中斷允許觸發(fā)器，用“C口專用的置0/1命令字”可以使它們置0/1例：A口工A口方式1輸入作在方式A口方式1輸出1輸入時，執(zhí)行B口方式1輸入：B口方式1輸出A口雙向傳輸INTEAMOV

PCA4L

,000P0C10601BINTEBOUT

8255A控制口,AL

;P即C可2

使INTEPAC置2

1，允許中斷INTE1PC6INTE2PC48255A的初始化編程工作在方式0時：方式選擇命令字→控制口工作在方式1或方式2時：①

方式選擇命令字→控制口②

允許中斷（或禁止中斷）的命令字→控制口六、8255A應(yīng)用舉例例：設(shè)系統(tǒng)機(jī)外擴(kuò)了一片8255A，以及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路，如后頁圖所示。要求：先預(yù)置開關(guān)K3～K1為一組狀態(tài)，然后按下自復(fù)按鈕K產(chǎn)生一個負(fù)脈沖信號輸入到PC4。用發(fā)光二極管LEDi亮來顯示K3～K1的狀態(tài)。主機(jī)鍵盤有任意鍵按下時結(jié)束演示。要求：K3

K2

K1＝000

時，LED1

亮K3

K2

K1＝001

時，LED2

亮K3

K2

K1＝010

時，LED3

亮K3

K2

K1＝011

時，LED4

亮K3

K2

K1＝100

時，LED5

亮K3

K2

K1＝101

時，LED6

亮K3

K2

K1＝110

時，LED7

亮K3

K2

K1＝111

時，LED8

亮K3～K1閉合為0，斷開為1D7~D0D7~D05VRESETIORIOWRDWR口地址譯碼218H~21FHA1A082555VLED8LED7LED1PB7PB6PB0PA2PA1PA0K3K2K15V單脈沖發(fā)生器PC4KIBFAINTRAPC3INTEACSA1A0STBA

PC5[設(shè)計思路]端口地址：A口：218H，21CHB口：219H，21DHC口：21AH，21EH控制口：21BH，21FHD7~D0D7~D05VIORIOWRESETRD口地址譯碼218H~21FHA1A0A1A082555VLED8LED7LED1PB7PB6PB0PA2PA1PA0K3K2K15VKAINTRAINTEAWRCSPC4

單脈沖發(fā)生器STB

PC5

A

IBFPC3[設(shè)計思路]2.

工作方式的選擇：①

A口：選通型輸入②

B口：基本型輸出D7~D0D7~D05VIORIOWRESETRD口地址譯碼218H~21FHA1A0A1A082555VLED8LED7LED1PB7PB6PB0PA2PA1PA0K3K2K15V單脈沖發(fā)生器PC4KIBFAINTRA

PC5PC3INTEAWRCSSTBA[設(shè)計思路]3.

8259A與CPU交換信息方式：①

CPU與B口：無條件傳送D7~D0D7~D05VIORIOWRESETRD口地址譯碼218H~21FHA1A0A1A082555VLED8LED7LED1PB7PB6PB0PA2PA1PA0K3K2K15V單脈沖發(fā)生器PC4KIBFAINTRA

PC5PC3INTEAWRCSSTBA[設(shè)計思路]3.

8259A與CPU交換信息方式：②

CPU與A口：查詢方式/中斷方式D7~D0D7~D05VIORIOWRESETRD口地址譯碼218H~21FHA1A0A1A082555VLED8LED7LED1PB7PB6PB0PA2PA1PA0K3K2K15V單脈沖發(fā)生器PC4KIBFAINTRA

PC5PC3INTEAWRCSSTBA4.

查詢方式的編程：B口方式0輸出，A口選通型輸入查詢方式選擇命令字：A口禁止中斷命令字1

0

1

1

X

0

0

X=

B0H1oo輸入方式0BBAA口輸出口方式0

X

X

X

1

0

0

0=08H.486DATA

SEGMENTMESG

DB'8255A

READY...'

,

0DH

,

0AH

,

'$'TAB

DB

11111110BDB

11111101BDB

11111011BDB

11110111BDB

11101111BDB

11011111BDB

10111111BDB

01111111BDATA

ENDSCODE

SEGMENTASSUME

CS:CODE

,

DS:DATABEG:MOV

AX

,

DATAMOV

DS

,

AX[查詢方式程序清單]CALLI8255A;8255A初始化MOVAH,9MOVDX,OFFSET

MESGINT21H;給出操作提示SCAN:

MOVINTAH,116H;有鍵入?JNZRETURN;有MOVDX,21AHINAL,DX;讀8255A的C口TESTAL,00100000B;

PC5=1

?JZSCAN;

NOMOVDX,218HINAL,DX;讀8255A的A口ANDAL,07HMOVBX,OFFSET

TABXLATTAB;查表[查詢方式程序清單]MOVDX,219HOUTDX,AL;表項(xiàng)輸出到B口JMPSCANRETURN:MOVAH,4CHINT21H;返回DOSI8255APROCMOVDX,21BHMOVAL,0B0HOUTDX,AL;寫入工作方式字MOVAL,08HOUTDX,AL;令PC4=0

（INTE

A=0）MOVDX,219HMOVAL,0FFHOUTDX,AL;熄滅LEDRETI8255AENDPCODEENDSENDBEG[查詢方式程序清單]5.

中斷方式的編程把實(shí)驗(yàn)電路8255A的PC3接ISA總線B4端子以便向系統(tǒng)機(jī)提出用戶中斷請求B口方式0輸出，A口方式1輸入，中斷方式方式選擇命令字：A口允許中斷命令字1

0

1

1

X

0

0

X=

B0HA口方式1輸入0

X

X

X

1

0

0

1B口方式0=09H輸出[中斷方式程序清單].486SEGMENTDATAMESGTABDB

'8255A

READY...',0DH,0AH,'$'DB

11111110BDB

11111101BDB

11111011BDB

11110111