第6章8255.ppt
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1、第六章 可编程并行接口芯片 及其应用,电子信息及自动化学院,6.1 并行接口与串行接口,6.1.1 可编程接口芯片的概述 可编程I/O接口电路: 用户可通过编制相应的程序段,使一块通用的I/O接口电路按照不同的工作方式完成不同功能的接口任务。也可以在工作过程中,通过编程的手段对芯片进行动态的操作,如改变工作状态,发送操作命令,读取接口电路内部有关端口的状态等。,1.片选概念 CS 或CE 2. 读/写概念 DB线,M/IO线 ,RD线 ,WR线 ,CE/CS线 3.可编程接口的概念 目前所用的接口芯片大部分是多通道、多功能的。 所谓多通道就是指一个接口芯片一面与CPU连接, 另一面可接 几个外
2、设. 所谓多功能是指一个接口芯片能实现多种接口功能,实现不同 的电路工作状态。,4. “联络”的概念 STB: 选通信号; RDY: 就绪信号(Ready) 1) 以输入接口为例: RDY=“H”表示接口芯片中输入 寄 存器已 空,可接受外设信息以实现外设 与接口的输入操作。 STB=“L”表示接口选通,是外设向 接口发出的, 过程:1)外设把数据送上接口芯片端口后,用STB信号有效将数据打入接口芯片输入寄存器; 2)在STB的后沿,把RDY信号拉 为“L”,表明输入寄存器已有数据。RDY=“L”正是接口与外设的通信标志,外设接收RDY=”L”后,暂不送数据; 3)CPU发出读数指令,读人该数
3、据,并使RDY置 “H”。然后,又开始新一轮的输入操作在输入接口中, RDY信号有时用IBF(输入缓冲器满)表示。,接口芯片的引脚,6.2 可编程并行接口芯片8255A,6.2.1 8255A的结构和引脚功能,1数据总线缓冲器 三态双向8位缓冲器,它是8255A与系统数据总线的接口。 2三个8位端口PA、PB和PC 端口A(PA口)有一个8位数据输入锁存器和一个8位数据输出锁存缓冲器; 端口B(PB口)有一个8位数据输入缓冲器和一个8位数据输入输出、锁存缓冲器; 端口C(PC口)有一个8位数据输入缓冲器和一个8位数据输出锁存缓冲器。 通常PA口与PB口用作输入输出的数据端口, PC口用作控制或
4、状态信息的端口。,一、8255A的内部结构,3A组和B组的控制电路 这两组控制电路根据CPU发出的方式选择控制字来控制8255A的工作方式,每个控制组都接收来自读写控制逻辑的“命令”,接收来自内部数据总线的 “控制字”,并向与其相连的端口发出适当的控制信号。 A组控制部件用来控制PA口和PC口的高4位(PC7 PC4); B组控制部件用来控制PB口和PC口的低4位(PC4 PC0)。 4读写控制逻辑 用来管理数据信息、控制字和状态字的传送,它接收来自CPU地址总线的 A1、A0和控制总线的有关信号(RD、WR、RESET等),向8255A的A、B两组控制部件发送命令。,二、8255A的引脚功能
5、,。CS 选片信号,低电平有效,由它启动CPU与8255A之间的通信(Communication)。 RD 读信号,低电平有效。它控制8255A送出数据或状态信息至CPU。 WR 写信号,低电平有效。它控制把CPU输出的数据或命令信号写到8255A。 RESET复位信号,高电平有效,它清除控制寄存器并置所有端口(A、B、C)为输入方式。 A1,A0:片内寄存器选择信号(输入) A1A0=00: 选中PA口; A1A0=01: 选中PB口; A1A0=10: 选中PC口; A1A0=11: 选中控制端口; D7D0:与CPU侧连接的数据线(双向) PA7PA0:A口外设数据线(双向) PB7PB
6、0:B口外设数据线(双向) PC7PC0:C口外设数据线(双向),表 61 8255A端口功能选择,6.2.2 8255A的工作方式,一、方式0基本输入输出 方式0下,每一个口都作为基本的输入输出口,C口的高4位和低4位以及A口、B口都可以独立地设置为输入口或输出口。 8255A在方式0工作时,CPU可以采用无条件读写方式与8255A交换数据; 如果把C口的两个部分用作控制和状态口,与外设的控制和状态端相连,CPU也可以通过对C口的读写,实现A口与B口的查询方式工作; 方式0中,不允许采用中断方式工作。,二、方式1选通输入输出(应答式输入输出) 方式1下将三个端口分成A、B两组,A、B两个口仍
7、作为数据输入输出口,而C口分成两部分,分别作为A口和B口的联络信号。 方式1的输入,(1)STB:输入的选通信号 低电平有效。由外设提供,为低电平时,就把输 入的数据信号(PA7-PA0或PB7-PB0)送入A端口(或B端口)的数据锁存器。 (2)IBF:输入缓冲器满信号, 高电平有效。由8255A输出,有效时,用以通 知外部设备输入的数据已写入缓冲器。 (3)INTR:中断请求信号,高电平有效。当外部设备要向CPU传送数据或请求服务时,8255A就用INTR端的高电平向CPU提出中断请求。当STB、IBF和 INTE都为高电平时,表明数据锁存器内已写入了数据使INTR成为高电平输 出。 (4
8、)INTE:中断允许信号。A端口用PC4位的置位复位控制,B端口用PC2位的置位复位控制。只有当PC4或PC2置“1“时,才允许对应的端口送出中断请求。,方式1的输入过程如下(A口): 1)当外设准备好数据,在送出数据的同时,送出一个选通信号STB。8255A的A口数据锁存器在STB下降沿控制下将数据锁存。 2)8255A向外设送出高电平的IBF,表示锁存数据已完成,暂时不要再送数据。如果PC41(INTE1),这时就会使INTR变成高电平输出,向CPU发出中断请求。 3)CPU响应中断,执行IN指令时,RD信号的下降沿清除中断请求,而RD结束时的上升沿则使IBF复位到零。外设在检测到IBF为
9、零后,可以开始输入下一个字节。,方式1的输出过程如下(A口): 1)微处理器发WR信号,将数据送入端口的输出缓冲器,WR上升沿一方面清除INTR信号,另一方面使OBF有效,通知外设可以取数; 2)外设取数后,发ACK信号,一方面使OBF无效(表示数已取走),另一方面使INTR有效,开始另一个新的输出过程。,8.2.3 8255A 的初始化,一、方式控制字,二、C口按位置/复位,例6-1 用程序将PC的第七位置1;设控制字的地址为0EBH。 第7位的编码为D3D2D1=111, 第七位置1的控制字编码为0 000 111 1B=0FH MOV AL,OFH OUT OEBH,AL ;将控制字送到
10、8255A的控制寄存器 中,使C端口中的第七位置1.,6.2.4 8255A的应用举例,例6-2:开关接口。 设8255的口地址为60H63H,要求完成以下功能:每隔5分钟从PA口读入8个开关的状态存入2000H:3000H开始的数据区,工作10小时结束。 PA口用作数据输入口,无状态口,是工作在方式0下的无条件传送方式。 MOV AX,2000H MOV DS,AX MOV BX,3000H MOV CX,120 MOV AL,10010000B(90H) ;设置8255的工作方式。 OUT 63H, AL LOP:IN AL,60H MOV BX,AL INC BX CALL DELAY5
11、M ;调用延时5分钟的子程序 LOOP LOP MOV AH,4CH INT 21H,例6-3:LED接口。 设8255的口地址为60H63H,要求完成以下功能:开始时LED7点亮,每隔5 秒,发光灯向上移动1位,依次点亮,然后再点亮LED7,周而复始。 工作10小时结束。 MOV CX,7200 MOV AL,10000000B(80H) ;设置8255的工作方式。 OUT 63H, AL MOV AL,7FH LOP:OUT 60H,AL ROR AL, 1 CALL DELAY5S ;调用延时5秒的子程序 LOOP LOP MOV AH,4CH ;程序结束,返回DOS提示符状态 INT
12、21H,D0D7,例6-4 打印机接口 1、并行接口标准 并行接口的点阵式打印机普遍遵从Centronics并行接 口标准。信号规定见书P203表6-4. Centronics标准定义的信号线中,最主要的是:8位 并行数据线,2条握手联络线STB和ACK,1条忙线BUSY。,说明:当CPU通过接口要求打印机打印数据时,先查看BUSY信号,当BUSY=L时,才向打印机输出数据,在把数据送上DATA线后,先发STB选通打印机,打印机接到STB 后,发BUSY=H,接收数据,当数据接收号并存入内部打印缓冲区后,送出ACK信号,表示打印机已准备好接收新数据,并撤销BUSY(0),例6-4:若采用查询方
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