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左旭坤（左旭坤（）1工业用微型计算机工业用微型计算机第五章总复习25.1 5.1 总线技术总线技术v5.1.1 PC/XT5.1.1 PC/XT总线总线v5.1.2 5.1.2 微型计算机总线的标准和分类微型计算机总线的标准和分类v5.1.3 ISA5.1.3 ISA总线总线v5.1.4 PCI5.1.4 PCI总线总线31.总线的概念总线的概念【识记识记】总线的概念总线的概念v5.1.1 PC/XT5.1.1 PC/XT总线总线4vPC/XTPC/XT总线：总线根数：总线：总线根数：62 62 数据线：数据线：8 8根根vISAISA总线：总线根数：总线：总线根数：62+36 62+36 数据线：数据线：1616根根2012-092012-09ISAISA总线中数据线有总线中数据线有 【】A A 8 8条条 B B 1616条条 C C 3232条条 D D 6464条条B B51 1）地址总线地址总线ABAB（Address BusAddress Bus）：用来传递）：用来传递地址地址信息，信息，由于地址由于地址只能从只能从CPU传向外部存储器或传向外部存储器或I/O端口，所以地址线是单向的。端口，所以地址线是单向的。2 2）数据总线数据总线DBDB（Data BusData Bus）：用来传递）：用来传递数据数据信息，是双向数据线。信息，是双向数据线。3 3）控制总线控制总线CBCB（Control BusControl Bus）：用来传递各种）：用来传递各种控制控制信号。信号。3.总线分类总线分类【领会领会】数据总线、数据总线、地址总线、地址总线、控制总线的作用。控制总线的作用。【领会领会】总线的分类总线的分类62012-222012-22.根据传送的信号不同，根据传送的信号不同，CPUCPU与存储器及外部设备的连线与存储器及外部设备的连线 可分为地址总线、数据总线和可分为地址总线、数据总线和_。（。（P188P188）2009-2009-2626.CPU.CPU和和I/0I/0设备之间传送的信息可以分为设备之间传送的信息可以分为 地址信息、控制信息和地址信息、控制信息和_。控制总线控制总线数据信息数据信息71 1）片总线片总线C-BusC-Bus（Chip BusChip Bus）：在）：在CPUCPU内部，寄存器之间和算术逻内部，寄存器之间和算术逻辑部件辑部件ALUALU与控制部件之间传输数据所用的总线，也称与控制部件之间传输数据所用的总线，也称CPUCPU总线。总线。2 2）内总线内总线I-BusI-Bus（Internal BusInternal Bus）：是微机系统中各插件（模块）：是微机系统中各插件（模块）之间的信息传输通路，也称系统总线或板级总线。之间的信息传输通路，也称系统总线或板级总线。3 3）外总线外总线E-BusE-Bus（External BusExternal Bus）：是微机系统之间或微机系统与）：是微机系统之间或微机系统与通信设备之间进行通信的一组信号线，也称通信总线。通信设备之间进行通信的一组信号线，也称通信总线。85.2 I/O5.2 I/O接口概述接口概述v5.2.1 5.2.1 接口的概念与接口的概念与I/OI/O接口接口v5.2.2 I/O5.2.2 I/O接口的典型结构接口的典型结构v5.2.3 I/O5.2.3 I/O端口的编址端口的编址v5.2.4 I/O5.2.4 I/O数据传输的控制方式数据传输的控制方式9I/O接口的交换信号接口的交换信号I/OI/O接口与接口与I/OI/O设备之间交换的信号通常有四种：设备之间交换的信号通常有四种：1 1）数字量数字量：用二进制表达的信息或经过编码的二进制信息，最：用二进制表达的信息或经过编码的二进制信息，最小单位为位（小单位为位（bitbit），），8 8个位为一个字节（个位为一个字节（bytebyte），如按键编码、），如按键编码、字符编码等。字符编码等。2 2）模拟量模拟量：用于时间有连续关系的模拟电压或模拟电流表示的：用于时间有连续关系的模拟电压或模拟电流表示的物理量，如电压、电流、压力、频率、位移、速度、转角等。物理量，如电压、电流、压力、频率、位移、速度、转角等。3 3）开关量开关量：仅有两种状态的量，如开关的状态、电机的起停，：仅有两种状态的量，如开关的状态、电机的起停，用二进制表示时只需一个位即可。用二进制表示时只需一个位即可。4 4）脉冲量脉冲量：在计算机控制系统中常用到计数脉冲、定时脉冲或：在计算机控制系统中常用到计数脉冲、定时脉冲或控制脉冲，脉冲量是指以脉冲形式表示的一种信号。控制脉冲，脉冲量是指以脉冲形式表示的一种信号。【识记识记】数字量；模拟量；开关量；脉冲量数字量；模拟量；开关量；脉冲量10IOIO接口与接口与CPUCPU之间交换的信息通常有三种：之间交换的信息通常有三种：1 1）数据信息：由数据信息：由IOIO设备产生，经过设备产生，经过I/OI/O接口转换后可以输入给接口转换后可以输入给CPUCPU，或由，或由CPUCPU产生，经产生，经I/OI/O接口转换后可以输出到接口转换后可以输出到I/O I/O 设备的信息。设备的信息。2 2）状态信息：反应状态信息：反应I/OI/O设备以及设备以及I/OI/O接口本身工作状态的信息，接口本身工作状态的信息，如如I/OI/O设备设备“已就绪已就绪”、“忙忙”等。等。3 3）控制信息：用以控制控制信息：用以控制I/OI/O设备操作以及设定设备操作以及设定I/OI/O接口本身工作接口本身工作方式的信息。方式的信息。11基本基本I/O接口接口74LS24474LS24474LS24574LS24574LS37374LS37374LS37474LS37412v5.2.3 I/O5.2.3 I/O端口的编址端口的编址可被可被CPU寻址的寻址的I/O接口内部寄存器称之为接口内部寄存器称之为端口端口（Port）。）。I/O端口有两种编址方式：端口有两种编址方式：I/O端口独立编址端口独立编址和和 I/O端口与存储器统一编址端口与存储器统一编址【识记识记】I/O端口端口【识记识记】I/O端口的编址方式端口的编址方式2011-272011-27.对于对于80868086系统，系统，I/OI/O与存储器采用的是与存储器采用的是 编址方式。编址方式。独立独立131.I/O端口独立编址端口独立编址I/O端口独立编址也称端口独立编址也称I/O映像映像（I/O Mapped）。）。CPU将内存和将内存和I/O端口视为完全分离的地址空间，端口视为完全分离的地址空间，访问内存时给出访问内存时给出A0 A19地址，访问地址，访问I/O端口时，给出端口时，给出A0 A15地址。地址。FFFFFH00000H1M内存内存A19 A0寻址寻址FFFFH0000HIO端口端口A15 A0寻址寻址I/O端口端口1I/O端口端口nI/O端口端口264k14152.I/O端口与存储器统一编址端口与存储器统一编址在这种编址方案中，把在这种编址方案中，把内存中的某个区域规划内存中的某个区域规划出来留给出来留给I/OI/O端口使用，端口使用，I/OI/O端口看作内存中的端口看作内存中的一个存储单元，即每一一个存储单元，即每一个个I/O I/O 端口占用一个存端口占用一个存储器单元的地址。由于储器单元的地址。由于I/O I/O 端口的地址映射到端口的地址映射到存储器空间，所以也称存储器空间，所以也称为为内存映像内存映像（Memory Memory MappedMapped）。）。16v5.2.4 I/O5.2.4 I/O数据传输的控制方式数据传输的控制方式【识记识记】I/O传输控制方式传输控制方式171.程序控制方式程序控制方式（1）无条件传输方式无条件传输方式【领会领会】无条件传输方式无条件传输方式（2）查询传输方式查询传输方式查询查询（PollingPolling）传输方式传输方式也称为条件传输方式或异步传输方式。也称为条件传输方式或异步传输方式。查询输入方式是指当查询输入方式是指当CPUCPU需要传输数据时首先查询需要传输数据时首先查询I/OI/O接口的状态，只当接口的状态，只当I/OI/O接接口已就绪时才能进行数据的输入或输出。口已就绪时才能进行数据的输入或输出。与无条件传输方式类似，传输的一方为与无条件传输方式类似，传输的一方为CPUCPU，另一方为，另一方为I/OI/O接口。接口。182.中断控制方式中断控制方式1 1）中断请求：当中断请求：当IOIO设备就绪时，主动向设备就绪时，主动向CPUCPU发出通告，请求发出通告，请求CPUCPU取走数据或输出新的数据。取走数据或输出新的数据。2 2）中断判优：中断判优：3 3）中断响应：中断响应：CPUCPU收到中断请求后，暂停当前的程序，执行输入收到中断请求后，暂停当前的程序，执行输入或输出程序（中断服务程序）完成一次数据传输。或输出程序（中断服务程序）完成一次数据传输。4 4）中断处理：执行中断服务程序的过程。中断处理：执行中断服务程序的过程。5 5）中断返回：执行完中断服务程序后，返回原来程序的暂停之中断返回：执行完中断服务程序后，返回原来程序的暂停之处（断点）继续执行。处（断点）继续执行。【领会领会】中断控制方式中断控制方式193.直接内存存取（直接内存存取（DMA）方式）方式是一种完全由硬件执行是一种完全由硬件执行I/OI/O交换的工作方式，传输的一交换的工作方式，传输的一方为内存，另一方是方为内存，另一方是I/OI/O接口和其连接的接口和其连接的I/O I/O 设备，设备，CPUCPU不参与传输，即数据不经过不参与传输，即数据不经过CPUCPU。直接内存存取直接内存存取:（Direct Memory Access）【领会领会】DMA方式方式202011-282011-28.CPU.CPU与外设交换数据前必须先查询外设状态，与外设交换数据前必须先查询外设状态，这种方式称为这种方式称为 传送方式。传送方式。查询查询215.3 中断系统中断系统v5.3.1 中断概述中断概述v5.3.2 8086/8088的中断系统的中断系统v5.3.3 8259A可编程中断控制器可编程中断控制器v5.3.4 8259A的应用的应用22v1.中断概述中断概述什么是中断什么是中断（Interrupt）？）？在在CPU执行当前程序的过程中，由于某种随机发生执行当前程序的过程中，由于某种随机发生的内部或外部事件使程序暂停，而转去执行别的程序，的内部或外部事件使程序暂停，而转去执行别的程序，然后再返回暂停处（即断点）继续执行原来程序。这一然后再返回暂停处（即断点）继续执行原来程序。这一个过程就称为个过程就称为中断中断。【识记识记】中断的概念中断的概念23v2.识别中断识别中断中断类型号中断类型号：以：以一个字节的无符号数一个字节的无符号数予以识别和区分中断。予以识别和区分中断。【识记识记】中断类型号中断类型号B2012-042012-04 指令中断指令中断INT 20HINT 20H的中断类型码是的中断类型码是 【】A A 08H B08H B 20H20H C C 80H D80H D 不能确定不能确定24v3.中断向量和中断向量表中断向量和中断向量表（1）中断服务程序第一条可执行指令在内存中的地址称为）中断服务程序第一条可执行指令在内存中的地址称为 中断服务程序的入口地址中断服务程序的入口地址。（2）中断服务程序的入口地址被称为）中断服务程序的入口地址被称为中断向量中断向量。（3）中断向量依中断类型号之次序排列成一个表，）中断向量依中断类型号之次序排列成一个表，即即中断向量表中断向量表。（4）中断向量表（）中断向量表（Interrupt Vector Table，IVT）是一种表数据结构，是中断服务程序的入口地址表，是一种表数据结构，是中断服务程序的入口地址表，占用内存占用内存00000H 003FFH的的1K空间。空间。对应中断类型号对应中断类型号0 255。【识记识记】中断向量中断向量【领会领会】中断向量表中断向量表25IPH00000HIPCS00002H00004HIPCS00006H00008HIPCS0000AH0000CHIPCS0000EH00010HIPCS00012H00014HIPCS00016H00080HIPCS00082H003FCHIPCS003FFH0007CHIPCS0007EHn 4IPCSn 4+1n 4+2n 4+3INT 00H 除错误除错误INT 01H 单步单步INT 02H NMIINT 03H 断点断点INT 04H 溢出溢出INT 05H 专用（专用（5）保留（保留（27）用户（用户（224）INT 1FH INT 20H INT n INT FFH CSHIPLCSL图图5-24 8086/8088中断向量表中断向量表262009-28.中断向量表放在内存的中断向量表放在内存的00000H _。003FFH2011-292011-29.8086.8086系统存放所有系统存放所有 中断服务程序入口地址的内存区域称为中断服务程序入口地址的内存区域称为 。中断向量表中断向量表2010-30.某中断矢量从低到高连续四个字节的值某中断矢量从低到高连续四个字节的值分别为：分别为：00H、01H、02H、和、和03H，则该中断服务程序的入口地址为则该中断服务程序的入口地址为_。0302H：0100H或或03120H274.中断类型号、中断向量和中断向量表的关系中断类型号、中断向量和中断向量表的关系(1)中断类型号中断类型号n对应的对应的中断向量中断向量物理地址为物理地址为（此处注意将计算结果化为（此处注意将计算结果化为4位十六进制的形式）位十六进制的形式）(2)根据物理地址确定一种可能的逻辑地址，即可根据物理地址确定一种可能的逻辑地址，即可在在中断向量表中断向量表中找到该逻辑地址存储的值，该值中找到该逻辑地址存储的值，该值即为中断服务程序的入口地址。即为中断服务程序的入口地址。n4n4+1n4+2n4+3282011-152011-15.类型号为类型号为21H21H的中断服务程序入口地址存放在的中断服务程序入口地址存放在 【】A A 0000H:0021H B0000H:0021H B 0000H:0042H0000H:0042H C C 0000H:0084H D0000H:0084H D 0000H:0108H0000H:0108HC2010-11.10H号中断的入口地址存放在号中断的入口地址存放在 【】A 0000H:0010H B 0000H:0040HC 0010H:0000H D 0040H:0000HB29v每个中断服务程序的入口地址包括每个中断服务程序的入口地址包括CS和和IP共四个字节。共四个字节。5.中断服务程序中断服务程序v在中断响应时，根据中断类型号在中断响应时，根据中断类型号n,到中断向量表中从地址到中断向量表中从地址0000:4n开始连续四个单元内容分别装入开始连续四个单元内容分别装入IP和和CS，然后，然后以新的以新的CS:IP为入口，为入口，CPU转入中断服务程序。转入中断服务程序。v中断服务完成后，子程序的最后一条指令是中断返回指令中断服务完成后，子程序的最后一条指令是中断返回指令IRET。该指令的执行将栈顶。该指令的执行将栈顶6个单元的内容依次弹到个单元的内容依次弹到IP、CS和和FLAGS，于是返回断点执行主程序。，于是返回断点执行主程序。302009-22.编写程序时，对不允许外部中断的程序要先关中断，编写程序时，对不允许外部中断的程序要先关中断，其指令是其指令是_。D D2012-102012-10.8086CPU.8086CPU执行执行INT nINT n指令时，指令时，自动将下列寄存器推入堆栈的顺序是自动将下列寄存器推入堆栈的顺序是 【】A A FLAGSFLAGS，IPIP，CS BCS B IPIP，CSCS，FLAGSFLAGS C C CSCS，IPIP，FLAGS DFLAGS D FLAGSFLAGS，CSCS，IPIP2011-142011-14.8086CPU.8086CPU在响应外部中断请求后，在响应外部中断请求后，自动入栈的寄存器顺序是自动入栈的寄存器顺序是 【】A A IPIP，CSCS，FLAGS BFLAGS B FLAGSFLAGS，CSCS，IPIP C C CSCS，IPIP，FLAGS DFLAGS D CSCS，FLAGSFLAGS，IPIP2010-152010-15.8086 CPU.8086 CPU执行执行IRETIRET时，寄存器出栈的顺序是时，寄存器出栈的顺序是【】A A FLAGS,IP,CS BFLAGS,IP,CS B IP,CS,FLAGSIP,CS,FLAGS C C CS,IP,FLAGS DCS,IP,FLAGS D FLAGS,CS,IPFLAGS,CS,IPB BB BCLICLI315.3.3 8259A可编程中断控制器性能概述性能概述1.具有具有8级中断优先控制，级中断优先控制，通过级连可以扩展至通过级连可以扩展至64级优先权控制；级优先权控制；2.每一级中断都可以通过初始设置为允许或屏蔽状态；每一级中断都可以通过初始设置为允许或屏蔽状态；3.8259A的工作方式，可以通过编程进行设置，的工作方式，可以通过编程进行设置，因此，使用非常灵活；因此，使用非常灵活；4.8259A采用采用NMOS制造工艺，只需要单一的制造工艺，只需要单一的+5V电源。电源。328259AIR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7A0INTD0 D7CAS0 CAS2VccGNDCSWRRD/SP EN图图5-27b 8259A逻辑符号逻辑符号338259A的控制字有两种：的控制字有两种：初始化命令字初始化命令字(ICW)，在在8259A启动之前写入，使其处于预定的初始状态。启动之前写入，使其处于预定的初始状态。操作命令字操作命令字(OCW)，可在可在8259初始化后的任何时刻写入，初始化后的任何时刻写入，使处于初始状使处于初始状态的态的8259去执行具体的某种操作方式。去执行具体的某种操作方式。8259A的编程的编程342009-24.在某微机系统中有在某微机系统中有3片片8259中断控制器芯片级联，中断控制器芯片级联，能提供中断申请的个数是能提供中断申请的个数是_。22个个2010-16.两片两片8259A级联时可接收的外部中断请求的数量有级联时可接收的外部中断请求的数量有【】A 8个个 B 14个个C 15个个 D 16个个 C2012-292012-29.要初始化要初始化8259A8259A的工作方式、中断类型码等，的工作方式、中断类型码等，必须先向其写入必须先向其写入_。P215P2152011-132011-13.以优先级完全嵌套方式工作的以优先级完全嵌套方式工作的8259A8259A，其外部中断请求引脚优先级最高的是其外部中断请求引脚优先级最高的是 【】A A IR0 BIR0 B IR1IR1 C C IR7 DIR7 D IR8IR8ICW（或初始化命令字）（或初始化命令字）A355.4 定时与计数定时与计数5.4.1 定时与计数概述定时与计数概述5.4.2 8253/8254可编程间隔定时器可编程间隔定时器 1.8253的的外部引脚和内部结构外部引脚和内部结构 2.8253与总线的连接与总线的连接 3.8253的的编程编程 4.8253的的工作方式工作方式 5.8253/8254的的应用应用36图图5-38 82535-38 8253的内部结构的内部结构 数据数据总线总线缓冲器缓冲器D7D0读读/写写控制控制逻辑逻辑CSA0A1RDWR控制字控制字寄存器寄存器计数器计数器通道通道0计数器计数器通道通道1计数器计数器通道通道2CLK 0GATE 0OUT 0CLK 1GATE 1OUT 1CLK 2GATE 2OUT2378253CLK0GATE0OUT0A1D0 D7CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2A0RDWRCS38BCDBCD码（十进制数）码（十进制数）1 1二进制数二进制数0 0计数方式选择计数方式选择方式方式5 5101101方式方式4 4100100方式方式3 3x11x11方式方式2 2x10 x10方式方式1 1001001方式方式0 0000000工工作作方方式式选选择择先低后高字节读先低后高字节读/写写1111只读只读/写高字节写高字节1010只读只读/写低字节写低字节0101锁存命令锁存命令0000读读/写格式选择写格式选择通道选择通道选择无意义无意义选通道选通道2 2选通道选通道1 1选通道选通道0 01111101001010000D1D1D0D0D2D2D3D3D4D4D5D5D6D6D7D7398253的工作方式的工作方式方式方式0：计数结束中断：计数结束中断方式方式1：可由硬件重复触发的单脉冲：可由硬件重复触发的单脉冲方式方式2：序列脉冲发生器：序列脉冲发生器方式方式3：方波发生器：方波发生器方式方式4：软件触发选通脉冲：软件触发选通脉冲方式方式5：硬件触发选通脉冲：硬件触发选通脉冲40门控信号持续为高门控信号持续为高WRNNNNNNNN080706050403020100FFFFFFFEFFFDFFFCFFFBCLKGATEOUTCW=10LSB=8使使OUT呈初始态呈初始态载入计数初值载入计数初值计数值减为计数值减为0，OUT转高转高12345678941门控信号持续为高门控信号持续为高WRNNNNNNNN0403020104030201040302010403CLKGATEOUTCW=14LSB=4载入计数初值载入计数初值计数结束再次载入计数结束再次载入42门控信号持续为高门控信号持续为高WRNNNNNNNN0402040204020402040204020402CLKGATEOUTCW=16LSB=4载入计数初值载入计数初值计数结束再次载入计数结束再次载入43门控信号持续为高门控信号持续为高WRNNNNNNNN0402000402040200040204020004CLKGATEOUTCW=16LSB=5载入计数初值载入计数初值442009-082009-08向向82538253芯片写入控制字芯片写入控制字74H74H后，后，则通道则通道1 1工作在方式工作在方式 【】A A 0 B0 B 1 1 C.C.2 D.32 D.32012-132012-13.一片一片82538253的端口数量为的端口数量为 【】A A 2 2个个 B B 3 3个个 C C 4 4个个 D D 1616个个2011-192011-19.在输入计数脉冲频率一定时，在输入计数脉冲频率一定时，为使为使82538253的定时时间最长，其计数初值设为的定时时间最长，其计数初值设为【】A A 0 B0 B 6553665536 C C FFH DFFH D FFFFHFFFFH2009-202009-2082538253芯片内部有三个独立的计数器。芯片内部有三个独立的计数器。这些计数器实际上是这些计数器实际上是 【】A A 8 8位的减法计数器位的减法计数器 B B 8 8位的加法计数器位的加法计数器 C C 1616位的加法计数器位的加法计数器 D D 1616位的减法计数器位的减法计数器C CA AC CD D45【2011-38】某微机系统中有一片某微机系统中有一片82538253，电路如题，电路如题3838图所示，其端口地址范图所示，其端口地址范围为围为300H300H303H303H，CLK0CLK0输入输入1MHz1MHz方波时钟信号，要使方波时钟信号，要使OUT0OUT0输出输出1KHz1KHz的方波信号。填空完善如下程序。的方波信号。填空完善如下程序。46303H300H00HDX10HMOV DXMOV DX，_ ；控制寄存器地址；控制寄存器地址MOV ALMOV AL，77H 77H ；设置；设置82538253控制字控制字 ；定时；定时/计数器计数器0，方式，方式3，BCD码初值码初值OUT DXOUT DX，AL AL ；写入控制字；写入控制字MOV DXMOV DX，_ ；定时；定时/计数器计数器0地址地址MOV ALMOV AL，_ ；计数初值低字节；计数初值低字节OUT OUT _ ，AL AL ；写入低字节；写入低字节MOV ALMOV AL，_ ；计数初值高字节；计数初值高字节OUT DXOUT DX，AL AL ；写入高字节；写入高字节47【2012-38】某微机系统中有一片某微机系统中有一片82538253，电路如题，电路如题3838图所示，其端口地址范图所示，其端口地址范围为围为300H303H300H303H，CLK0CLK0输入输入2MHz2MHz方波时钟信号，要使方波时钟信号，要使OUT1OUT1输出输出1Hz1Hz的方波信号。填空完善如下程序。的方波信号。填空完善如下程序。48；计数器；计数器0 0输出输出1KHz1KHz方波方波MOV DXMOV DX，303H303H ；控制寄存器地址；控制寄存器地址MOV ALMOV AL，37H 37H；定时；定时/计数器计数器0，方式，方式3，BCD码初值码初值OUT DXOUT DX，AL AL ；写入控制字；写入控制字MOV DXMOV DX，300H 300H ；定时；定时/计数器计数器0 0地址地址MOV ALMOV AL，00H 00H ；计数初值低字节；计数初值低字节OUT DXOUT DX，AL AL ；写入低字节；写入低字节MOV ALMOV AL，_ _ ；计数初值高字节；计数初值高字节OUT DXOUT DX，AL AL ；写入高字节；写入高字节；计数器计数器1输出输出1Hz方波方波MOV DXMOV DX，_ ；控制寄存器地址；控制寄存器地址MOV ALMOV AL，77H 77H；定时；定时/计数器计数器1，方式，方式3，BCD码初值码初值OUT DXOUT DX，AL AL ；写入控制字；写入控制字MOV DXMOV DX，_ _；定时；定时/计数器计数器1地址地址MOV ALMOV AL，_ _；计数初值低字节；计数初值低字节OUT DXOUT DX，AL AL ；写入低字节；写入低字节MOV ALMOV AL，_ _；计数初值高字节；计数初值高字节OUT DXOUT DX，AL AL ；写入高字节；写入高字节20H303H301H00H10H495.5 并行接口并行接口5.5.1 5.5.1 并行接口概述并行接口概述5.5.2 8255A5.5.2 8255A可编程并行接口可编程并行接口 1.8255A1.8255A的的外部引脚和内部结构外部引脚和内部结构 2.8255A2.8255A与总线的连接与总线的连接 3.8255A3.8255A的的编程编程 4.8255A4.8255A的的工作方式工作方式 5.8255A5.8255A的的应用应用5.5.3 LED5.5.3 LED显示器接口显示器接口50图图5-38b 8255A5-38b 8255A的逻辑符号的逻辑符号 515.5.2 8255A可编程并行接口可编程并行接口8255地址总线（地址总线（16位）位）控制总线控制总线数据总线（数据总线（8位）位）A1D0 D7A0RDWRCSACBI/OI/OI/OI/O8844方式方式0PA7 PA0PB7 PB0PC7 PC4PC3 PC0ACBI/OI/O88PA7 PA0PB7 PB0控制线控制线IO控制线控制线IOACB双向双向I/O88PA7 PA0PB7 PB0控制控制I/O方式方式1方式方式2IORIOW图图5-60 8255A与总线的连接与总线的连接521）基本输入方式）基本输入方式vIN AL,8255IN AL,8255端口地址端口地址 ;读操作读操作外设将数据送到外设将数据送到8255A8255A输入缓冲器中；输入缓冲器中；CPUCPU给出有效的给出有效的8255A8255A地址；地址；CPUCPU发读命令，将发读命令，将8255A8255A输入缓冲器中数据读入输入缓冲器中数据读入CPUCPU的的ALAL寄存寄存器中。器中。输入缓冲器译码器数据数据DBDBABAB外设8nIO/MRD532）基本输出方式）基本输出方式vOUT 8255OUT 8255端口地址端口地址,AL,AL ;写操作写操作 CPUCPU给出有效的给出有效的82558255地址；地址；CPUCPU发写命令，将发写命令，将CPUCPU的的ALAL寄存器中数据写入寄存器中数据写入8255A8255A输出锁存输出锁存器中。器中。输出锁存器译码器数据数据DBDBABAB外设8nIO/MWR543.8255A的编程的编程（1）设置工作方式和端口读写）设置工作方式和端口读写用软件可以配置以下三种工作方式用软件可以配置以下三种工作方式方式方式0基本输入基本输入/输出方式（输出方式（A、B、C口）口）（Basic Input/Output）方式方式1选通输入选通输入/输出方式（输出方式（A、B口）口）（Strobed Input/Output）方式方式2双向传输方式（仅双向传输方式（仅A口）口）（Bi-Directional Bus）【识记识记】8255A的工作方式的工作方式552.工作方式工作方式1 方式方式1是一种选通输入是一种选通输入/输出的方式。在这种方式时，端口输出的方式。在这种方式时，端口A或端口或端口B仍作为数据的输入仍作为数据的输入/输出，但同时规定端口输出，但同时规定端口C中固定的中固定的某些位作为控制或状态信息。它适于异步传输，要求外设提供某些位作为控制或状态信息。它适于异步传输，要求外设提供选通选通/接收应答信号。接收应答信号。1.1.工作方式工作方式0 0 方式方式0 0是一种基本输入是一种基本输入/输出工作方式。在这种方式下，输出工作方式。在这种方式下，各端口常用于无条件各端口常用于无条件(简单简单)传送，也可用于应答传送，也可用于应答(查询查询)传送，传送，适用于低速的外设或高速同步外设与主机同步传传送信息。适用于低速的外设或高速同步外设与主机同步传传送信息。端口端口A A、B B和两个和两个4 4位端口位端口C C，皆可作为输入或输出端口。，皆可作为输入或输出端口。3.3.工作方式工作方式2 2 方式方式2 2为双向选通输入为双向选通输入/输出方式，仅适用于端口输出方式，仅适用于端口A A。此时。此时端口端口A A既可作为输入口，也可以作为输出口，并均具有锁存既可作为输入口，也可以作为输出口，并均具有锁存功能；端口功能；端口C C作为端口作为端口A A的状态或控制位；端口的状态或控制位；端口B B此时可工作此时可工作在方式在方式0 0或方式或方式1 1。568255A8255A的控制字的控制字 8255A是可编程接口芯片，所谓可编程就是用指令是可编程接口芯片，所谓可编程就是用指令的方法先对该芯片进行初始化，决定芯片的端口是处的方法先对该芯片进行初始化，决定芯片的端口是处于输入数据状态还是处于输出数据状态，以及每个端于输入数据状态还是处于输出数据状态，以及每个端口工作在何种方式下。工作方式和工作状态的建立是口工作在何种方式下。工作方式和工作状态的建立是向向8255A的控制口写入相应的控制字来完成的。的控制口写入相应的控制字来完成的。8255A共有两个控制字，共有两个控制字，即即方式定义控制字方式定义控制字和相对和相对C口进行口进行置位置位/复位控制字复位控制字。【简单应用简单应用】8255A初始化编程初始化编程【简单应用简单应用】8255A端口端口C置位置位/复位编程复位编程57方式定义控制字方式定义控制字 MCW（Mode Definition Control Word）D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0C口低位选择，口低位选择，1入入0出出B口口I/O选择，选择，1入入0出出B口方式选择，口方式选择，0=方式方式0 1=方式方式1B组组C口高位选择，口高位选择，1入入0出出A口口I/O选择，选择，1入入0出出A口方式选择口方式选择00=方式方式0 01=方式方式1 1X=方式方式2D7=1，方式控制字标志，方式控制字标志A组组585.8255A的应用的应用【综合应用综合应用】8255A作为无条件作为无条件 输入输入/输出接口的应用输出接口的应用595.8255A的应用的应用【综合应用综合应用】8255A作为无条件作为无条件 输入输入/输出接口的应用输出接口的应用8255地址总线（地址总线（16位）位）控制总线控制总线数据总线（数据总线（8位）位）A1D0 D7A0RDWRCSACBI/OI/OI/OI/O8844方式方式0PA7 PA0PB7 PB0PC7 PC4PC3 PC0IORIOW602011-182011-18.可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255A工作方式共有工作方式共有 【】A A 1 1种种 B B 2 2种种 C C 3 3种种 D D 4 4种种2012-182012-18.8255A.8255A工作在方式工作在方式0 0，则其工作方式相当于，则其工作方式相当于 【】A A 无条件传送方式无条件传送方式 B B 查询传送方式查询传送方式 C C 中断传送方式中断传送方式 D D DMADMA方式方式C CA A61【2011-40】电路如题电路如题4040图所示，使用图所示，使用8255A8255A作为接口芯片，检测开关作为接口芯片，检测开关K0K0、K1K1和和K2K2的开的开/闭状态，并用发光二极管指示。闭状态，并用发光二极管指示。8255A8255A地址范围地址范围240H240H243H243H，端口，端口PAPA外接三外接三个开关，端口个开关，端口PBPB外接三个发光二极管，如果外接三个发光二极管，如果K0K0、K1K1、K2K2全部闭合时，红灯全部闭合时，红灯亮；如果亮；如果K0K0、K1K1、K2K2全部断开时，绿灯亮；其它情况，黄灯亮。要实现上全部断开时，绿灯亮；其它情况，黄灯亮。要实现上述功能，填空完善下面的程序。述功能，填空完善下面的程序。62 MOV AL MOV AL，90H 90H ；设置；设置A A口方式口方式0 0输入，输入，B B口方式口方式0 0输出输出 MOV DXMOV DX，_ _ ；8255A 8255A 控制口地址送控制口地址送DXDX OUT _ OUT _，AL AL ；控制字写入控制寄存器；控制字写入控制寄存器BEGIN:MOV DXBEGIN:MOV DX，_ _ ；8255A8255A端口端口PAPA地址送地址送DXDX _ AL _ AL，DX DX ；读入；读入PAPA端口端口 AND ALAND AL，_ _；保留开关状态，并判断开关是否全部闭合；保留开关状态，并判断开关是否全部闭合 JZ _ JZ _ ；如果全部闭合，转往执行点亮红灯；如果全部闭合，转往执行点亮红灯 CMP ALCMP AL，07 07 ；判断开关是否全部断开；判断开关是否全部断开 JE LGRN JE LGRN ；如果全部断开，转往执行点亮绿灯；如果全部断开，转往执行点亮绿灯；点亮黄灯；点亮黄灯 MOV ALMOV AL，0FBH 0FBH ；PB2 PB1 PB0=011B PB2 PB1 PB0=011B JMP LIGHT JMP LIGHT ；其它情况，转往执行点亮黄灯；其它情况，转往执行点亮黄灯LRED:LRED:；点亮红灯；点亮红灯 MOV ALMOV AL，0FEH 0FEH ；PB2 PB1 PB0=110BPB2 PB1 PB0=110B JMP _ JMP _ ；转往点亮发光二极管；转往点亮发光二极管LGRN:LGRN:；点亮绿灯；点亮绿灯 MOV ALMOV AL，0FDH 0FDH ；PB2 PB1 PB0=101BPB2 PB1 PB0=101BLIGHT:MOV DXLIGHT:MOV DX，241H 241H ；8255A8255A端口端口PBPB地址送地址送DX DX OUT DX OUT DX，AL AL ；点亮发光二极管；点亮发光二极管 JMP _ JMP _ ；继续监测开关开；继续监测开关开/闭状态闭状态0243HDX0240HIN07HLREDLIGHTBEGIN635.5.3 LED显示器接口显示器接口v1.LED数码管的工作原理数码管的工作原理v2.一位一位LED数码管的显示数码管的显示v3.多位多位LED数码管的显示数码管的显示64v1.LED数码管的工作原理数码管的工作原理公共阳极公共阳极a ab bc cd dg ge ef fh habcdefgh+5Vabcdefgh公共阴极公共阴极a ab bc cd dg ge ef fh habcdefghabcdefgh【识记识记】LED数码管工作原理数码管工作原理65a ab bc cd dg ge ef fh ha ab bc cd dg ge ef fh ha ab bc cd dg ge ef fh ha ab bc cd dg ge ef fh ha ab bc cd dg ge ef fh ha ab bc cd dg ge ef fh ha ab bc cd dg ge ef fh ha ab bc cd dg ge ef fh ha ab bc cd dg ge ef fh ha ab bc cd dg ge ef fh h3的共阴极的共阴极LED码码10110000B=B0H3的共阳极的共阳极LED码码01001111B=4FH66a ab bc cd dg ge ef fh ha ab bc cd dg ge ef fh ha ab bc cd dg ge ef fh ha ab bc cd dg ge ef fh ha ab bc cd dg ge ef fh ha ab bc cd dg ge ef fh hB的共阴极的共阴极LED码码10000011B=83HB的共阳极的共阳极LED码码01111100B=7CH67v2.一位一位LED数码管的显示数码管的显示v软件译码软件译码利用软件将显示值转化为显示码的方法利用软件将显示值转化为显示码的方法【综合应用综合应用】应用应用8255A实现实现 单个单个LED数码管的显示数码管的显示v硬件译码硬件译码利用专用芯片即采用专用的带驱动器的利用专用芯片即采用专用的带驱动器的LED段译码器，段译码器，可以实现对可以实现对BCD码的译码，但不能对大于码的译码，但不能对大于9的二进制数的二进制数译码。译码。常用的常用的BCD对对7段显示器译码器段显示器译码器/驱动器有驱动器有7446、7447、（共阳极）、（共阳极）7448、7449与与4511等。（共阴极）等。（共阴极）682008-39.如题如题39图所示图所示8255A的的PA端口连接一个端口连接一个LED共阴极数码管，当开共阴极数码管，当开关关K闭合时显示闭合时显示“1”；断开时显示；断开时显示“0”，已知，已知8255A PA端口的地址为端口的地址为218H，PB端口的地址为端口的地址为219H，PC端口的地址为端口的地址为21AH，控制端口的地址，控制端口的地址为为21BH，试填空完成下面的程序段。，试填空完成下面的程序段。MOV DX,_ MOV AL,82H OUT DX,AL ；设置；设置8255A的工作方式的工作方式CHK:MOV DX,_ IN AL,DX TEST AL，_；检查开关状态；检查开关状态 JZ CHKO MOV AL,06H ；“1”的字形码为的字形码为06H MOV DX,_ OUT DX,AL JMP CHK CHKO：MOV AL,3FH ；“0”的字形码为的字形码为3FH MOV DX,_ OUT DX,AL JMP CHK21BH219H80H218H218H692009-40如图如图40图所示的电路实现了一位秒表，图所示的电路实现了一位秒表，8253通道通道1CLK1外接频率为外接频率为1MHz的的时钟源，时钟源，OUT1端输出频率为端输出频率为1KHz的方波作为通道的方波作为通道2 CLK2端的输入，通道端的输入，通道2 OUT2端输出周期端输出周期2秒的方波，并作为秒的方波，并作为8255A PC0的输入。程序通过检测的输入。程序通过检测PC0的电平变化，改变一位秒表的显示。已知的电平变化，改变一位秒表的显示。已知8253 通道通道1 的地址为的地址为81H，通道通道2 的地址为的地址为82H，控制端口的地址为，控制端口的地址为83H，8255A PA端口的地址为端口的地址为90H，控制，控制端口的地址为端口的地址为93H，试填空完成下列程序一实现上述功能。，试填空完成下列程序一实现上述功能。70MOV AL，10000001B ；8255APA口输出，口输出，PC口低四位输入口低四位输入OUT _，ALMOV AL，01110111B ；8253通道通道1：方式：方式3，BCDOUT _，ALMOV AX，1000HOUT 81H，ALMOV AL，AHOUT 81H，ALMOV AL，10110111B ；8253通道通道2：方式：方式3，BCDOUT _，ALMOV AX，2000HOUT 82H，ALMOV AL，AHOUT 82H，ALMOV AH，1 ；利用；利用AH存放存放PC0状态状态MOV SI，0 ；利用；利用SI存放字形码索引存放字形码索引MOV BX，OFFSET CTAB ;BX存放字形码表首地址存放字形码表首地址；循环检测；循环检测PC0状态并显示相应的秒数状态并显示相应的秒数CHK:IN AL，_ ;检测检测PC0状态状态AND AL，01HXOR AH，AL ;通过亦或操作检测变化通过亦或操作检测变化MOV AH，AL;保存保存PC0状态状态JZ _ ;PC0的状态未变化的状态未变化INC SI ;PC0的状态发生变化，的状态发生变化，SI 加加1CMP SI，10 ;判断判断SI是否大于是否大于10JB _MOV SI，0DIAP:MOV AL，CS:BX+SI ;查字形码表查字形码表OUT _，AL ;输出字形码输出字形码JMP _;09的字形码的字形码CTAB DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH93H83H83H92HDISPDISP90HCHK715.6 5.6 串行接口串行接口v5.6.1 5.6.1 串行接口概述串行接口概述v5.6.2 RS-232C5.6.2 RS-232Cv5.6.3 INS8250/NS164505.6.3 INS8250/NS16450通用异步接收器通用异步接收器/发送器发送器72发送方接收方T80 1 1 0 1 0 1 0发发送送方方01101010接收方011010100D7DTv5.6.1 5.6.1 串行接口概述串行接口概述1.并行传输与串行传输（计算机中两种传输数据的方式）并行传输与串行传输（计算机中两种传输数据的方式）【识记识记】串行传输与并行传输的区别串行传输与并行传输的区别1.通常使用通常使用8根或更多根线来传输数据根或更多根线来传输数据2.可以同时传输多个二进制位，但传可以同时传输多个二进制位，但传输距离有限。输距离有限。3.传输速度快但成本较高。传输速度快但成本较高。1.仅使用一根数据信号线仅使用一根数据信号线2.一次仅能传输一个二进制位，一次仅能传输一个二进制位，适合长距离传输。适合长距离传输。3.可以利用的传输介质很多且可以利用的传输介质很多且成本低廉。成本低廉。73串行通信和并行通信比较串行通信和并行通信比较v距离距离：并行：并行近距离传送（通常小于近距离传送（通常小于30米）米）串行串行远距离传送（几米远距离传送（几米数千公里）数千公里）v速度速度：并行快得多。：并行快得多。v设备费用设备费用：对远距离通信而言，串行通信的费用显然会低对远距离通信而言，串行通信的费用显然会低得多。另一方面串行通信还可利用现有的电话网络来实现得多。另一方面串行通信还可利用现有的电话网络来实现远程通信，降低了通信费用。远程通信，降低了通信费用。74调制与解调调制与解调【识记识记】调制；解调调制；解调 为了能长距离传输数据，高低电平表示的二进制数据为了能长距离传输数据，高低电平表示的二进制数据必须转换为载波信号。必须转换为载波信号。发送一方将数据信号转换为载波的装置称为调制器发送一方将数据信号转换为载波的装置称为调制器（Modulator），），接收一方需使用称为解调器（接收一方需使用称为解调器（Demodulator）的装置）的装置从载波中重建数据信号。从载波中重建数据信号。既有调制器又有解调器功能的装置称为调制解调器既有调制器又有解调器功能的装置称为调制解调器（MOdulator/DEModulator，MODEM）752.串行传输线路的形式串行传输线路的形式串行传输线路有以下三种形式：串行传输线路有以下三种形式：【识记识记】串行传输线路的三种形式串行传输线路的三种形式761 1）半工通信半工通信：只允许单一方：只允许单一方向的数据传输，设备向的数据传输，设备A A只有发送只有发送器，设备器，设备B B只有接收器，数据只只有接收器，数据只能从能从A A传送到传送到B B。772）半双工通信半双工通信：设备：设备A和设备和设备B都有各自的发送器和接收器，都有各自的发送器和接收器，数据可以从数据可以从A传送到传送到B，也可以，也可以从从B传送到传送到A。但设备。但设备A和和B之间之间只有一条传输线路，数据的传只有一条传输线路，数据的传输不能同时进行，而只能交替输不能同时进行，而只能交替地进行。某一时刻地进行。某一时刻A作为发送方，作为发送方，B作为接收方，数据从作为接收方，数据从A流向流向B；另一时刻另一时刻B作为发送方，作为发送方，A作为作为接收方，数据从接收方，数据从B流向流向A。783）全双工通信全双工通信：设备：设备A和设备和设备B都有各自的发送器和接收器，都有各自的发送器和接收器，它们之间有两条传输线路，因它们之间有两条传输线路，因此，在任意时刻能够在两个方此，在任意时刻能够在两个方向上同时进行数据传输。向上同时进行数据传输。794.比特率和波特率比特率和波特率 波特率波特率：每秒钟内硬件所产生的信号单元变化的次数。反：每秒钟内硬件所产生的信号单元变化的次数。反映单位时间内真正传输的数据量，是衡量串行数据传送速度映单位时间内真正传输的数据量，是衡量串行数据传送速度快慢的重要指标和参数（波特率快慢的重要指标和参数（波特率比特率）。在并行通信中，比特率）。在并行通信中，以每秒传送多少字节（以每秒传送多少字节（Bps）表示数据传输速率；在串行通）表示数据传输速率；在串行通信中，以每秒传送多少位信中，以每秒传送多少位(bps)来表示数据传输速率。来表示数据传输速率。比特率比特率：每秒钟传输的二进制数据的位：每秒钟传输的二进制数据的位(bit)数数,单位为单位为bps。串行传输按时序配合的不同可分为串行传输按时序配合的不同可分为异步传输异步传输和和同步传输同步传输。80串行传输按时序配合的不同可分为串行传输按时序配合的不同可分为异步传输异步传输和和同步传输同步传输。异步传输异步传输:将比特分成组进行传送，发送方可以在任何时刻将比特分成组进行传送，发送方可以在任何时刻发送这些比特组，而接收方从不知道它们何时会到达。发送这些比特组，而接收方从不知道它们何时会到达。同步传输同步传输:是以同步的时钟节拍来发送数据的，因此在一是以同步的时钟节拍来发送数据的，因此在一个串行的数据流中，各数据位之间的相对位置都是固定的个串行的数据流中，各数据位之间的相对位置都是固定的（即同步的）。（即同步的）。81异步传输方式异步传输方式1/0 1/0 1/01/0 1/0 1/011/001/001/0 11起始位起始位数据位数据位1个字符58
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