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1、第九章 可编程外围接口芯片,8255A及其应用,8255A 是INTEL系列的并行接口芯片，由于它是一种可编程的外部接口部件，通常作为微机系统总线与外部设备的接口控制部件，可通过软件来设置芯片的工作方式，用8255A连接外部设备时，通常不需要附加外部电路，给使用带来很大的方便。,8255A内部结构8255A引脚说明8255A控制字 8255A工作方式8255A在PC机中的应用8255A接口实例,9.1 8255的工作原理,一、8255A的结构和功能（P325）,8255的工作原理,一、8255A的结构和功能,1.数据端口A、B、C,8255有3个8位的I/O端口，设计人员可以用软件使它们分别作
2、为输入端口或输出端口。,端口A：对应了1个8位的数据输入锁存器和1个8位的数据输出锁存/缓冲器。所以口A作为输入或输出时，数据均受到锁存。(PA0PA7),端口B：对应了1个8位的数据输入缓冲器和1个8位的数据输出锁存器/缓冲器。所以口B作为输入端口时，不会对数据进行锁存，而作为输出端口时，数据会受到锁存。(PB0PB7),端口C：与B口一致，对应了一个8位数据输入缓冲器和1个8位的数据输出锁存/缓冲器。所以C口作为输入端口时，对数据不作锁存，而作为输出端口时，对数据进行锁存(PC0PC7),8255的工作原理,一、8255A的结构和功能,2.A组和B组控制逻辑,8255在使用时，常用端口A与
3、端口C的高4位组成一个带控制信号的端口，称为A组。由A组控制逻辑管理；用端口B与端口C的低4位也可以组成一个带控制信号的端口，称为B组。由B组控制逻辑管理。,其中,A组由端口A作为与外设交换数据的输入/输出接口，C口的高4位作为外设连接的控制信号线和状态信号线，以配合A口工作。,同理,B组由端口B作为与外设交换数据的输入/输出接口，C口的低4位作为外设连接的控制信号线和状态信号线，以配合B口工作。,8255的工作原理,一、8255A的结构和功能,3.数据总线缓冲器,8255的数据总线缓冲器是双向三态的8位数据缓冲器，通过它直接与系统的数据总线(D0D7)相连。输入/输出数据、CPU发给8255
4、的控制字都是通过这个缓冲器传送的。,4.读/写控制逻辑电路（P326）,读/写控制逻辑电路负责管理8255的数据传输过程。它接收CS及来自系统地址总线A1，A0（8086系统中为A2，A1）和控制总线的输入信号RESET，WR，RD，将这些信号组合后，得到对A组控制部件和B组控制部件的控制命令，并将命令发送给这两个部件，以完成对数据、状态信息和控制信息的传输。(见P327页),8255的工作原理,一、8255A的结构和功能,说明：,（2）端口C又可以分成“上C口”和“下C口”2个部分，可以用作A口和B口的控制信号线，所以把A口+上C口称为A组，B口+下C口称为B组。,（3）A口：输入有锁存器，
5、输出有锁存器和缓冲器，B和C口：输入有缓冲器，输出有锁存器和缓冲器。,8255的工作原理,一、8255A的结构和功能,8255的工作原理,二、8255A的控制字（P327）,8255A可通过指令在控制端口中设置控制字来决定它的工作。其控制字可分为两类（个），都写入控制字寄存器(A1A0=11),芯片各端口的工作方式控制字 端口C按位置1/置0控制字,1.方式选择控制字,8255A具有3种基本的工作方式：,方式0：基本输入输出方式（A、B、C口）方式1：选通输入输出方式（A、B口）方式2：双向总线I/O方式（仅A口）,（类比8253的地址）,8255的工作原理,D7=1,8255的工作原理,它可
6、使端口C中的任何一位进行置位(1)或复位(0)。,D7=0,8255的工作原理,二、8255A的控制字,3.编程举例（只要设定方式控制字即可）,设:A、B、C数据口地址分别为80H、82H、84H、控制口端口地址 86H,1)A口方式0，输出、B口方式0，输入，C口高4位输出，C口低4位输入 MOV AL，10000011BOUT 86H，AL,2)PC7置1，PC3置0 MOV DX，86HMOV AL，00001111B；PC7置1OUT DX，ALMOV AL，00000110B；PC3置0OUT DX，AL,8255的工作原理,三、8255A的工作方式,1.工作方式0：基本的输入/输出
7、方式。A口、B口、上C口、下C口都可以独立设置作为输入或输出使用。适合用于无条件或查询式传送。方式0的输入不能锁存。,2.工作方式1：应答式输入或输出方式。（P330）A口、B口可以分别作为数据口工作在方式1。需要使用C口中特定的引脚作为选通和应答使用。C口中其余的引脚仍可工作在方式0，定义为输入或输出。适合用于中断式传送和程序查询方式I/O传送。,C口中特定的引脚作为选通和应答使用时，视A口(或B口)为输入还是输出的不同，有两个引脚的含义有所不同。,8255的工作原理,输入缓冲器满信号表示A口已经接收数据(可通过读C口获得该信号),中断请求信号请求CPU接收数据,选通信号，表示外设将数据送到
8、输入缓冲器中,8255的工作原理,同样B口作为选通输入接口时道理是一样的,只不过是这些信号使用的是C口的PC2,PC1和PC0。,当外设数据准备好以后，发出一个负脉冲选通信号STBA，使A口打开输入锁存器接收数据。A口接收到数据以后，发出IBFA数据写完后，STBA撤销即变为无效STBA和IBFA都变为高电平以后，如果INTEA允许，则8255A发出中断请求信号，希望CPU接收数据。CPU读数据的RD信号的下降沿使INTRA 和IBFA恢复低电平。PS:只可以通过对PC4的置位和复位来设置INTEA。,A口选通输入方式过程,在方式1输入下，可以用查询的方式让CPU读数据，也可以用中断的方式。以
9、A口为例,查询：通过读取IBF判断是否有数据可读，如果IBF为高则表示有数据可读，就用in读取。大体步骤：AG:IN AL,C口 TEST AL,00100000B；判断IBF所在的D5 JZ AG；如果没有数据即IBF为低则继续读取判断 IN AL,A口；如已经有数据则读A口数据,在方式1输入下，可以用查询的方式让CPU读数据，也可以用中断的方式。以A口为例,中断：通过设置PC4为1使得INTEA有效，当IBF也有效时INTR就会有效，该信号送给CPU的INTR，表示发生中断，由中断服务程序来读取数据;设置中断向量，指定N号中断的服务程序为INTRADMOV AL,00001001BOUT
10、C口,AL;设置PC4为1，即INTEA有效INTRAD PROC IN AL,A口；一旦有了数据，则发生中断，；就调用服务程序里去读取RETINTRAD ENDP,8255的工作原理,输出缓冲器满信号表示CPU已经将数据输出到8255A指定端口，作为外设的选通信号,中断请求信号请求CPU再次输出数据,外设响应信号，表示外设取走数据,PC7,PC6,PC3,PA7PA0,INTEA,OBFA,INTRA,ACKA,A口选通输出方式,WR,D7D0,8255的工作原理,B口这些信号使用的是C口的PC2,PC1和PC0。,输出缓冲器为空时，发出INTR信号要求CPU输出数据当CPU向端口A输出数据
11、以后，在WR的后沿使OBFA变低，告知外设输出缓冲器有数据，同时也使得INTRA变低外设收到OBFA后，发出一个负脉冲ACKA送给8255A，开启8255的输出锁存器，ACKA使OBFA变为高电平。取走数据后，ACK变高ACKA和OBFA都变为高电平以后，如果INTEA允许，则8255A发出中断请求信号，以便使CPU再次输出数据。,A口选通输出方式过程,PS:可以通过对PC6的置位和复位来设置INTEA。方式1的输出同样可以用查询或中断来实现,8255的工作原理,用PC6设置INTE1，用PC4设置INTE2。,输入和输出中断通过或门输出INTRA信号。,应答输入的状态信号可通过读C口的相应数
12、据位获得。,工作在方式下的控制字,D7：方式字的标志D6，D5：组工作方式D4：口是输入还是输出D3：口高四位输入还是输出D2：口工作方式，D1：口输入还是输出D0：输入还是输出,D7D6D5D4D3D2D1D0,X,X,0,1,X,0,8255的工作原理,三、8255A的工作方式,A1,A1,A0,A0,8位,8088,8255,端口地址:,A1 A0,0 0,0 1,1 0,1 1,X0H,X1H,X2H,X3H,8086,8255,低8位,A2,A1,A1,A0,A2 A1,A0,0 0,0 1,1 0,1 1,0,0,0,0,端口地址:,X0H,X2H,X4H,X6H,9.2 8255
13、的应用(P337),例1：电路如图示。由8个LED实时显示8个开关的状态，开关断开，相应的LED亮，开关闭合，相应的LED熄灭。,8255的应用,由图知，A口输入，8个开关K7K0分别接PA7PA0。B口输出，8个LED7LED0分别接PB7PB0,(1)8255A各端口地址：,(2)方式控制字：,只用端口A、B。,端口A、B均工作在方式0。A口输入，B口输出。,方式控制字：,9.2 8255的应用,(3)编程：,CCODESEGMENTASSUME CS:CCODESTART:MOV DX,0F6HMOV AL,98HOUT DX,ALTEST_IT:MOV DX,0F0HINAL,DXMO
14、V DX,0F2HOUT DX,ALJMP TEST_ITCCODEENDSEND START,+5V,10k,PA3,8255A,PA4,PA7,PA6,10k,PB7,PB6,PB4,PB5,PB3,PB2,PB0,PB1,例：电路如图,二、键盘接口,PA0,PA1,PA5,PA2,例：8X8=64的键盘A口做输出B口做输入,0,5,6,7,28,2D,2E,2F,30,35,35,37,9.2 8255的应用,扫描键盘步骤：(P340),(1)检测所有按键是否全都松开了，直到所有键松开。,(5)检测确认该键是否释放：,(2)检测是否有键按下，直到有键按下。,(3)检测确认有键按下。(消除
15、键抖动,20ms),(4)检测确认是否只有一个键按下：,否：转第（1）步是：确认哪个键被按下,否：继续确认是：转第（2）步,（汇编语言程序见教材P 340 P 342）,判断是否有键按下,对所有行（即A口所有位）都输出0（称作“拉低”），然后读所有列（读B口），如果B口八位数据中有0出现，则有键按下,判断哪个键被按下,确定行列号便可依次把PA0PA7拉低，读列值，看是否全为1（与FFH比较），如不全为1，则该行有键按下，记下当前向A口输出的值即为行号，读取当前B口的值即为列号,9.2 8255的应用,例：电路如图示。由16个按键开关组成的键盘。,+5V,10k,PA0,8255A,PA1,PA
16、3,PA2,10k,PB7,PB6,PB4,PB5,PB3,PB2,PB0,PB1,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F,A口用作输出,B口用作输入,二、键盘接口(P339),二、键盘接口(P339),此处PA0PA3（行号）连接到PB 4PB7，所以读B口时，所得的低四位为列号，高四位为行号。即一次获取了行列号。对每个键确定其行列号的值，在数据段中先存放键与行列号的对应表。那么，在读取到所按下键的行列号时，通过查表即可得到所读键的名称。程序见书后面的内容不讲,9.2 8255的应用,打印机并行接口标准,打印机并行接口通常采用Centronics并行接口标准，共有36
17、个引脚信号。其说明见表1。,五、打印机并行接口（了解）,在系统连接时，打印机一端是36芯D型插座，主机一端是25芯D型插座。主机与打印电缆之间的连线见表2。,表1 Centronics并行打印接口标准,表1 Centronics并行打印接口标准（续1）,表1 Centronics并行打印接口标准（续2）,表2 主机与打印机接口信号连线表,表2 主机与打印机接口信号连线表（续）,打印机适配器端口直接编程查询方式中断方式BIOS功能调用在BIOS系统中提供了打印机管理程序，用户可使用INT 17H功能调用，完成字符打印。DOS功能调用用户可调用INT 21H的5号子功能，完成字符打印功能。,打印机
18、接口编程实例,查询方式,例：8255A作为连接打印机的接口，工作在方式0，输出。,8086,8255A,打印机,D7D0,PA,PC6,PC2,STB,BUSY,查询式打印机接口示意图,解：,A口：方式0、输出数据下C口：方式0、PC2输入状态信号上C口：方式0、PC6输出选通信号,方式控制字为：10000001B。,为增强驱动能力，可加门电路驱动,设端口地址是：0D0H0D6H，要打印的字符放在BL中。程序如下：Setup：MOVAL，81H；设置工作方式OUT0D6H，ALMOV AL，0DH；PC6置1，0DH=0000,1101BOUT0D6H，ALReady：IN AL，0D2H；读
19、PC口TESTAL，04H；打印机忙否(PC2=BUSY=？)JNZReady；PC2=1，打印机忙，等待MOVAL，CL；打印的字符送AL中OUT0D0H，AL；BL中的字符送PA口MOV AL，0CH；置PC6为0;00001100=0CHOUT0D6H，AL；置PC6=0，即=0;INC AL；置PC6为1;00001101=0DHOUT0D6H，AL；置PC6=1，即=1，,中断方式,例：8255A作为连接打印机的接口，工作在方式0，输出。,与查询方式不同的是CPU通过8255A发送一个字符给打印机，打印机取走数据后，利用中断信号通知CPU已取走刚刚送出的字符，打印机已准备好接收数下一
20、个数据。,8086,8255A,打印机,D7D0,PA,PC0,PC6,STB,ACK,中断式打印机接口示意图,解：,A口：方式1、输出数据 PC6输入外设响应信号 下C口：方式0、PC0输出选通信号,PC3,IR3,INTR,INTA,8259A,方式控制字为：10100000B。,设端口地址是：0C0H0C6H，用DI指示字符在缓冲区的位置。程序如下：1、中断服务程序：（假设开始位置是2000H：1000H）PRNDRV：MOVAL，DI；打印的字符送AL中OUT0C0H，ALINC DIMOV AL，00；置PC0为0OUT0C6H，ALMOV AL，1；置PC0为1OUT0C6H，AL
21、MOV AL，20H；向8259A发EOI命令OUT 20H，ALIRET；该程序做了简化处理。,2、主程序INIT8259A：MOV AL，13H；初始化8259A OUT 20H，AL MOV AL，8 OUT 21H，AL MOV AL，9 OUT 21H，ALINIT8255A：MOV AL，0A0H；设置8255A工作方式 OUT 0C6H，AL MOV AL，01；置PC2为1 OUT 0C6H，AL,INSTDRV：MOV AX，0；安装中断向量MOV DS，AX；IR3的中断类型是0BHMOV Word Ptr 0BH*4，1000HMOV Word Ptr 0BH*4+2，2
22、000HSETUPIF：MOV AL，0DH；设置8255A的INTEAOUT0C6H，ALIN AL，21H；设置8259A的IMR，允许IR3AND AL，0FBHOUT 21H，ALSTI；开中断,3、打印驱动程序假设字符缓冲区从3000H：0000H处开始存放，在3000H：1000H处存放一个字，表示打印字符数。PRINT：MOV AX，3000HMOV DS，AXMOV DI，0000HINT 0BH；第一次中断，可以软件；触发LOOP1：CMPDI，1000HJB LOOP1MOV AL，0CH；关闭INTEAOUT 0D3H，AL说明：打印结束也可以在中断服务程序中进行判断。,
23、例4 设计一个PC/XT机与打印机的接口电路，采用中断控制，画出硬件逻辑图并设计相应的驱动程序。设8255口地址为280H286H，选A组方式1输出组态。,工作过程：,参考程序：,LPT_OUT SEGMENTASSUME CS:LPT_OUT,DS:LPT_OUTASSUME ES:LPT_OUT,SS:LPT_OUTORG 100HSTA PROCJMP INITUF_BEG DB 4096 DUP(20)POINTDW?BUF_LEG EQU 4096,LPT_INT PROCSTIPUSH AXPUSH BXPUSH CXPUSH DXPUSH DSPUSH ESPUSH CSPOP
24、DS,MOV BX,POINTMOV AL,BXCMP AL,1AHJE LPT_INT2MOV DX,284HOUT DX,ALINC BXMOV POINT,BXCMP BX,OFFSET POINTJNE LPT_INT1移动文件读指针读文件至缓冲区初始化缓冲区指针,LPT_INT1:POP ES POP DS POP DX POP CX POP BX MOV AL,20H OUT 20H,AL POP AX IRET,LPT_INT2:MOV DX,287H MOV AL,0CH OUT DX,AL MOV AL,00H OUT DX,AL PUSH CS POP ES MOV AH,
25、49H INT 21H JMP LPT_INT1LPT_INT ENDP,INIT:STI IN AL,21HAND AL,0F7HOUT 21H,ALMOV DX,OFFSET LPT_INTMOV AX,250BHINT 21H,MOV DX,287HMOV AL,0A2HOUT DX,ALMOV AL,0BHOUT DX,ALMOV AL,0AHOUT DX,ALMOV AL,01HOUT DX,ALMOV DX,285HIN AL,DXAND AL,7JE L1否，打印机出错提示,L1:读文件至内存缓冲区，初始化缓冲区指针MOV DX,287HMOV AL,0DHOUT DX,ALMOV DX,284HMOV BX,POINTMOV AL,BXINC BXMOV POINT,BXOUT DX,ALMOV DX,OFFSET INITINT 27HINT 20HSTA ENDPLPT_OUT ENDS END STA,习题,当8255A工作在方式1和方式2时，哪些引脚是联络线？这些联络信号有效时代表什么物理意义？当CPU用查询方式和8255A交换信息时，应查询哪些信号？用中断方式和8255A交换信息时，利用哪些端口提出中断请求？8255A的方式选择控制字和口C置0/置1控制字都是写入控制端口的，8255A是怎样识别的？,
