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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第九章,可编程接口芯片及其与CPU的接口,第九章 可编程接口芯片及其与CPU的接口,9.1,可编程并行输入/输出接口芯片8255A,9.2,可编程计数器/定时器8254,9.3 可编程串行输入/输出接口芯片8251A,1,9.1,可编程并行输入/输出接口芯片8255A,9.1.1 8255A的内部结构,2,9.1.2 8255A的引脚分配,一,、与外设联系的引脚,A口有PA0PA7 8个引脚，同样B口和C口均有PB0PB7，PC0PC7 8个引脚。,二,、与CPU联系的引脚,数据和命令通道线D0D7，读/写控制引脚RD、WR、CS、A0，A1，RESET。,三,、端口地址控制引脚,CS A1 A0 端口,0 0 0 A口地址,0 0 1 B口地址,0 1 0 C口地址,0 1 1 控制端口地址,3,9.1.3 8255A的工作方式及编程,一,、8255A的工作方式,1、方式0（基本输入/输出方式）,2、方式1（选通输入/输出方式）,3、方式2（双向传送方式）,各端口可工作的方式：,A口：方式0、方式1、方式2,B口：方式0、方式1,C口：方式0,4,二,、8255A的控制字,1、方式控制字,D,7,D,6,D,5,D,4,D,3,D,2,D,1,D,0,B,组,C口低半字节,: 1-,输入, 0-,输出,B,口:,1-,输入,，0-,输出,方式选择:,0-,方式,0，1-,方式,1,A组,C,口高半字节,：1-,输入,，0-,输出,A,口:,1-,输入,，0-,输出,方式选择:,方式控制字标志:,1- 有效,00-,方式0,01-,方式1,1X-,方式2,5,2、C口置“1”/清“0”控制字,D,7,D,6,D,5,D,4,D,3,D,2,D,1,D,0,位控,:,1-,置,1，0-,清0,状 态,选中位,0 0 0,0 0 1,0 1 0,0 1 1,1 0 0,1 0 1,1 1 0,1 1 1,PC,0,PC,1,PC,2,PC,3,PC,4,PC,5,PC,6,PC,7,位控字标志,:,0-,有效,无效,6,9.1.4 8255A各工作方式的功能及应用,一,、8255A工作在方式0,特点：,8255A工作在方式0时，各个端口（包括2个8位端口A、B及2个4位端口C）的输入、输出可以有16种不同的组合。在这种方式下，任一个端口都由CPU用简单的输入/输出指令进行读/写。不用提供“联络”信号，适用于各种同步传送情况。,另外，方式0也可用于程序查询方式来进行数据传送。此时，通常以A口和B口作为数据口，而用C口的某些位作为输入输出“联络”信号。,注意，输入“联络”信号和输出“联络”信号不在同一4位C口中,。,7,方式0应用举例1（同步情况）：,例1,8255A的A口和B口工作在方式0，A口为输入端口，接有4个开关；B口为输出端口，接有1个7段发光二极管，其硬件连接电路如图所示。试编一程序要求7段发光二极管显示开关所拨通的数字。,8,分析：,1、端口地址,A口：8020H C口：8024H,B口：8022H 控制口：8026H,2、字符代码对照表,显示字符 7段代码 显示字符 7段代码,0 3FH 8 7FH,1 06H 9 6FH,2 5BH A 77H,3 4FH b 7CH,4 66H c 39H,5 6DH d 5EH,6 7DH E 79H,7 07H F 31H,9,程序：,APORT EQU 8020H,BPORT EQU 8022H,CONTR EQU 8026H,DATA SEGMENT,TAB1 DB 3FH，06H，5BH，4FH，,DATA ENDS,CODE SEGMENT,ASSUME CS：CODE，DS：DATA,START： MOV AX，DATA,MOV DS， AX,MOV AL，90H ；定义8255A工作方式,MOV DX，CONTR,OUT DX，AL,10,ADDR1: MOV DX，APORT ；取开关值,IN AL，DX AND AL，0FH ；屏蔽高4位 MOV BX，OFFSET TAB1 ；取代码表首址 XLAT ；找到字符代码,MOV DX，BPORT ；输出显示 OUT DX，AL,MOV CX，0400H ；显示延时ADDR2：DEC CX JNZ ADDR2,JMP ADDR1 MOV AH，4CH INT21HCODE ENDS END START,11,方式0应用举例2（异步查询情况）：,例2,如图所示，假设8255A端口A，B，C及控制口的地址分别为80H，81H，82H和83H；打印机的选通信号为STB，纸带读入机的驱动信号为DRV，编写接口程序。,12,程序片段：,MOV AL, 83 H ；8255A初始化,OUT 83H, AL,；打印机驱动程序,PST： IN AL, 82H,TEST AL, 04H,JNZ PST,MOV AL, BL ;若打印数据在BL中,OUT 80H, AL,MOV AL, 0DH,OUT 83H, AL,;选通打印机,DEC AL,OUT 83H, AL,;断开打印机,13,;纸带读入机驱动程序,MOV AL， 09H,OUT 83H， AL,；启动纸带读入机,PRT： IN AL, 82H,TEST AL, 01H,JZ PRT,;未准备好，循环,IN AL, 81H ;准备好，读入数据,MOV BL, AL,MOV AL, 08H,OUT 83H, AL,;断开纸带读入机,14,方式0应用举例3（异步查询情况）：,例3 利用8255A实现打印机接口，打印BL中的数据。,打印机工作时序如左图所示。数据接口将数据传送到打印机的数据端口，利用一个负脉冲STROBE打入锁存。这时打印机可发回答信号ACK，然后由打印机处理。同时打印机送出高电平信号BUSY，表示打印机忙于打印。一旦BUSY变为低电平，表示打印结束，即可接收下一数据。,请利用8255A工作方式0实现上述打印控制。硬件连接如右图.,15,根据连线分析得知4个端口地址依次为:80H,84H,88H,8CH,程序如下:,MOV AL，10000001B,OUT 8CH， AL ；8255A初始化,WAIT：IN AL，88H ；读BUSY,TEST AL，01H,JNZ WAIT ；BUSY=1等待,MOV AL,BL,OUT 80H,AL ;数据输出,MOV AL,00001110B,OUT 8CH,AL ;PC7置低电平,MOV AL,00001111B,OUT 8CH,AL ;PC7恢复高电平,16,二,、8255A工作在方式1,特点：,8255A工作在方式1时，数据输入/输出操作要在选通信号控制下完成。A口和B口可作为输入或输出口,而C口的某些位作为“联络”信息。和方式0相比，最重要的差别在于,C口的这些位与联络信号有着固定的一一对应关系,。A口的联络信息由C口的PC3 PC7提供，B口的联络信息由C口的PC0 PC3提供。另外，8255A在方式1下具有中断能力，可以发出中断请求信号，为CPU工作在中断方式提供了条件。,由于输入接口和输出接口所需的选通控制不同，下面分别予以介绍。,17,1、选通输入方式,（1）选通输入方式C口“联络”信号定义图,18,（2）方式1输入时“联络”信号时序图,19,2、选通输出方式,（1）选通输出方式C口“联络”信号定义图,20,（2）方式1输出时“联络”信号时序图,21,方式1应用举例1（异步查询情况）：,例1 在某一系统中接有一个80微型打印机，8255A作为输出接口，工作在选通方式，试编一程序将缓冲区BUFF内的400H个字节的ASCII码送打印机打印，其接口硬件电路如图所示。,22,8255A作为打印机接口电路源程序如下：,APORT EQU 0FFF8H,CPORT EQU 0FFFCH,CONTR EQU 0FFFEH,DATA SEGMENT,BUFF DB 400H DUP(?),DATA ENDS,CODE SEGMENT,ASSUME CS:CODE, DS: DATA,START: MOV AX, DATA,MOV DS, AX,MOV CX，400H ；字节长度,MOV AL, 0A8H ;8255A控制字,MOV DX, CONTR,OUT DX,AL,23,MOV DI, OFFSET BUFF,ABC1: MOV AL,DI ;ASCII码输出,MOV DX,APORT,OUT DX,AL,MOV DX,CPORT,ABC2: IN AL,DX ;查OBFA信号,AND AL,80H ;OBFA变高了吗?,JZ ABC2 ;否；再查,ABC3： IN AL,DX ;查BUSY信号,AND AL,10H ;BUSY变低吗?,JNZ ABC3 ;否，再查,INC DI ;是，传送下一个数,LOOP ABC1,MOV AH，4CH ；返回操作系统,INT 21H,CODE ENDS,END START,24,方式1应用举例2（中断情况）：,例2 利用8255工作方式1实现打印控制。8255A工作在方式1时，PC7作为OBF,A,输出端，PC6作为ACK,A,输入端，PC3作为INTR,A,输出端，其硬件连接如图所示。设中断类型码为0BH，中断服务程序首地址为PRINTER。,25,程序片段设计如下：,MOV AL，10100000B,OUT8 CH，AL ；初始化,MOV AL,00001101B,OUT 8CH,AL,;INTEA置1,MOV AH,25H ;设置DOS调用功能号,MOV AL,0BH ;设置类型码,LEA DX,PRINTER ;设置中断服务程序偏移地址,MOV BX,SEG PRINTER ;设置中断服务程序段地址,MOV DS,BX,INT 21H ;DOS功能调用，设置中断向量,STI ;开中断,PRINTER PROC FAR ；中断服务程序,MOV AL，BL,OUT 80H，AL ；输出打印,IRET,PRINTER ENDP,26,三,、8255A工作在方式2,特点：,8255A,只有A口可工作在方式2,，此时B口可工作在方式0或者方式1。,8255A工作在方式2，CPU通过它与外设交换数据可采用无条件传送方式，查询传送方式或中断传送方式。A口设置为方式2，也就是说从A口既可以输入数据，也可以输出数据，但某时某刻只能是输入或输出。实际上是A口方式1输入和输出的组合形式。,27,方式2下C口“联络”信号定义图,28,9.2,可编程计数器/定时器8254,9.2.1 8254的内部结构及功能,一、内部结构及引脚,29,端口地址分配：,CS A1 A0 端口地址,0 0 0 0#计数器地址,0 0 1 1#计数器地址,0 1 0 2#计数器地址,0 1 1 控制字寄存器地址,计数器的内部结构,二、功能,计数器方式 定时器方式,30,9.2.2 8254的编程,设置控制字,（写入控制寄存器地址）,初始化,赋计数初值,（写入相应计数器地址）,包括,读计数器内容,（从相应计数器地址读出）,31,一、控制字格式,1,BCD,计数,D,7,D,6,D,5,D,4,D,3,D,2,D,1,D,0,SC,1,SC,0,RL,1,RL,0,M,2,M,1,M,0,BCD,0,二进制计数,工作方式选择,000,方式,0,001,方式,1,10,方式,2,11,方式,3,100,方式,4,101,方式,5,计数长度选择,00,将计数器中的数据锁存于输出锁存器,01,选择计数器低8位读或写，高8位自动为0,10,选择计数器高8位读或写，低8位自动为0,11,选择先低后高两个字节读或写,计数器选择,00,计数器0,01,计数器1,10,计数器2,11,非法,32,二、对计数器赋计数初值,控制字写完后，接着赋计数初值。计数初值写入计数器的格式,必须按照控制字的RL,1,、RL,0,的读写指示来写,。,另外，当D,0,=0时，即选择二进制计数，计数初值可在0 FFFFH之间选择。当D,0,=1时，即选择BCD码计数，计数初值可在0 9999之间选择。,若想扩大计数范围，可以将两个或三个计数器,级连,使用。即将一计数器的OUT信号与另一计数器的CLK信号相连接。,三、读计数器的内容,8254的读操作,只能读计数器的值，而不能读控制字,。若读16位计数值，则对该计数器读两次，,先读低8位，再读高8位,。 如果在计数过程中读计数器内容，则需发锁存命令。计数器的锁存命令是用一个字节的最高两位D7，D6指定要锁存的计数器；D5，D4必须为00作为锁存命令的标志。而低4位可为全0。它是控制字的一种特殊形式，所以要把此,锁存命令写到控制字寄存器中,去。可见，3个计数器的锁存命令分别为00H，40H和80H。,33,四、举例,例1,若要使计数器1工作在方式0，仅用8位二进制计数，计数值为128，试对其进行初始化编程。,MOV AL，50H,OUT 73H，AL,MOV AL，80H,OUT 71H，AL,34,例2,若要使计数器0工作在方式1，按BCD码计数，计数值为3000，试对其进行初始化编程。,MOV AL，23H,OUT 73H，AL,MOV AL，30H,OUT 70H，AL,35,例3,若要使计数器2工作在方式2，按二进制计数，计数值为1110H，试对其进行初始化编程。,MOV AL，0B4H,OUT 73H，AL,MOV AL，10H,OUT 72H，AL,MOV AL，11H,OUT 72H，AL,36,例4,8254工作方式同上题。要在计数过程中读取该计数器的计数值。试对其进行初始化编程,。,MOV AL，0B4H,OUT 73H，AL,MOV AL，10H,OUT 72H，AL,MOV AL，11H,OUT 72H，AL,MOV BH，20H,W：DEC BH,JNZ W,MOV AL，80H,OUT 73H，AL,IN AL，72H,MOV CL，AL,IN AL，72H,MOV AH，AL,MOV AL，CL,37,9.2.3 8254的工作方式,一、方式0,主要特点：,* 方式0的OUT输出是一次性负方波。,* 若想再次OUT输出，必须重写控制字、计数值或只写计数值。,38,二、方式1,主要特点：,* 方式1的OUT输出是一次性负方波。,* 若想再次OUT输出，只须重新启动GATE脉冲。,39,三、方式2,主要特点：,* 方式2的OUT输出是周期性的负脉冲。,40,例5 已知计数脉冲CLK频率为2MHZ，要求每10ms产生一次中断，选用2#计数器。8253地址70H 73H。,分析： 1、 工作方式的选择,2、 计数初值的确定,MOV AL，0B4H,OUT 73H，AL,MOV AL，20H,OUT 72H，AL,MOV AL，4EH,OUT 72H，AL,41,四、方式3,主要特点：,* 方式3的OUT输出是周期性的方波。（若计数值n是偶数，则输出OUT是对称方波；若计数值n是奇数，则输出OUT在(n+1)/2计数期间保持为高电平，而在(n-1)/2计数期间保持为低电平。）,42,五、方式4,主要特点：,* 方式4的OUT输出是一次性负脉冲。,* 若想再次OUT输出，须再次写入计数值。故又称软件触发选通方式。,43,六、方式5,主要特点：,* 方式5的OUT输出是一次性负脉冲。,* 若想再次OUT输出，只须再次启动GATE脉冲。故又称硬件触发选通方式。,44,8254各方式波形图,45,OUT输出特性及GATE的区别,软件触发 硬件触发,46,例6,某8086系统中有一片8254芯片，利用其通道1完成对外部事件计数，计满250次向CPU发出中断申请；利用2通道输出频率为1 kHz的方波，试编写8254的初始化程序，硬件电路如图所示。,47,MOV AL，71H ；通道1控制字,OUT 1EH，AL,MOV AL，0A7H ；通道2控制字,OUT 1EH，AL,MOV AL，50H ；通道1计数值低8位,OUT 1AH，AL,MOV AL，02H ；通道1计数值高8位,OUT 1AH，AL,MOV AL，20H ；通道2计数值高8位,OUT 1CH，AL,48,例7,8254通道2接有一发光二极管，要使发光二极管以点亮,2 s，熄灭2 s的间隔工作，8254各通道端口地址分别为FFE9HFFEFH。其电路硬件图如图。试编程完成以上工作。,49,MOV DX，0FFEFH ；控制字端口地址,MOV AL，65H ；通道1控制字,OUT DX，AL,MOV AL，0A7H ；通道2控制字,OUT DX，AL,MOV DX，0FFEBH ；通道1端口地址,MOV AL，40H ；通道1计数值高8位,OUT DX，AL,MOV DX，0FFEDH ；通道2端口地址,MOV AL，10H ；通道2计数值高8位,OUT DX，AL,50,例8 有如下接口原理图。要求发光二极管L0亮5秒后就熄灭；L1在K1启动后亮6秒后就熄灭；L2亮4秒灭4秒交替进行。写出源程序片段。,51,分析：由译码电路分析可知，8254芯片计数器1、计数器2、计数器3及控制端口的地址分别为91H，93H，95H，97H。根据接口图及题目要求，8254的计数器0应该工作在方式0，计数初值N05000；计数器1应工作在方式1，N1=6000；计数器2应工作在方式3，N2=8000。,MOV AL，21H ；初始化计数器0,OUT 97H，AL,MOV AL，50H,OUT 91H，AL,MOV AL，63H ；初始化计数器1,OUT 97H，AL,MOV AL，60H,OUT 93H，AL,MOV AL，0A7H ；初始化计数器2,OUT 97H，AL,MOV AL，80H,OUT 95H，AL,52,9.3,可编程串行输入/输出接口芯片8251A,9.3.1 串行通讯概述,一、串行通讯方式,异步通讯 同步通讯,1、异步通讯数据格式,53,规定：,（1）字符格式,.起始位、停止位的位数,.数据采用的编码,.是否奇偶校验,若要,规定奇校验还是偶校验,（2）波特率,即数据传送速率的规定。单位：位/秒,2、同步通讯格式,(1)面向字符型的数据格式,54,(2)面向位型的数据格式,二、串行通讯中的数据传送方向,单工 半双工 完全双工,三、串行输入/输出的实现,软件实现 硬件实现,出错标志: 奇偶错误,帧错误,溢出错误,55,9.3.2 8251A芯片的特点及内部结构,.既可用于同步传送方式又可用于异步传送方式。,.完全双工传送,既能发送又能接受。,.可检测奇偶出错、帧错误、溢出错误。,56,9.3.3 8251A芯片的引脚分配,一、数据总线,D,7,D,0,二、控制信号引脚,CLK、CS、C/D、RESET、RD、WR,三、发送器引脚,T,X,D、T,X,RDY、T,X,EMPTY、T,X,C,四、接受器引脚,R,X,D、R,X,RDY、R,X,C、,SYNDET/BRKDET,五、调制解调接口控制引脚,DTR、DSR、RTS、CTS,57,9.3.4 8251A的编程,方式选择控制字,：用来规定8251A的工作方式。,操作命令控制字,：用来规定8251A的工作状态。,状态字,：用来检查8251A工作状态，定时检测运行的错误，以便有效控制。,1、方式选择控制字,58,2、操作命令控制字,59,3、状态字,60,8251A初始化的编程流程:,61,9.3.5 8251A的应用举例,例1 设8251A为接收状态，双同步工作方式，7位/字符，偶校验。设C/D连CPU的A,0,，地址为F0H，F1H。试初始化编程。,MOV AL，00111000B,OUT 0F1H，AL ；方式选择控制字,MOV AL，16H,OUT 0F1H，AL,OUT 0F1H，AL ；输出同步字符,MOV AL，10010100B,OUT 0F1H，AL ；操作命令控制字,62,例2 设8251A为异步工作方式，波特率系数为16,7位/字符,奇校验,两位停止位。CPU从8251A输入80个字符。试编程。,MOV AL,11011010B,OUT 0F1H,AL,MOV AL,00010100B,OUT 0F1H,AL,MOV DI,OFFSET BUF1,MOV CX,80,WAIT: IN AL,0F1H,TEST AL,02H ；读R,X,RDY状态,JZ WAIT,MOV DI,AL,INC DI,IN AL,0F1H,TEST AL,00111000B ；测错误标志,JNZ ERROR,LOOP WAIT,ERROR: ,63,
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