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微机接口技术与应用 ( 第七章）

微机接口技术与应用 ( 第七章）. 第七章 并行接口. 本章内容 7.1 并行接口的特点 7.2 可编程并行接口 8255A 7.3 8255A 的 0 方式及其应用 7.4 8255A 的 1 方式及其应用 7.5 8255A 的 2 方式及其应用. 特点. 7.1 并行接口的特点. 多根数据线上同时传送多位信息，字节并行、字并行； “ 并行 ”的含义是指接口与外设间的数据线； ( 无条件传送除外 ) 接口与外设间设置联络（握手）信号 ( 至少 2 根 ) ； 数据传送单位： 1 个字节或 1 个字； 不要求有固定的数据格式，适合于信号的近距离传输；

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微机接口技术与应用 ( 第七章）

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  1. 微机接口技术与应用(第七章）

  2. 第七章 并行接口 • 本章内容 7.1 并行接口的特点 7.2 可编程并行接口8255A 7.3 8255A的0方式及其应用 7.4 8255A的1方式及其应用 7.5 8255A的2方式及其应用

  3. 特点 7.1 并行接口的特点 • 多根数据线上同时传送多位信息，字节并行、字并行； • “并行”的含义是指接口与外设间的数据线； • (无条件传送除外)接口与外设间设置联络（握手）信号(至少2根)； • 数据传送单位：1个字节或1个字； • 不要求有固定的数据格式，适合于信号的近距离传输； • 并行接口有硬线连接接口和可编程接口之分。 7.2 可编程并行接口8255A • 8255A的外部特性和内部结构 1）8255A的基本特性 • PC口的特殊性： • 作为数据口,PC是2个独立的4位口 • 可由控制字进行按位控制,实现按 位置位和复位功能。 • 方式1、2时,大部分引脚作应答线 • 作为方式1、方式2的状态口 • 数据端口：2个8位端口(PA、PB)、2个4位端口(PC口高/低4位) 与TTL电平兼容 • 多种数据传送方式：无条件、查询、中断 对应的工作方式:0、1、2 • 命令字：工作方式字和PC口按位置/复位命令字 • 寄存器种类：数据口、控制口和状态口 本章首页

  4. 面向CPU的信号(14) • 面向外设的信号(24) D0～7、CS、RD、WR RESET:复位,高有效,清除控制寄存器,数据口置为输入,复位输出寄存器和状态寄存器,屏蔽中断,24根I/O线高阻 A1、A0:端口选择;输入 PA0～7:端口A的输入/输出线 PB0～7:端口B的输入/输出线 PC0～7:端口C的输入/输出线 PA0～7 D0～D7 数据总线缓冲器 PC4～7 A0 A1 读/写控制 逻辑 RD PC0～3 WR A组 PC上 (4位) B组 PC下 (4位) B组 B口(8位) A组 A口(8位) CS 00:PA口 RESET A组控制 01:PB口 PB0～7 B组控制 A1A0= 10:PC口 11:控制口 2）引脚(40脚) 3）内部结构 • 数据总线缓冲器 • 读/写控制逻辑 • PA与PB口只作输入/输出数据口使用，即使只用1位也是8位一起传输的。 • PC口除作数据口外还有很多用途： *作数据口 *作状态口 *作固定的联络（握手）信号线 *作按位控制 本章首页

  5. CS WR RD A1 A0 操作 系统板 地址 实验台 地址 0 0 1 0 0 向A口写数据 60H 300H 0 0 1 0 1 向B口写数据 61H 301H 0 0 1 1 0 向C口写数据 62H 302H 0 0 1 1 1 写控制字 63H 303H 0 1 0 0 0 从A口读数据 60H 300H 0 1 0 0 1 从B口读数据 61H 301H 0 1 0 1 0 从C口读数据或状态 62H 302H 0 1 0 1 1 非法操作 - - 7.2 可编程并行接口8255A（续） 8255的基本操作与端口地址表

  6. A口方式0,入;B口方式1, 出;C上输出,C下输入 方式字为10010101=95H D6 D5 D4 D3 D2 D1 方式字(D7=1) A口方式 A口方向 PC上方向 B口方式 B口方向 MOV DX,303H MOV AL,95H OUT DX,AL C口按位置/复位命令字(D7=0) 00:方式0 0:方式0 传输方向 01:方式1 1:方式1 • PC5= • 注意事项 0:复位 • 写入地址:控制口 • 只对输出引脚起作用 • 每次操作一个引脚 1:置位 000:PC0 001:PC1 … 111:PC7 • 数据端口A、B、C:输入三态缓冲,输出锁存;C口分为两个4位口、状态口 • A组和B组控制电路:A组:A口和C口上半部,B组:B口和C口下半部 • 8255A的编程命令 工作方式命令 PC口的按位操作命令 1）方式命令：指定工作方式及3个端口是输入还是输出 1 D0 特征位 PC下方向 • PC5=1 MOV DX,303H MOV AL,0BH OUT DX,AL 0:输出 1:输入 10:方式2(双向) 2）C口按位置/复位命令字 MOV DX,303H MOV AL,0AH OUT DX,AL NOP NOP MOV DX,303H MOV AL,0BH OUT DX,AL 本章首页

  7. 图6―3 8255A的3种工作方式 (a)方式0； (b)方式1； (c)方式2 本章首页

  8. 7.2 可编程并行接口8255A（续） MOV DX,300H IN AL,DX OR AL,20H OUT DX,AL AND AL,0DFH OUT DX,AL NOP NOP OR AL,20H OUT DX,AL • 同时令 • PB3、5=1 PB2、7=0 • PA5= MOV DX,301H IN AL,DX OR AL,28H AND AL,7BH OUT DX,AL 输出有锁存功能 可同时操作多引脚 4）A、B口按位操作的实现方法 8255A的按位置位与复位命令产生的输出可用于开关的通/断、继电器的吸合/释放、电机的起/停控制信号。 对数据口操作 3）两个命令字的区别 P143 作用不同；用特征位区分 方式命令是对8255A的三个端口的工作方式及功能初始化必须在使用8255A前进行。而按位置位/复位只对C口输出进行控制，可在初始化后任一处。 • 8255A的工作方式 • PA口3种方式（0、1、2方式） • PB口2方式（ 0、1方式） 方式1和方式2时PC口引脚作联络线 本章首页

  9. 7.3 8255A的0方式及其应用 • BUSY:忙,=1,打印机忙;打印机打印完使BUSY=0,可供查询 • DATA BIT1～8(DB1～8):数据线,传送字符的ASCII码,但数据并未进入打印机 • DATA STROBE(DSTB):数据选通,负脉冲有效,将DB1～8上的数据打入打印机内 • ACKNOWLEDGE(ACK):应答,打印机打印完字符输出负脉冲,可产生中断 • 方式0的特点 • 基本输入/输出方式，无固定联络信号；输入缓冲、输出锁存；无条件或查询方式 • 独立的2个8位口和2个4位口，24根I/O线全部由用户控制 • 无固定时序和确定状态字 • 单向传送 • 并行打印机接口设计 1）要求:查询方式，打印首址为BUF的256个字符(ASCII码) 2）使用的信号(Centronics标准,8位并行) 本章首页

  10. 驱动程序 … 开始 MOV DX,303H MOV AL,88H OUT DX,AL MOV AL,03H OUT DX,AL LEA SI,BUF MOV CX,256 MOV DX,302H IN AL,DX AND AL,20H JNZ L MOV DX,300H MOV AL,[SI] OUT DX,AL MOV DX,303H MOV AL,02H OUT DX,AL NOP NOP MOV AL,03H OUT DX,AL INC SI LOOP L 打印机插槽 • 流程图 ;方式字 8255A 8255A初始化 PA0～7 DB1～8 CPU PC1 STB PC5 BUSY BUSY=0? 地 地 ;置DSTB无效 N L: 送数 Y ;BUSY=0？ 送完? ;送字符 结束 修改地址、计数器 ;DSTB= N 送选通脉冲 Y ;已打印完 3）硬件设计 4）驱动程序设计 PA方式0,输出; PC上输入,PC下输出 方式字:88H 本章首页

  11. 7.4 8255A的1方式及其应用 PA口 PB口 STB:输入选通,外设 8255A, 将数据送入8255A的AB口 PC4 PC2 IBF:输入缓冲器满,8255A 外设,高电平阻止外设送数 PC5 PC1 INTR:中断申请,8255A CPU,高有效,请求CPU读数 PC3 PC0 中断产生条件:INTE＝1,STB=IBF=1,则INTR=1 • 方式1的特点 • 选通输入/输出，有固定应答和中断申请信号;输入、输出有锁存功能;查询或中断方式 • PA、PB作数据口，PC部分引脚作应答线;作应答线的引脚不由用户控制 • 有固定时序和确定状态字 • 单向传送，一次初始化只能设置在一个方向上传输 • 1方式下联络信号线的定义及时序 1）输入的联络信号定义及时序 • 联络信号的定义（P151） INTE:中断允许,内部控制,＝1:允许中断,=0:禁止 对PC4置/复位 对PC2置/复位 本章首页

  12. 图6―4 方式1下的信号定义 (a)A口、B口均为输入时；(b)A口、B口均为输出时 本章首页

  13. IBF INTR 来自外设的数据 1方式输入工作时序图 STB • STB • RD CPU 8255A 外设 RD • IBF • INTR 外设将数据放到数据线上,并使STB= STB下降沿约300ns,IBF=1 STB上升沿约300ns, INTR=1(INTE=1时) CPU读数,RD下降沿复位INTR, 上升沿复位IBF OBF:输出缓冲器满,8255A 外设,低电平通知外设取数 PC7 PC1 INTR:中断申请,8255A CPU,高有效,请求CPU写数 PC3 PC0 ACK:应答信号,外设 8255A, 表示外设已取走数据 PC6 PC2 中断产生条件:INTE＝1,ACK=OBF=1,则INTR=1 7.4 8255A的1方式及其应用（续） • 工作时序 8255输入选通 输入缓冲器满 发中断请求 读数据后清除INTR与IBF 信号变化过程 2）1方式下输出的联络信号定义及时序 • 联络信号的定义（P153） PA口 PB口 INTE:中断允许,内部控制,＝1:允许中断,=0:禁止 对PC6置/复位 对PC2置/复位 本章首页

  14. CPU写数,WR下降沿复位INTR, 上升沿使OBF=0 外设将数据取走,并使ACK= ACK下降沿使OBF=1 ACK上升沿使INTR=1(INTE=1时) WR INTR 数据输出 ACK 1方式输出工作时序图 • OBF • WR CPU 8255A 外设 • INTR • ACK OBF 7.4 8255A的1方式及其应用（续） • 工作时序 写数据到8255A输出数据寄存器 封锁中端请求 输出缓冲器满 数据已读出 信号变化过程 • 1方式的状态字 本章首页

  15. 注意事项： 1、状态字是8255A在输入/输出过程中由内部产生的，由C口读出,但独立于C口引脚，与C口接的外部引脚无关。 2、输入查询IBF或INTR; 输出查询OBF或INTR。一般查询时查INTR位更可靠。 3、INTE是控制标志位，控制8255A能否提出中断请求，它不是I/O操作中自动产生的状态，INTE是由用户通过按位置位/复位命令来设置或清除的。 MOV DX,303H MOV AL,86H OUT DX,AL 例题 INTEB=0 PC4=1 MOV AL,09H OUT DX,AL MOV AL,04H OUT DX,AL 本章首页

  16. 7.4 8255A的1方式及其应用（续） 查询INTR要开中断 说明：传送过程由甲机启动 甲机发送条件：INTR=1(INTE=1) 乙机接收条件：对方(甲机)的OBF=0 8255A 8255A OBF 1方式 0方式 PA0～7 PB0～7 乙 CPU 甲 CPU PC7 PC1 PC6 PC5 ACK • 1方式的接口方法 确定数据口和传送方向——联络线 查询:输入查IBF或INTR;输出查OBF或INTR 中断:加中断控制器——向量式中断 • 两种方式并行传送接口设计 1）要求:甲机向乙机传送1KB,甲方式1;乙方式0,查询方式,设M首址分别为SRC、DST 2）硬件设计:甲有固定联络线,乙没有 甲机:PA口方式1,输出,方式字=0A0H 乙机:PB口方式0,输入,PC上输出,PC下输入,方式字=83H 本章首页

  17. 乙接收程序段 … • 甲发送程序段 MOV DX,303H MOV AL,83H OUT DX,AL MOV AL,0BH OUT DX,AL LEA DI,DST MOV CX,1024 MOV DX,302H IN AL,DX AND AL,02H JNZ L MOV DX,301H IN AL,DX MOV [DI],AL MOV DX,303H MOV AL,0AH OUT DX,AL NOP NOP MOV AL,0BH OUT DX,AL INC DI LOOP L … ;方式字 MOV DX,303H MOV AL,0A0H OUT DX,AL MOV AL,0DH OUT DX,AL LEA SI,SRC MOV CX,1024 MOV DX,300H MOV AL,[SI] OUT DX,AL INC SI DEC CX MOV DX,302H IN AL,DX AND AL,08H JZ L MOV DX,300H MOV AL,[SI] OUT DX,AL INC SI LOOP L ;方式字 ;置对方ACK无效 ;INTEA=1 区别？ L: ;写第1个数 ; 对方OBF=0？ ;接收并存储 L: ;INTR=1? ;令ACK= ;写数 ;已接收完 本章首页

  18. 7.5 8255A的2方式及其应用 输入时：STB、IBF、INTR、内部控制INTE入 要查询IBF、OBF STB PC4 输出时：OBF、ACK、INTR、内部控制INTE出 IBF PC5 OBF PC7 ACK PC6 INTR PC3 INTE入 对PC4置/复位 INTE出 对PC6置/复位 • 方式2的特点 • 双向选通输入/输出，只有PA口有 • 有专用的联络信号线和中断申请信号，查询或中断方式 • 联络线定义、时序和状态字是方式1输入和输出的组合 • 方式2下联络信号线的定义及其时序： • 2方式的状态字 时序也是方式1输入和输出的组合 本章首页

  19. IBF 0 1 1 OBF 1 0 1 输出 输入 输入 1:输入 0:输出 即:IBF= 8255A (2方式) 8255A (0方式) 8259A PA0～7 PA0～7 INT INTR PB0～7 IR2 PC3 主机 从机 PC7 PC5 OBF PC6 PC2 IBF 系统总线 PC5 INTA INTA PC4 PC4 PC1 ACK STB • 中断方式的双向并行接口设计 1）要求:主从机双向传送256个字节,主机方式2,中断;从机方式0,查询;设两机源和目标首址分别为SRC、DST 4）软件设计(主机) 2）分析:使用8259A的IR2;中断服务程序中要判断IBF 主机:PA口方式2,双向,方式字=0C0H 中断服务程序中读的状态 从机:PA方式0,输入,PB方式0,输出, PC上输入,PC下输出,方式字=98H 3）硬件设计 开中断的方法： • 8255A的INTE=1 • 8259A的IMRi=0 • CPU的IF=1 本章首页

  20. 中断服务程序 • 主程序 … T_R PROC FAR 保护现场MOV DX,302H IN AL,DX AND AL,20H JNZ R MOV DX,300H MOV AL,[SI] OUT DX,AL INC SI JMP RETURN MOV DX,300H IN AL,DX MOV [DI],AL INC DI 恢复现场MOV AL,20H OUT 20H,AL IRET ENDP PUSH DS MOV AX,250AH MOV DX,SEG T_R MOV DS,DX LEA DX,T_R INT 21H POP DS IN AL,21H AND AL,0FBH OUT 21H,AL MOV DX,303H MOV AL,0C0H OUT DX,AL MOV AL,09H OUT DX,AL MOV AL,0DH OUT DX,AL LEA SI,SRC LEA DI,DST MOV CX,256 STI HLT DEC CX JNZ NEXT ; ;设置中断向量 ;IBFA=1? ;发送 ;IMR2＝0 R: ;接收 ;INTE入=1 ; ;INTE出=1 RETURN: ;EOI命令 T_R NEXT: ;等待中断 本章首页

  21. 本章要点 • 并行接口的特点，“并行”的含义 • 8255A的主要特性，PC口的特殊性 • 8255A的0方式、1方式、2方式的特点 • 8255A的1方式、2方式各联络信号线的作用 • 8255A的编程应用 本章作业: P165 1、2、4、5 本章首页

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