第12講-并行接口-3

1通知第10、12、13、15周周一下午5-6節(jié)的課作為實(shí)驗(yàn)課時(shí)間，不再上課實(shí)驗(yàn)請(qǐng)與劉桂香老師聯(lián)系2第六章串并行通信和接口技術(shù)

接口的功能以及在系統(tǒng)中的連接串并行通信和接口可編程串行通信接口8251A

可編程并行通信接口8255A3可編程并行通信接口8255A8255A的基本功能8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8255A的芯片引腳信號(hào)8255A的控制字8255A的工作方式和應(yīng)用舉例4設(shè)置了專用的選通信號(hào)線或應(yīng)答信號(hào)線，以便對(duì)I/O設(shè)備和CPU兩側(cè)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。

C口為A口和B口提供選通信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)，信號(hào)與端口C中的數(shù)位之間有固定對(duì)應(yīng)關(guān)系，這種關(guān)系不能通過(guò)程序改變，只能通過(guò)改變工作方式；當(dāng)A口和B口中有工作于方式1下的端口時(shí)，C口的某些位用作信號(hào)位，其余仍可用作普通的I/O位；可工作于條件傳送方式和中斷傳送方式。2.方式1---選通的輸入/輸出方式5數(shù)據(jù)選通信號(hào)表示外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)輸入緩沖器滿信號(hào)表示A口已經(jīng)接收數(shù)據(jù)中斷請(qǐng)求信號(hào)請(qǐng)求CPU接收數(shù)據(jù)

方式1輸入引腳：A端口6方式1輸入引腳：B端口PC2PC1PC0PB7~PB0INTEBIBFBINTRBSTBB數(shù)據(jù)選通信號(hào)表示外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)輸入緩沖器滿信號(hào)表示A口已經(jīng)接收數(shù)據(jù)中斷請(qǐng)求信號(hào)請(qǐng)求CPU接收數(shù)據(jù)中斷允許觸發(fā)器PC2PC1PC0PB7~PB0INTEBIBFBINTRBSTBBPC2PC1PC0PB7~PB0INTEBIBFBINTRBSTBB數(shù)據(jù)選通信號(hào)表示外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)輸入緩沖器滿信號(hào)表示B口已經(jīng)接收數(shù)據(jù)中斷請(qǐng)求信號(hào)請(qǐng)求CPU接收數(shù)據(jù)中斷允許觸發(fā)器中斷允許觸發(fā)器7方式1輸入聯(lián)絡(luò)信號(hào)STB——數(shù)據(jù)選通信號(hào)，低電平有效由外設(shè)提供的輸入信號(hào)，當(dāng)其有效時(shí)，將輸入設(shè)備送來(lái)的數(shù)據(jù)放入8255A的輸入緩沖器IBF——輸入緩沖器滿信號(hào)，高電平有效8255A輸出的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。當(dāng)其有效時(shí)，表示有新的數(shù)據(jù)在輸入緩沖器，該信號(hào)可供CPU查詢。INTR——中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效8255A輸出的信號(hào)，可用于向CPU提出中斷請(qǐng)求，要求CPU讀取外設(shè)數(shù)據(jù)。8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(duì)INTE的操作通過(guò)寫(xiě)入端口C的對(duì)應(yīng)位實(shí)現(xiàn)，具體講，對(duì)PC4置1，使A端口處于中斷允許狀態(tài)，置0則使其處于中斷禁止?fàn)顟B(tài)；對(duì)B端口的PC2亦然。9方式1輸入時(shí)序10方式1輸入舉例8255A的A口和B口分別工作在方式1和方式0，A口為輸入端口，接有8個(gè)開(kāi)關(guān)。B口為輸出端，接有8個(gè)發(fā)光二極管，連接電路如下圖所示。現(xiàn)要求用方式1把改變后的鍵信息輸入到CPU并通過(guò)B口顯示。各端口地址為：端口A：88H 端口B：8AH

端口C：8CH 控制端口：8EH118255AKK7K0PA0PA7……PC4PB0PB7PC5LED0LED7……STBAIBFA+5V121、用戶通過(guò)改變K0～K7，產(chǎn)生新的鍵信息；

2、按下開(kāi)關(guān)K，產(chǎn)生選通信號(hào)，數(shù)據(jù)進(jìn)入A口的緩沖器；

3、IBFA有效，8255A利用該信號(hào)通知CPU其A口來(lái)了一個(gè)新數(shù)據(jù)；

4、CPU取走這個(gè)數(shù)據(jù)；

5、轉(zhuǎn)步驟1。13設(shè)8255A的I/O地址分布為88H~8EH，相應(yīng)程序段如下：

MOV AL,10111000B

OUT 8EH,AL

L1: IN AL,8CH

TEST AL,00100000B

JZ L1

MOV CX,0FFFFH

L2: LOOP L2

IN AL,88H

OUT 8AH,AL

JMP L114方式1輸出引腳：A端口15方式1輸出引腳：B端口16方式1輸出聯(lián)絡(luò)信號(hào)OBF——輸出緩沖器滿信號(hào)，低電平有效8255A輸出給外設(shè)的一個(gè)控制信號(hào)，當(dāng)其有效時(shí)，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(hào)，低電平有效外設(shè)的響應(yīng)信號(hào)，指示8255A的端口數(shù)據(jù)已由外設(shè)接受INTR——中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效當(dāng)輸出設(shè)備已接收數(shù)據(jù)后，8255A輸出此信號(hào)向CPU提出中斷請(qǐng)求，要求CPU繼續(xù)提供數(shù)據(jù)17方式1輸出時(shí)序18只適用于端口AC口提供5位作為控制信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)若B口工作在方式1，則C口失去I/O功能數(shù)據(jù)輸出時(shí)8255A不是在OBF有效時(shí)向外設(shè)輸出數(shù)據(jù)，而是在外設(shè)提供響應(yīng)信號(hào)ACK時(shí)才送出數(shù)據(jù)3.方式2---雙向傳輸方式19方式2雙向引腳20方式2時(shí)序21例題

現(xiàn)要求用一個(gè)8255A作為終端機(jī)的接口。由端口A輸出字符到終端機(jī)的顯示器，端口B用于鍵盤(pán)輸入字符，端口C為終端狀態(tài)信息輸入端口。當(dāng)PC0=1表示鍵盤(pán)輸入字符就緒，PC7=0表示顯示緩沖器已空。要求用查詢方法把從鍵盤(pán)輸入的每個(gè)字符都送到終端機(jī)的顯示緩沖器上，當(dāng)輸入的是回車符（ASCII碼為0DH）時(shí)操作結(jié)束。假設(shè)該8255A芯片的端口地址是60H~66H（8086），試編寫(xiě)包括8255A的初始化程序在內(nèi)的輸入輸出驅(qū)動(dòng)程序。22原理圖23CSEGSEGMENT ASSUMECS:CSEGSTART:MOVAL,10001011B OUT 66H,ALKEY:INAL,64H TESTAL,01 JZKEY INAL,62H CMPAL,0DHJZ STOP MOVAH,ALDISP:IN AL,64H TESTAL,80H JNZDISP MOVAL,AH OUT60H,AL JMP KEYSTOP:MOVAH,4CH INT21HCSEGENDSENDSTART24作業(yè)1.對(duì)8255A設(shè)置工作方式?？刂瓶诘刂窞?C6H。要求：端口A工作在方式1，輸入；端口B工作在方式0，輸出；端口C的部分位配合A工作，其余設(shè)置為輸入。2.設(shè)8086系統(tǒng)中8255A的地址為0C0H~0C6H。用置0/置1方式對(duì)PC6置1，PC4置0.3.若采用查詢式實(shí)現(xiàn)8255A與打印機(jī)接口，用PB口傳送內(nèi)存DATA單元開(kāi)始的100個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，PC7用作STB信號(hào)、PC3作為BUSY信號(hào)，如下圖所示。試完成控制程序設(shè)計(jì)。25作業(yè)PB7~PB0

PC78255APC3

打

印

機(jī)BUSYSTB說(shuō)明：當(dāng)CPU通過(guò)接口要求打印機(jī)打印數(shù)據(jù)時(shí)，先查看BUSY信號(hào)，當(dāng)BUSY=‘L’時(shí)，才向打印機(jī)輸出數(shù)據(jù)，在把數(shù)據(jù)送上DATA線后，先發(fā)STB選通打印機(jī)，打印機(jī)接到STB后，發(fā)BUSY=‘H’,接收數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)接收號(hào)并存入內(nèi)部打印緩沖區(qū)后，送出ACK信號(hào)，表示打印機(jī)已準(zhǔn)備好接收新數(shù)據(jù)，并撤銷BUSY(0)例題(2011年全國(guó)統(tǒng)考試題)4.某32位計(jì)算機(jī)，CPU主頻為800MHz，Cache命中時(shí)的CPI為4，Cache塊大小為32字節(jié)；主存采用8體交叉存儲(chǔ)方式，每個(gè)體的存儲(chǔ)字長(zhǎng)為32位，存儲(chǔ)周期為40ns；存儲(chǔ)器總線寬度為32位，總線時(shí)鐘頻率為200MHz，支持突發(fā)傳送總線事務(wù)。每次讀突發(fā)傳送總線事務(wù)的過(guò)程包括：送首地址和命令、存儲(chǔ)器準(zhǔn)備數(shù)據(jù)、傳送數(shù)據(jù)。每次突發(fā)傳送32字節(jié)，傳送地址或32位數(shù)據(jù)均需要一個(gè)總線時(shí)鐘周期。請(qǐng)回答下列問(wèn)題，要求給出理由或計(jì)算過(guò)程。（1）CPU和總線的時(shí)鐘周期各為多少？總線的帶寬（即最大數(shù)據(jù)傳輸率）為多少？（2）Cache缺失時(shí)，需要用幾個(gè)讀突發(fā)傳送總線事務(wù)來(lái)完成一個(gè)主存塊的讀??？（3）存儲(chǔ)器總線完成一次讀突發(fā)傳送總線事務(wù)所需時(shí)間是多少？（4）若程序BP執(zhí)行過(guò)程中，共執(zhí)行了100條指令，平均每條指令需進(jìn)行1.2次訪存，Cache缺失率為5%，不考慮替換等開(kāi)銷，則BP的CPU執(zhí)行時(shí)間是多少？28（1）CPU的時(shí)鐘周期為：1/800

MHz

=

1.25

ns。總線的時(shí)鐘周期為：1/200

MHz

=

5

ns?？偩€帶寬為：4

B×200

MHz

=

800

MB/s或4

B/5

ns

=

800

MB/s。（2）Cache塊大小是32B，因此Cache缺失時(shí)需要一個(gè)讀突發(fā)傳送總線事務(wù)讀取一個(gè)主存塊。

（3）一次讀突發(fā)傳送總線事務(wù)包括一次地址傳送和32

B數(shù)據(jù)傳送：用1個(gè)總線時(shí)鐘周期傳輸?shù)刂罚幻扛?0

ns/8

=

5

ns啟動(dòng)一個(gè)體工作（各進(jìn)行1次存?。?，第一個(gè)體讀數(shù)據(jù)花費(fèi)40

ns，之后數(shù)據(jù)存取與數(shù)據(jù)傳輸重疊；用8個(gè)總線時(shí)鐘周期傳輸數(shù)據(jù)。讀突發(fā)傳送