常用接口芯片课件_002

第八章第八章 常用接口芯片常用接口芯片并行接口芯片并行接口芯片8255A 定时器定时器/计数器接口芯片计数器接口芯片8253串行接口芯片串行接口芯片8251A模拟接口模拟接口多功能外围接口芯片多功能外围接口芯片823808.1 并行接口芯片并行接口芯片8255AIntel 8255A是一种通用的可编程并行是一种通用的可编程并行IO接接口芯片，是为口芯片，是为Intel 80808085系列微处理器设计的，系列微处理器设计的，也可用于其他系列的微机系统。也可用于其他系列的微机系统。通过通过8255A，CPU可直接同外设相连接，是应可直接同外设相连接，是应用最广的并行用最广的并行IO接口芯片。接口芯片。8086/8088系统中就采用系统中就采用8255A作为键盘、扬作为键盘、扬声器、打印机等外设的接口电路芯片。声器、打印机等外设的接口电路芯片。8.1.1 8255A的内部结构的内部结构(两部分组成：数据端口和控制寄存器两部分组成：数据端口和控制寄存器)1.三个三个8位端口位端口A、B和和C（1）端口端口A（PA口）口）可作为可作为8位输入输出端口，位输入输出端口，输入输出数据可以锁存；输入输出数据可以锁存；（2）端口端口B（PB口）口）可作为可作为8位输入输出端口，位输入输出端口，输出数据可以锁存；输出数据可以锁存；（3）端口端口C（PC口）口）可作为可作为8位输入输出端口，位输入输出端口，输出数据可以锁存；也可以分为输出数据可以锁存；也可以分为2个个4位的输入输出端位的输入输出端口，其中高口，其中高4位分配给位分配给PA口，称为口，称为A组，低组，低4位分配给位分配给PB口，称为口，称为B组。组。2.控制寄存器控制寄存器用于接收用于接收CPU送来的控制命令字，送来的控制命令字，以决定端口的工作方式。以决定端口的工作方式。1.片选片选 及地址线及地址线A1，A0用于芯片及用于芯片及内部端口和寄存器的寻址；内部端口和寄存器的寻址；8.1.2 8255A的引脚说明的引脚说明在在IBM-PC机中，用机中，用A9A8A7A6A5=00011选中选中8255A（CS=0）A4A3A2未用，未用，A1A0接接8255A的的A1A0，其其功能及地址为：功能及地址为：A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 功能功能 基本地址基本地址0 0 0 1 1 0 0 选中端口选中端口A 60H0 0 0 1 1 0 1 选中端口选中端口B61H0 0 0 1 1 1 0 选中端口选中端口C62H0 0 0 1 1 1 1 选中控制寄存器选中控制寄存器63H（其他）其他）芯片禁止，数据线高阻芯片禁止，数据线高阻（说明：由于（说明：由于A4A3A2未用，未用，8255A共有共有32个地址，个地址，即即060H07FH，其中其中060H063H为基本地址，为基本地址，其余为影像地址）其余为影像地址）2.读写控制信号读写控制信号RD，WR3.复位信号复位信号RESET当当RESET=1（有效）时，有效）时，8255A复位，内部寄存器被清除，三个端口自动置复位，内部寄存器被清除，三个端口自动置为输入方式；为输入方式；4.数据线数据线D7D0双向、三态，用于双向、三态，用于8255A与与CPU之间的数据传送；之间的数据传送；5.A口外设数据线口外设数据线PA7PA0（双向）双向）B口外设数据线口外设数据线PB7PB0（双向）双向）C口外设数据线口外设数据线PC7PC0（双向）双向）1.方式方式0基本输入输出方式基本输入输出方式特点：适用于特点：适用于PA口、口、PB口和口和PC口作输入口作输入/输出端口，输出端口，2.方式方式1选通输入选通输入/输出方式（应答式输入输出方式（应答式输入/输出）输出）特点：适用于特点：适用于PA口和口和PB口作输入口作输入/输出端口，输出端口，PC口口主要作为联络线；主要作为联络线；3.方式方式2双向选通输入输出方式双向选通输入输出方式特点：仅适用于特点：仅适用于PA口作双向端口（可输入也可输出），口作双向端口（可输入也可输出），PC口主要作为联络线；口主要作为联络线；8.1.3 8255A的工作方式的工作方式(3种种)1.方式方式0基本输入输出方式基本输入输出方式A口、口、B口、口、C口均可以工作在方式口均可以工作在方式0，无需用专用，无需用专用的应答联络信号的应答联络信号;分成彼此独立的分成彼此独立的8位位A口、口、B口及口及4位上位上C口、下口、下C口口四个并行口四个并行口，由控制字可分别设置成输入或输出口使，由控制字可分别设置成输入或输出口使用，共有用，共有 16种不同的使用组态种不同的使用组态(每组只能同时设定为每组只能同时设定为输入或输出输入或输出)；与与CPU交换信息不能采用中断的方法，但可用应答交换信息不能采用中断的方法，但可用应答查询方式：通常以查询方式：通常以A口和口和B口作为数据口，而用口作为数据口，而用C口口某些位作为控制与状态信号线使用（某些位作为控制与状态信号线使用（C口中哪条引线口中哪条引线充当何种应答功能，可以由用户来指定）；充当何种应答功能，可以由用户来指定）；输出带锁存，但输入不带锁存输出带锁存，但输入不带锁存2.方式方式1选通输入选通输入/输出方式（应答式输入输出方式（应答式输入/输出）输出）v主要是为中断应答式数据传送而设计主要是为中断应答式数据传送而设计;v端口端口 A和瑞口和瑞口 B仍作为数据的输出口或输入口，仍作为数据的输出口或输入口，同时同时固定固定C口的某些位作为联络信号口的某些位作为联络信号（C口的其他口的其他位仍可作数据位使用）；位仍可作数据位使用）；v输出和输入方式不同输出和输入方式不同（1）方式）方式1下的输出方式下的输出方式PC7/PC1输出缓冲器满信号输出缓冲器满信号OBFA/OBFB，低电平有效；当低电平有效；当OBF=0时，表示时，表示CPU将新数据写入将新数据写入相应端口的数据缓冲器，外设可依此信号将数据取走，相应端口的数据缓冲器，外设可依此信号将数据取走，同时使同时使OBF=1示空。示空。PC6/PC2响应信号响应信号ACKA/ACKB，低电平低电平有效；外设在有效；外设在OBF=0（缓冲器满）的条件下，用缓冲器满）的条件下，用ACK=0将数据去走，同时使将数据去走，同时使OBF=1（示空），示空），在中断允许（在中断允许（INTE=1）时，使时，使INTR=1产生中产生中断请求。断请求。PC3/PC0中断请求信号输出中断请求信号输出INTRA/INTRB当外设接收了由当外设接收了由CPU送给送给8255A的数据后，的数据后，8255A通过通过INTR向向CPU发中断请求，发中断请求，请求再输出请求再输出下一字节数据。下一字节数据。说明：说明：PC6/PC2也是中断允许位也是中断允许位INTEA/INTEB（2）方式）方式1下的输入方式下的输入方式PC5/PC1输入缓冲器满信号输入缓冲器满信号IBFA/IBFB，高电高电平有效；当平有效；当IBF=1时，表示外设已将数据输入相应端时，表示外设已将数据输入相应端口的数据缓冲器，口的数据缓冲器，CPU可依此信号将数据取走，同可依此信号将数据取走，同时使时使IBF=0示空。示空。PC3/PC0中断请求信号输出中断请求信号输出INTRA/INTRBPC4/PC2选通信号选通信号STBA/STBB，低电平有效；低电平有效；外设在外设在IBF=0（缓冲器空）的条件下，用缓冲器空）的条件下，用STB=0将数将数据锁存于数据缓冲器，同时使据锁存于数据缓冲器，同时使IBF=1（示满），在中示满），在中断允许（断允许（INTE=1）时，使时，使INTR=1产生中断请求。产生中断请求。说明：说明：PC4/PC2也是中断允许位也是中断允许位INTEA/INTEB，要要开放中断，就要用开放中断，就要用PC口置口置0/置置1命令使相应位为命令使相应位为1；例如，开放例如，开放INTEA（PC4=1），），操作：操作：MOV AL，00001001B；OUT 63H，AL；说明：说明：v当当 8255A工作于方式工作于方式1时，输入时，输入/输出过程通常采输出过程通常采用中断控制；用中断控制；v输入输入/输出过程也可采用查询方式，分别查询输出过程也可采用查询方式，分别查询IBF和和OBF是否有效；是否有效；v8255的端口的端口A和端口和端口B可以均为输入，均为输出，可以均为输入，均为输出，也可以一个输入一个输出，还可以其中一个端口工也可以一个输入一个输出，还可以其中一个端口工作于方式作于方式1，而另一个端口工作于方式，而另一个端口工作于方式0。3.方式方式2双向选通输入输出方式双向选通输入输出方式可以用中断方式，也可以用查询方式与可以用中断方式，也可以用查询方式与CPU联系联系;方式方式2只有只有8255的的A口才能采用口才能采用；在在A口工作于双向输入输出方式时，固定利用口工作于双向输入输出方式时，固定利用C口口的的5条线作为联络信号线。条线作为联络信号线。此时，此时，B口只能工作在方式口只能工作在方式0或方式或方式1，而而C口剩下的口剩下的3条线可作为输入输出线使用或用作条线可作为输入输出线使用或用作B口方式口方式1之下的联络线。之下的联络线。PC7输出缓冲器满信号输出缓冲器满信号OBFA；用于用于PC6响应信号响应信号ACKA 输出输出PC5输入缓冲器满信号输入缓冲器满信号IBFA 用于用于PC4选通信号选通信号STBA 输入输入PC3中断请求信号中断请求信号INTRAINTRAD7D0 ABCPU 8255ACS PC7 PC6A1 PC5A0 PC4 PC3输出设备输出设备OBFAACKADB译译码码A口口输入设备输入设备IBFASTBA8.l.4 8255A的控制字的控制字（要求记住）（要求记住）1.方式选择控制字方式选择控制字用于决定用于决定8255A三个端口的工作三个端口的工作方式方式例例如如：8255A的的地地址址为为60H63H。若若规规定定端端口口A工工作作于于方方式式1输输入入，端端口口B工工作作于于方方式式1输输出出，余余下下的的PC7、PC6规定为输出，则方式选择控制字如右所示。规定为输出，则方式选择控制字如右所示。MOV AL，0B4H OUT 63H，AL 2.C C口位操作控制字口位操作控制字 设置端口设置端口C各位的值各位的值例如，置端口例如，置端口C的的D7位为位为1：MOV AL，00001111B；OUT 63H，AL；例例：若若要要从从8255A的的PC7输输出出正正脉脉冲冲，则则可可以以用用以下程序段（设原来的以下程序段（设原来的PC7=0）：）：MOV AL，00001111B；PC7置置1 OUT 63H，AL MOV AL，00001110B ；PC7置置0 OUT 63H，AL0 0 0 0 1 1 1PC7PA口方式口方式0下输出，下输出，PC口的口的PC6作为选通输出信号作为选通输出信号STBPC2作为输入，接收打印机送来的忙作为输入，接收打印机送来的忙/闲信号闲信号BUSY，当当BUSY为为1时表忙，为时表忙，为0时表闲。时表闲。8.1.5 8255A应用举例应用举例例例8.1 用用8255A作为打印机的接口，工作于方式作为打印机的接口，工作于方式0，CPU用查询方式接打印机打印。用查询方式接打印机打印。D7D0 ABCPU PA7PA0 8255ACS PC6 PC2A1 A0 打印机打印机STBBUSYDB译译码码驱动驱动设输出字符放在寄存器设输出字符放在寄存器CL中，则具体打印子程序如下：中，则具体打印子程序如下：PRINT：PUSH AX ；保护现场保护现场 MOV AL，81H ；8255A初始化初始化 OUT 0A3H，AL MOV AL，0DH ；1101用用C口位操作控制字使口位操作控制字使PC6为为1 OUT 0A3H，ALWAITO：IN AL，0A2H ；检测检测PC2的值的值 AND AL，04H JNZ WAITO ；打印机忙，继续等待打印机忙，继续等待 MOV AL，CL ；打印机不忙，字符送端口打印机不忙，字符送端口A OUT 0A0H，AL MOV AL，0CH ；1100PC6输出负脉冲，字符进入打印机输出负脉冲，字符进入打印机 OUT 0A3H，AL INC AL OUT 0A3H，AL POP AX ；恢复现场恢复现场 RET ；返回主程序返回主程序 例例8.2 用用8255A作为打印机的接口，工作于方式作为打印机的接口，工作于方式1，CPU用中断方式接打印机打印。用中断方式接打印机打印。D7D0 ABCPU PA7PA0 8255ACS PC4 PC6A1 PC7A0 PC3 打印机打印机STBACKDB译译码码驱动驱动OBFINTR送送8259A的的IRQ3PA口方式口方式1输出，输出，PC口的口的PC4作选通信号作选通信号STBPC6自动作响应信号自动作响应信号ACK，PC7自动作输出缓冲信号自动作输出缓冲信号OBFPC3自动作中断信号自动作中断信号INTR送送8259A管理管理主程序主程序设置设置8255A方式方式设置中断向量设置中断向量SIBUFF偏偏CX100开开8255A中断中断关选通信号关选通信号开开中断中断等待等待HLTSISI+1CX-10？关中断关中断END中断子程序中断子程序INTR1送送1个个字符字符送送选通信号选通信号撤消选通信号撤消选通信号返回返回中断结束中断结束；主程序主程序 MAIN：MOV AL，0A0H ；10100000，8255A初始化初始化 OUT 0A3H，AL MOV AL，09H ；1001，使使PC4为为1 OUT 0A3H，AL PUSH DS ；设置中断向量设置中断向量 XOR AX，AX MOV DS，AX MOV AX，OFFSET INTP MOV 003CH，AX MOV AX，SEG INTP MOV 003EH，AX POP DS MOV AL，0DH ；1101，PC6置置1，允许，允许8255A中断中断 OUT 0A3H，AL STI ；开中断开中断;中断服务程序中断服务程序 INTP：MOV AL，CL ；打印字符送打印字符送8255A OUT 0A0H，AL MOV AL，08H ；1000，选通打印机选通打印机 OUT 0A3H，AL INC AL OUT 0A3H，AL ；后继处理后继处理 IRET ；中断返回中断返回 8255A在在IBM-PC机中的应用机中的应用（一）各端口的用途（一）各端口的用途1.PA口口工作于方式工作于方式0，作为数据输入用，接受，作为数据输入用，接受键盘扫描码。键盘扫描码。2.PB口口工作于方式工作于方式0，作为输出产生控制信号，作为输出产生控制信号PB0：控制扬声器的工作频率，该位为控制扬声器的工作频率，该位为1时允许频时允许频率输出，为率输出，为0关闭频率输出；关闭频率输出；PB1：控制扬声器数据开关，该位为控制扬声器数据开关，该位为1时允许输出，时允许输出，为为0关闭；关闭；PB2：输出键盘测试数据，测试键盘；输出键盘测试数据，测试键盘；PB3：控制读系统配置开关控制读系统配置开关DIP的状态，为的状态，为1则读则读DIP的的高高4位，为位，为0读低读低4位；位；PB4：控制控制RAM奇偶校验位的开启，为奇偶校验位的开启，为0时开启；时开启；PB5：控制控制I/O奇偶校验位的开启，为奇偶校验位的开启，为0时开启；时开启；PB6：控制键盘时钟，为控制键盘时钟，为1时产生键盘时钟；时产生键盘时钟；PB7：控制键盘工作，为控制键盘工作，为1时禁止键盘工作。时禁止键盘工作。3.PC口口工作于方式工作于方式0，作为输入数据用，作为输入数据用PC3PC0：接收系统配置开关接收系统配置开关DIP的高的高4位或位或低低4位；位；PC4：接受已进入扬声器的数据，供接受已进入扬声器的数据，供CPU检测；检测；PC5：接受已进入扬声器的音调，供接受已进入扬声器的音调，供CPU检测；检测；PC6：接受接受I/O通道的校验结果，为高时则产生通道的校验结果，为高时则产生NMI中中断；断；PC7：接受接受RAM的校验结果，为高时则产生的校验结果，为高时则产生NMI中断；中断；（二）（二）8255A在在IBM-PC机中的初始化编程：机中的初始化编程：MOV AL，10011001B；OUT 63H，AL；（三）三）8255A在在IBM-PC机中的使用：机中的使用：例例1：对：对PB口编程使扬声器发音：口编程使扬声器发音：IN AL，61H；OR AL，03H；使使PB1，PB0=11，其他位不变其他位不变OUT 61H，AL；例例2：允许：允许RAM奇偶校验：奇偶校验：IN AL，61H；AND AL，11101111B；使使PB4=0开启，其余位不变开启，其余位不变OUT 61H，AL；