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第六章 并行接口,教学重点 并行接口的概念 8255A的工作方式和编程 8255A的应用,6.1 并行接口的概念,通信：是指计算机中主机与主机、主机与外设之间信息的传送。一般分别分为并行通信和串行通信。 并行通信：是指传输的线路的多条（四条、八条），一次可并行进行多位二进制位的传送。 串行通信：是指传输线路只有一条，一次只进行一位二进制位的传送。,6.2 可编程并行接口8255A,一、8255A的基本功能 有3种工作方式，方式0：基本输入输出；方式1：单项输入输出；方式2：双向输入输出 可实现与CPU之间的直接、查询、中断和DMA四种数据传送方式。,二、8255A的引脚,40引脚双列直插,+5V,24条可编程I/O引脚 除电源和地线外，其它外部引脚信号可分为两组： 一组面向CPU的信号； 一组面向外设的信号。,二、8255A的引脚,连接CPU系统端的主要引线： D0D7 CS RD WR A0，A1 RESET复位信号, 接系统总线的RESET,A1 A0 选择 0 0 端口A 0 1 端口B 1 0 端口C 1 1 控制寄存器,二、8255A的引脚,连接外设端的引脚： PA0PA7 PB0PB7 PC0PC7,分别对应A、B、C三个8位输入/输出端口,三个端口可通过编程分别指定为输入或输出口。其中，C口即可用作独立的输入/输出口，也可用作A、B口的握手联络信号(控制信号输出或状态信号输入)。,8255A的读/写操作控制,三、8255A的内部结构,A组 B组,端口PA 端口PC的高4位,端口PB 端口PC的低4位,8255内部分为A、B两组分别进行控制管理。,PA口和PB口的输入/输出都具有数据锁存能力； 但 PC口输出有锁存能力, 而输入没有锁存能力(仅缓冲能力)。,8255A的内部结构,四、8255与系统的连接示意图,D0D7,WR,RD,A1,A0,CS,DB,IOW,IOR,A1,A0,译码器,8255,PA口,PB口,PC口,D0D7,外 设,A2A15,系统总线,五. 方式命令字：命令字格式,例1. 写入方式控制字,要求： A端口：方式1输入 C端口上半部：输出，C口下半部：输入 B端口：方式0输出 方式控制字：10110001B或B1H 初始化的程序段： mov dx,303h;假设控制端口为303H mov al,0b1h;方式控制字 out dx,al;送到控制端口,五. 方式命令字：按位置位/复位命令字,例2. 位控命令控制字,要求： 把C口的PC2引脚置成高电平输出 方式控制字：00000101B或05H 初始化的程序段： mov dx,303h;假设控制端口为303H mov al,05h;使PC2=1的命令字 out dx,al;送到命令口,6.2 可编程并行接口8255A,六、8255A的工作方式 8255A的工作方式与端口有关，PA口有3种方式（0方式、1方式、2方式），PB口和PC口只有2种工作方式（0方式、1方式）。,基本I/O方式（方式0） （PA、PB、PC） 不需握手联络线的简单输入/输出单向方式； 适用于无条件传送和查询方式（一般PA或PB数据口, 而PC做成状态口 ）的接口电路 选通I/O方式（方式1） （PA、PB） 需握手联络线的复杂输入/输出单向方式； 适用于查询和中断方式的接口电路 双向方式（方式2） （仅PA） 需握手联络线的复杂输入/输出双向方式； 适用于查询和中断方式的接口电路,I/O 接口,输入 设备,I/O 接口,输出 设备,I/O 接口,输入 设备,I/O 接口,输出 设备,I/O 接口,存储 设备,6.3 8255A的0方式及其应用,在这种工作方式下，A、B和C口都可以由程序规定为输入或输出。 方式0使用于： 1、简单的输入输出，不需任何联络信号 2、查询式输入或输出，由编程者选择C口的某些位当作控制和状态信息。,例：8255A作为连接打印的查询式接口，工作于方式0，如图所示。设8255A的端口地址为： A端口：00D0H C端口： 00D4H B端口：00D2H 控制口：00D6H 工作过程：当主机要往打印机输出字符时，先查询打印机忙信号，如果打印机正在处理一个字符或在打印一行字符，则忙信号为1，否则为0。 PC2作为打印机忙信号， PC6作为数据选通信号，将数据线上的数据打入打印机缓冲器。,方式0实例,打印机驱动流程图,工作方式0例子打印机,Y,PP： MOV AL ，81H ；8255工作方式字 OUT D6H ， AL ；A口方式0，输出， ; C口方式0， C47输出，C03输入 MOV AL ， 0DH ；PC6置1 OUT D6H ，AL MOV S I ， 200H ；打印字符内存地址 MOV CX， 0FFH ；打印字符个数 LPST ： IN AL ， D4H ；读C口 AND AL ， 04H ；查PC2=1？ JNZ LPST ；忙，等待;不忙，送数 MOV AL， SI ；从内存取数 OUT D0H ， AL ；送数到PA口,MOV AL ， 00001100B ；将PC6置0（STB为低） OUT D6H ， AL ；AL 0000 1100 B NOP NOP ； 延时 INC AL ；AL0000 1101 B OUT 0D6H ， AL ；再使STB（PC6）为1 INC SI ；内存地址+1 DEC CX ；字符数 - 1 JNZ LPST HLT,6.4 8255A的1方式及其应用,数据输入输出要在选通信号控制下工作. 端口A和端口B可以分别作为两个数据口工作于方式1，并且，任何一个端口可以为输入口或输出口。,方式1输入有关信号的规定,端口B输入,1选通信号输入端，低电平有效,2输入缓冲区满信号，,3它是8255送往CPU的中断请求 信号，高电平有效。,中断允许信号,INTE由PC4置“1”,INTR有效,数据输入口,方式1 A口输入有关信号的规定,PC0-7,方式1输入联络信号定义,STB选通信号，低电平有效 由外设提供的输入信号，当其有效时，将输入设备送来的数据锁存至8255A的输入锁存器 IBF输入缓冲器满信号，高电平有效 8255A输出的联络信号。当其有效时，表示数据已锁存在输入锁存器 INTR中断请求信号，高电平有效 8255A输出的信号，可用于向CPU提出中断请求，要求CPU读取外设数据 INTE 中断允许信号，高电平有效 用于控制中断允许或中断屏蔽 STB和IBF是外设和8255A间的一对应答联络信号，为的是可靠地输入数据,方式1 输入时序,方式1输出有关信号的规定,3 中断请求,1通知外设取走数据,2外设响应信号,端口B输出,方式1输出联络信号,OBF输出缓冲器满信号，低有效 8255A输出给外设的一个控制信号，当其有效时，表示CPU已把数据输出给指定的端口，外设可以取走 ACK响应信号，低有效 外设的响应信号，指示8255A的端口数据已由外设接受 INTR中断请求信号，高有效 当输出设备已接受数据后，8255A输出此信号向CPU提出中断请求，要求CPU继续提供数据 OBF和ACK是外设和8255A间的一对应答联络信号，为的是可靠地输出数据,PC0-7,方式1输出时序,例1: 8255A端口A工作在方式1,A口输入,允许A口中断，编写初始化程序。 MOV DX，PCTR ；控制口地址送DX MOV AL，10110000B ；A口方式1输入 OUT DX，AL MOV AL，00001001B；置PC4=1，允许中断 OUT DX，AL ；,例2:应用8255A工作在方式0和方式1进行双机并行通信。甲机（发送）和乙机（接收）的口地址为： A口60H、B口61H、C口62H、控制口63H,发送方的发送程序 MOV AL，10100000B ；A口方式1输出 OUT 63H，AL ；写工作方式控制字 MOV AL，0DH ；PC6置初值1 OUT 63H，AL ；写位控字 TEST1: IN AL，62H ；读状态口C AND AL，40H ；判断PC6是否为0， ；即ACK信号是否有效 JNZ TEST1 ；无ACK信号则循环 MOV AL，CL ；发送（CL）值 OUT 60H，AL,接收方的接收程序 MOV AL，10011000B ；A口方式0输入，C高4位输入, C低4位输出 OUT 63H，AL ；写工作方式控制字 MOV AL，01H ； PC0置初值1 OUT 63H，AL ；写位控字 RECEIVE： IN AL，62H ；读状态口C TEST AL，10H ；判断PC7是否为0， ；即OBF信号是否有效 JNZ RECEIVE ；无OBF信号则循环 IN AL，60H ；接收甲机值 MOV CL，AL ；保存接收值到CL MOV AL，00H ；PC0置0，发送ACK信号 OUT 63H，AL CALL DELAY INC AL ； PC0置1,即ACK信号只持续一段时间 OUT 63H，AL ,为什么要设置C口？,方式2只适用于端口PA; 方式2类似于PA口方式1下输入和输出的组合。 PA口用方式2时，PC口（ PC7PC3 ）的5条线提供 传输联络信号 INTE1为PC6，INTE2为PC4。,PC0-7,PA方式2时的状态字,PB口方式决定,6.5 8255A的2方式及其应用,方式2有关信号的规定,一个数据输出过程和一个数据输入的时序,工作方式2时序,6.5 8255A的2方式及其应用,四、中断方式的双向并行接口设计 1要求 主从两台微机进行并行传送，共传送256个字节。主机一侧的8255A采用2方式并且用中断方式传送数据。从机一侧8255A工作在0方式，采用查询方式传送数据。 2分析 为了适应矢量中断的要求，接口电路中使用中断控制器8259A，并且是利用IBM-PC的中断资源将8255A的中断请求线IN1R接到系统总线的IRQ2上。 由于在2方式下输入中断请求和输出中断请求共用一根线，因此，要在中断服务程序中，用读取状态字的办法查询IBF和OBF状态位来决定执行输入操作还是输出操作。,6.5 8255A的2方式及其应用,四、中断方式的双向并行接口设计 3设计 （1)硬件设计 从图6.19可知主机一侧的8255A的PA口作双向传送，既输出又输人，它的中断请求线接到8259A的IR2上。从机一侧的8255A的PA口和PB口是单向传送，分别作输出和输入。 (2)软件设计下面讨论主机一侧的编程，包括初始化，主程序和中断服务程序：有关中断向量的获取、修改和恢复的程序段均已略去，可参考第五章。,图6.19 2方式接口电路图,6.5 8255A的2方式及其应用,8255A初始化程序 MOV DX，303H ；8255A控制口 MOV AL,0C0H ；方式字：A口为2方式 OUT DX，AL MOV AL，09H ；置位PC4,设置INTE2=1，输入中断允许 OUT DX, AL MOV AL，ODH ；置位PC6，设置INTE1=1，输出中断允许 OUT DX，AL MOV SI, 300H ；发送数据块首址 MOV DI, 410H ；接收数据块首址 MOV CX,0FFH ；发送与接收字节数 。 。,6.5 8255A的2方式及其应用,AGAIN: STI ；开中断 HLT ；等待中断 DEC CX ；字节数减1 JNZ AGAIN ；未完，继续 MOV AX，4COOH ；已完，退出 INT 21H ；返回DOS ；中断服务程序 T_R PROC FAR ；中断服务程序入口 ASSUME CS：CODE，DS:DATA,SS:STACK PUSH AX ；保存寄存器 PUSH DX PUSH DI PUSH SI MOV DX，303H ；8255A控制口 MOV AL，08H ；复位PC4,使INTE2=0,禁止输入中断 OUT DX，AL MOV AL, OCH ；复位PC6，使INTE1=0,禁止输出中断 OUT DX，AL CLI ；关中断,6.5 8255A的2方式及其应用,MOV DX，302H ；8255A状态口 IN AL, DX ；查中断源，读状态字 MOV AH, AL ；保存状态字 AND AL，20H ；检查状态位IBF，是输入？ JZ OUTP ；不是，则跳输出程序OUTP INP: MOV DX，300H ；是，则从A口读数 IN AL, DX MOVDI，AL ；存入内存区 INC DI ；接收数据块内存地址加1 JMP RETURN ；跳RETURN OUTP: MOV DX，300H ；向A口写数 MOV AL, SI ；从内存取数,6.5 8255A的2方式及其应用,OUT DX，AL ；输出 INC SI ；发送数据块内存地址加1 RETURN：MOV DX，303H ；8255A控制口 MOV AL，ODH ；允许输出中断 OUT DX，AL MOV AL, 09H ；允许输入中断 OUT DX，AL MOV AL，62H ；OCW2，中断结束 OUT 20H, AL POP SI ；恢复寄存器 POP DI POP DX POP AX IRET ；中断返回 T- R FNDP,第七章小结 在8255A的三个数据口中，C口用法较特殊、比较复杂，是学习的一个难点，为了更好的理解，下面做一个归纳： （1）C口被分成两个四位端口，两个端口只能以方式0工作，但分别可选择输入或输出（若PC0选输入，则PC1输出无法办到，因为它们同属C口的下半部分）。 （2）当A、B口工作在选通方式时，C口的部分引脚被征用为联络信号，其余引脚还可工作在方式0。 （3）将数据写入C口，有两种办法： 向C口直接写入字节数据，这一数据被写进C口的输出锁存器，并从输出引脚输出，但对输入引脚无效；, 通过向控制口写入位控字，C口某个引脚输出1或0，该操作每次限定对一位操作。位控字有两个作用：输出控制；对8255A内部的中断允许触发器置位或复位。 （4）当我们读C口数据时，读到数据有两种情况： 1）未被征用的引脚，读C口时将从定义为输入的端口读到引脚输入信息；对定义为输出的端口读到输出锁存器中的信息。 2）被征用的引脚，从C口读到8255状态的状态字。,
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