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1、1,第八章 并行接口及可编程接口芯片8255A,合肥工业大学计算机与信息学院 2012-02,微型计算机原理及其应用,2,第八章 并行接口及可编程接口芯片8255A,8.1 并行接口概述8.2 并行接口及可编程接口芯片8255A8.3 可编程接口芯片8255A应用举例,3,8.1 并行接口概述,并行接口在接口电路与外设之间实行多位数据同时传输。并行数据的宽度可以根据实际需要确定，通常是一个字节宽。,4,8.1 并行接口概述,并行接口的任务数据锁存与缓冲是半导体电路，速度与CPU相当，不会影响总线周期。缓存数据到新内容写入，将CPU与外设的动作时间隔开。在电路上隔离CPU与外设。控制功能控制寄存
2、器：暂存控制命令和参数。控制电路：解释和执行命令。状态寄存 将外设及接口电路内部当前的状态信息保存下来，以备CPU在确定工作进程时随时查用。包括数据准备情况，设备空闲与否，数据是否有差错等有用的状态信息。,5,第八章 并行接口及可编程接口芯片8255A,8.1 并行接口概述8.2 并行接口及可编程接口芯片8255A8.3 可编程接口芯片8255A应用举例,6,1.8255A的内部结构和引脚2.8255A的控制字3.8255A三种工作方式的功能说明,8.2 可编程并行接口芯片8255A工作原理,7,8.2.1 8255A的内部结构和引脚,8255A为40引脚双列直插式封装。8255A由数据端口A
3、、B、C，A组和B组控制逻辑，数据总线缓冲器，读写控制逻辑，等部分组成。,8,8.2.1 8255A的内部结构和引脚,8255A的内部结构,9,8.2.1 8255A的内部结构和引脚,数据端口：A口、B口和C口个独立的8位并行输入/输出端口，各端口均具有数据的控制和锁存能力。可通过编程设置各端口的工作方式和数据传送方向(入/出/双向)。通过外部的24根输入输出线与外设交换数据或进行通信联络。对外的引线分别是PA7PA0、PB7PB0、PC7PC0。A口和B口：一个8位的输入口，或8位的输出口。C口：一个8位的输入/输出口，两个4位的输入输出口C口上半部分和C口下半部分。配合A口和B口工作，分别
4、用来产生A口和B口的输出控制信号和输入A口和B口的端口状态信号。,10,8.2.1 8255A的内部结构和引脚,A组和B组控制逻辑A组端口A和端口C的上半部分（PC7PC4），B组端口B和端口C的下半部分（PC3PC0）。这两组控制逻辑内部有控制寄存器，用来接收CPU送来的命令字，向各有关端口发出相应的控制命令。然后分别决定A组和B组的工作方式，或对端口C的每一位执行置位/复位等操作。,11,8.2.1 8255A的内部结构和引脚,数据总线缓冲器一个8位三态双向缓冲器，作为8255A与系统总线的接口。接收CPU送来的数据或控制字，外设传送给CPU的 数据或状态信息。,12,8.2.1 8255
5、A的内部结构和引脚,读/写控制逻辑根据CPU读、写等有关信号对8255A内部进行读、写控制，用于管理所有的数据、控制字和状态字的传送。,13,8.2.1 8255A的内部结构和引脚,读/写控制逻辑对8255A进行控制的信号有：CS：片选信号，低电平有效。有效时，8255A被选中。RD：读信号，低电平有效。该信号有效并且片选信号同时有效时，CPU可从8255A读取数据或状态信息。WR：写信号，低电平有效。该信号有效并且片选信号同时有效时，CPU可向8255A写入数据或控制字。RESET：复位信号，高电平有效。该信号有效时，将8255A控制字寄存器内容都清零，并将A口、B口、C口均置成输入状态。A
6、1、A0：端口选择信号。在8255A内部有 3个数据端口和 一个控制字端口。与总线的连接,14,8.2.1 8255A的内部结构和引脚,读/写控制逻辑（续）由CS、A1、A0、RD、WR引脚的不同组合，实现各种不同的功能。,15,8.2.1 8255A的内部结构和引脚,8255A与系统的连接示意图,16,1.8255A的内部结构和引脚2.8255A的控制字3.8255A三种工作方式的功能说明,8.2 可编程并行接口芯片8255A工作原理,17,8.2.2 8255A的控制字,两种控制字方式选择控制字用于定义各端口的工作方式。置位/复位控制字用于对C端口进行置位或复位操作。对8255A进行编程时
7、，这两种控制字都是写入控制字寄存器中。通过对控制字的最高位来进行区分，方式选择控制字的D7位总是1，置位/复位控制字的D7位总是0。,18,8.2.2 8255A的控制字,方式选择控制字3个数据端口以不同的方式工作：端口A可工作于3种方式中的任一种；端口B只能工作于方式0和方式1；端口C常被分成两个4位的端口，除了用作输入输出端口外，还能用来配合A口和B口工作，为这两个端口的输入输出操作提供联络信号。注：在方式 1、2下，C口作为A口、B口联络信号的引脚，其动作关系在芯片设计和制造时已固定，不由用户自己安排，也不能编程改变。即C口作为联络信号的引脚：不受方式控制字的控制。该出则出，该入则入。,
8、19,8.2.2 8255A的控制字,方式选择控制字,20,8.2.2 8255A的控制字,C口置位/复位控制字,21,8.2.2 8255A的控制字,使用示例设一片8255A的端口地址为60H63H，PC5 平时为低电平，要求从PC5 的引脚输出一个正脉冲。分析：可以用程序先将PC5 置1，输出一个高电平，再把PC5 清0，输出一个低电平，结果，PC5 引脚上便输出一个正脉冲。实现这个功能的程序如下：MOV AL,00001011B OUT 63H,AL；置PC5 为高电平 MOV AL,00001010B OUT 63H,AL；置PC5 为低电平,22,1.8255A的内部结构和引脚2.8
9、255A的控制字3.8255A三种工作方式的功能说明,8.2 可编程并行接口芯片8255A工作原理,23,并行通信和并行接口8255A,8255A的工作方式方式0基本输入/输出方式（A、B、C口）方式1选通工作方式（A、B口）方式2双向选通传送方式（仅A口）某端口工作于哪一种方式，可通过软件编程来指定。即向8255写入方式控制字来决定其工作方式。,24,8.2.3.1 方式0的功能,方式0(基本输入/输出方式)的功能8255A相当于三个独立的8位数据口。各端口既可设置为输入口，也可设置为输出口。但不能同时实现输入及输出。16种不同的输入输出组合。C端口即可以是一个8位的简单接口，也可以分为两个
10、独立的4位端口。设置为输出口时有锁存能力，设置为输入口时无锁存能力。,25,8.2.3.1 方式0的功能,适用于：无条件输入输出方式。查询输入输出方式：把A、B口作为8位数据的输入或输出口，C口的高/低4位分别定义为A、B口的控制位和状态位。,26,第八章 并行接口及可编程接口芯片8255A,8.1 并行接口概述8.2 并行接口及可编程接口芯片8255A8.3 可编程接口芯片8255A应用举例,27,1.8255A与键盘的接口2.8255A与LED显示的接口3.8255A与并行打印机的接口,8.3 可编程并行接口芯片8255A应用举例,28,8.3.2 8255A与LED显示的接口,发光二极管
11、（LED）常常作为重要的显示手段，它可以显示系统的状态，以及数字和字符。七段LED显示器由7个发光二极管组成。,这7个发光段分别称为a、b、c、d、e、f和g，通过控制不同段的点亮和熄灭，可显示十六进制数字09和A、B、C、D、E、F，也能显示H、E、L、P等字符。有的产品还有一个小数点DP位段，用来显示小数。例如，要显示数字5，只要将a、f、g、c、d段接低所需电平即可。,29,8.3.2 8255A与LED显示的接口,发光二极管（LED）LED显示器有共阳极和共阴极两种结构。共阳极结构中，各LED二极管的阳极被连在一起，使用时要将它与+5V相连，而把各段的阴极连到器件的相应引脚上。当要点亮
12、某一段时，只要将相应的引脚（阴极）接低电平。共阴极结构中，各LED二极管的阴极连在一起后接地，各阳极段接到器件的引脚上，要想点亮某一段时，只要将相应引脚接高电平。,30,8.3.2 8255A与LED显示的接口,发光二极管（LED）例如，要显示数字5，只要将a、f、g、c、d段接低所需电平即可。共阳极结构中，接低电平。共阴极结构中，接高电平。,31,8.3.2 8255A与LED显示的接口,LED开关接口。8086CPU通过8255用开关与8段LED显示器的接口如图示。8255A PA口加驱动器接LED显示输出；PB口低4位接开关输入；PC口不用。8255A的A0、A1接地址总线的A1、A2，
13、其端口地址为：0FFF8H、0FFFAH、0FFFCH、0FFFEH。要求：开关设置的二进制信息由8255A的PB口输入后，通过PA口输出给8段LED显示器，显示开关状态所对应的十六进制值，试编制其控制程序。,32,8.3.2 8255A与LED显示的接口,(1)控制字的设置PA口设为方式0输出，PB口设为方式0输入。由于地址总线的A0位未用，则8255A的每个端口有两个地址。通常使用A0=0的地址。则方式选择控制字为：100001B因未使用C口，故不需设置置位/复位控制字。,33,8.3.2 8255A与LED显示的接口,(2)开关状态与LED显示值关系开关Ki闭合，则PBi=0，否则PBi
14、=1。PB3PB0值与LED显示值关系：,34,8.3.2 8255A与LED显示的接口,(3)PA口输出值与LED显示值间关系将数字0F所对应的七段代码组成一个表，利用XLAT指令进行查表，就可求得各数字对应的七段代码值。,35,8.3.2 8255A与LED显示的接口,(4)PB口输入值转换成PA口输出值方法将前述8段码按0F顺序连续存放于内存中；将PB3PB0对应值置于AL中；执行换码指令XLAT。指令执行：(AL+BX)AL,36,8.3.2 8255A与LED显示的接口,ORG 2000H；定位程序的段内地址 MOV AL，82H；82H=10000010B MOV DX，0FFFE
15、H；设控制口地址 OUT DX，AL；写方式控制字 MOV DX，0FFFAH；设PB口地址 IN AL，DX；读开关状态 AND AL，0FH；屏蔽掉无用的高4位 MOV BX，OFFSET SSEGCODE XLAT；查表取段选码 MOV DX，0FFF8H；设PA口地址 OUT DX，AL；开关值段选码输出显示 MOV AX，56CH；显示延时 DEC AX JNZ DELAY JMP RDPORTB；循环读开关新状态 HLT ORG 2500H；定位段选码表的段内地址SSEGCODE DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H；段码表 DB 0F8H,80H,
16、98H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH,RDPORTB：,DELAY：,37,1.8255A与键盘的接口2.8255A与LED显示的接口3.8255A与并行打印机的接口,8.3 可编程并行接口芯片8255A应用举例,38,8.3.3 8255A与并行打印机的接口,打印机接口。为某应用系统配置一个并行打印机接口，并且通过接口CPU采用查询方式打印。已知欲打印数据存放在数据段中有效地址位2000H的单元中。8255的口地址位80H、81H、82H、83H。分析：由于打印接口直接面向的对象是打印机接口标准，而不是打印机本身，因此打印机接口要按照接口标准的要求进行设计，主要是8位并
17、行数据线DATA0DATA7，2条握手联络线STB#、ACK#和1条忙线BUSY。有关打印机接口工作时序见下图。,39,8.3.3 8255A与并行打印机的接口,从图可见，当CPU通过接口要求打印机打印数据时，先要查看BUSY信号，BUSY0时，才能向打印机输出数据，在把数据送上DATA线后，先发STB=0信号通知打印机，打印机接到STB=0后，发出BUSY1，接收效据，当数据接收好并存入内部打印缓冲器后，送出ACK=0信号，表示打印机已准备好接收新数据，并复位BUSY=0。,40,8.3.3 8255A与并行打印机的接口,8255A应用举例 图中用8255A的PA口作为输出打印数据口，工作于
18、方式0，PC口高4位工作于输出方式，PC6产生STB信号；PC口低4位工作于输入方式，PC2接收打印机的BUSY信号。程序流程如右示。,41,8.3.3 8255A与并行打印机的接口,程序：A输出，C高4位输出，C低4位输入MOV AL,81H;工作方式字100001BOUT 83H,ALMOV AL,0DH;置/复位字 01101B PC6位置高，使STB#=1 OUT 83H,ALTESBY:IN AL,82H;查BUSY=0？（PC2=0）TEST AL,04H;00000100B JNZ TESBY;忙，则等待；不忙，则向A口送数MOV AL,2000H;从内存取数OUT 80H,AL;送数据到A口MOV AL,0CH;00001100B置STB信号为低（PC6=0）OUT 83H,ALNOP;负脉冲宽度（延时）NOPINC AL;置STB为高（PC6=1）OUT 83H,AL,42,并行接口及可编程接口芯片本章要点,可编程并行接口芯片。可编程并行接口芯片8255A的结构与功能，要求达到“领会”层次。可编程并行接口芯片8255A的三种工作方式与初始化编程，要求达到“简单应用”层次。可编程并行接口芯片8255A的应用，要求达到“综合应用”层次。16位系统中的并行接口，要求达到“领会”层次。,
