通用可编程接口芯

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8章 通用可编程接口芯片,本章学习目标,了解可编程接口芯片的基本概念,掌握并行接口芯片8255,A,的编程结构与使用方法,掌握串行接口芯片8251的编程结构与使用方法,掌握定时/计数器芯片8253的编程结构与使用方法,第8章 通用可编程接口芯片,8.1 并行接口芯片8255,A,8.2 可编程串行输入/输出接口芯片8251,8.3 可编程定时器/计数器接口芯片8253,8.1 并行接口芯片8255,A,8.1.1 内部结构及引脚,8.1.2 8255,A,的工作模式,8.1.3 8255,A,的编程及应用,8.1.1 内部结构及引脚,8255,A,内部结构,8255的内部结构如图8-1所示。,各部分功能概括如下：,（1）数据输入输出端口,（,2,）,A,组控制器和,B,组控制器,（,3,）数据缓冲器：双向,8,位缓冲器，用于传送计算机和,8255,A,间的控制字、状态字和数据字。,（,4,）读写控制逻辑：接收计算机的读写命令和选择端口地址，用于控制,8255,A,的读写。,2.8255,A,引脚功能,8255,A,有40条引脚，如图8-2所示。引脚功能如下：,D,7,D,0,：,数据总线，用于传送计算机和8255,A,间的数据、命令和状态字。,RESET：,复位线，高电平有效。,CS：,片选线，低电平有效。,RD：,读命令线，低电平有效。,WR：,写命令线，低电平有效。,A,0,、A,1,：,地址线，用于选择,A,口、,B,口、,C,口。,PA,7,PA,0,：A,端口输入/输出线，双向,I/O,总线。,PB,7,PB,0,：B,端口输入/输出线，双向,I/O,总线。,PC,7,PC,0,：C,端口输入/输出线，双向,I/O,总线。,图8-2 8255引脚图,8.1.2 8255,A,的工作模式,8255,A,控制字和状态字,8255,A,通过控制字用来设定8255,A,有3种工作模式。控制字有两个，一个是工作方式控制字，用于8255,A,的初始化；另一个是,C,口位控制字，用于,C,口的位操作。这两个控制字使用同一口地址，由最高位,D,7,区分，若,D,7,为1，此控制字为8255,A,的工作方式控制字；若,D,7,为0，此控制字为8255,A,的,C,口的位控制字。,（,1,）方式控制字,8255,A,的方式控制字用来设定,8255,A,三个端口的工作方式及输入,/,输出状态。控制字的位定义如下：,D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0,A,组,B,组,D,7,：,控制字标志位。,D,7,为,1,，则本控制字为方式控制字；,D,7,为,0,，则本控制字为,C,口控制字。,l,D,6,D,3,：,A,组控制位。其中：,D,5,、,D,6,：,A,组方式选择位，,D,6,D,5,为,00,时，,A,组设定为方式,0,；,D,6,D,5,为,01,，,A,组设定为方式,1,；若,D,6,D,5,1,，,A,组设定为方式,2,。,D,4,：,A,口输入输出控制位，,D,4,为,0,，则,PA,7,PA,0,用于输出数据；,D,4,为,1,，则,PA,7,PA,0,用于输入数据。,D,3,：,C,口高四位输入输出控制位；,D,3,为,0,，则,PC,7,PC,4,为输出数据方式；,D,3,为,1,，则,PC,7,PC,4,为输入方式。,l,D,2,D,0,：,B,组控制位。其中：,D,2,：,方式选择位，,D,2,为,0,，,B,组设定为方式,0,；,D,2,为,1,，,B,组设定为方式,1,。,D,1,：,B,口输入,/,输出控制位，,D,1,为,0,，则,PB,7,PB,0,用于输出数据；,D,1,为,1,，则,PB,7,PB,0,用于输入数据。,D,0,：,C,口低四位输入,/,输出控制位，,D,0,为,1,，则,PC,3,PC,0,用于输出数据；,D,0,为,1,，则,PC,3,PC,0,用于输入数据。,（2）,C,口位控制字,该控制字可以使,C,口各位单独置位或复位，以实现特殊的控制功能。控制字格式如图,8-4,所示。,D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0,无效位,位选择 控制位,D7：,控制字的特征位，0有效。,D3D0：,用于控制,PC7PC0,中某一位置位和复位。,D,0,：,置位/复位的控制位。,当,D,0,为0时，控制,C,口的某位复位；当,D,0,为1时，控制,C,口的某位置位。,（3）8255,A,状态字,8255,A,设定为方式1和方式2时，读,C,口便可读得相应状态字，可以了解8255,A,的工作状态。,当8255,A,的,A,口、,B,口工作在方式,l，,则为输入时的状态字格式如下所示。在这个状态字中，,INTEA,和,INTEB,分别为,A,组和,B,组的中断允许触发器状态，其余各位为相应引脚上的电平信号。,当8255,A,的,A,口、,B,口工作在模式,l，,则为输出时的状态字格式如下所示。,8255,A,在方式2下的状态字格式如,下,所示。在这个状态字中，,INTEl,、INTE2,和,INTR,为8255,A,的允许中断触发器状态。其中,INTEl,和,INTE2,受,C,口的置复位控制字决定，其余各位为同名引脚上的电平信号。,D2D0,由,B,组工作方式决定。,2.8255,A,工作方式,（,1,）方式,0,方式,0,是一种基本的输入,/,输出工作方式，,8255,A,的,A,口、,B,口和,C,口均可由程序设定为输入,/,输出口。其中输出可被锁存，输入不能锁存。,【,例,8.1】,设,8255,A,的控制字寄存器地址为置,9,BH,，,则令,A,口和,C,口高四位工作在方式,0,输出方式以及,B,口和,C,口低四位工作于方式,0,输入方式，指令序列如下：,MOV AL,，,83H,；,方式控制字,83,H,送,AL,MOV DX,，,9BH,OUT DX,，,AL,；,83H,送控制字寄存器,（,2,）方式,1,方式,1,是选通输入,/,输出工作方式，,A,口和,B,口皆可独立地设置成这种工作方式。在方式,1,下，既需要数据信号也需要选通联络信号，选通联络信号与输入,/,输出数据一起传送，其中,A,组为数据口，可定义为输入或输出方式，以,C,口的,PC,5,、,PC,4,、,PC,3,为选通联络线；,B,组为数据口，可定义为输入或输出方式，以,C,口的,PC,2,、,PC,1,、,PC,0,为选通联络线。当,A,口工作于方式,1,输入状态时见图,8-3,。,图8-3 8255的,A,口方式1输入方式下状态,C,口的相应联络线定义如下：,（,PC,4,、,PC,2,）,选通输入，低电平有效。由外设输入数据，并将数据送到输入锁存器。其中,PC,4,对应,A,口，,PC,2,对应,B,口。,IBF,（,PC,5,、,PC,1,）,输入缓冲器满，高电平有效。当它为,1,时，说明,CPU,还未读取上次输入的数据，通知外设不应送新数据。当它为,0,时，通知外设可送新数据。其中,PC,5,对应,A,口，,PC,1,对应,B,口。,INTR,（,PC,3,、,PC,0,）,中断请求，高电平有效。当中断允许位,INTR,置,1,时，若输入缓冲器满，则产生一个“高”有效的中断请求,1,NTR,至,CPU,，,对外设送来的新数据以中断方式输入。其中,PC,3,对应,A,口，,PC,0,对应,B,口。,当,A,口或,B,口工作在方式1输出状态时见图8-4,图8-4 8255的,A,口模式1输出方式下状态,C,口的各位定义如下：,（,PC,7,、,PC,1,）,输出缓冲器满信号，低电平有效。当数据写入该口的数据寄存器时，即启动该信号，以通知外设读取端口数据。其中,PC,7,对应,A,口，,PC,1,对应,B,口。,（,PC,6,、,PC,2,）,外部响应输入信号，低电平有效。当外设读取端口数据后，回发“低”有效信号作为回答。其中,PC,6,对应,A,口，,PC,2,对应,B,口。,INTR,（,PC,3,、,PC,0,）,中断请求信号，高电平有效。当中断允许位,INIR,置“,1,”时，若输出缓冲器空（,1,），则产生一个“高”有效的中断请求,INTR,至,CPU,，,于是可在其中断处理程序中向该口输出新的数据。其中,PC,3,对应,A,口，,PC,0,对应,B,口。,（3）方式2,8255,A,的另一种工作方式为带选通双向总线,IO,方式，且只有,A,口可以工作在这一方式下，,A,口为输入输出数据端，输入、输出均可锁存，既可以发送数据，也可以接收数据，握手联络信号和,A,口在方式1下的输入或输出时的握手联络信号分别相对应，输入输出时的中断请求都共用,PC,3,。,这是一个“或”逻辑，即,PC,6,置“,l”,时，输出缓冲器“空”可引起中断，,PC4,置“,l”,时输入缓冲器“满”也能引起中断。,当,A,口工作于方式2时，,B,口可工作在方式0或者方式1；,C,口的高5位为,A,口的握手联络信号，低3位可用于,B,口在方式1时的握手联络信号。由8255,A,的控制字选择。,方式2状态如图8-5所示。,图,8-5 8255,模式2方式下状态,其中：,INTRA（PC,3,）,中断请求信号，高电平有效。,（,PC,7,）,输出缓冲器满信号，低电平有效。,（,PC,6,）,外部响应信号，低电平有效。,INTE,1,：,输出缓冲器的中断允许触发器，由,PC6,置位/复位控制。,（,PC,4,）,选通输入信号，低电平有效。,IBFA（PC,5,）,输入缓冲器满信号，高电平有效。,INTE,2,：,输入缓冲器的中断允许触发器，由,PC,4,置位/复位控制。,8.1.3 8255,A,的编程及应用,8255,A,是计算机外围接口芯片中典型的一种，主要用于接口扩展、外设扩展应用等。对8255,A,编程，首先应对8255,A,进行初始化，即向8255,A,写入控制字，规定8255,A,的工作方式，,A,口、,B,口、,C,口的工作方式等。然后，如果需要中断，则用控制字将中断允许标志置位。再以后就可以按相应的要求向8255,A,送入数据或从8255,A,读出数据。,【例8.2】要求8255,A,工作在方式0，,A,口、,B,口输入，,C,口输出。,其硬件电路如图8-6，片选端接译码电路输出（译码端由地址线,A7、A6、A5,译码输出），按要求8255,A,的控制字为92,H（D7D0,对应的数据为10010010）。,图8-6 8255基本应用,其工作程序如下：,PORTKEQU1FH,；,8255A,控制口地址,PORTAEQU1CH,；,8255A,的,A,口地址,PORTKEQU1DH,；,8255A,的,B,口地址,PORTKEQU1EH,；,8255A,的,C,口地址,；初始化,8255,A,MOVAL,，,92H,；,控制字方式,0,A,、,B,输入，,C,输出,MOVDX,，,PORTK,；,控制寄存器地址,OUTDX,，,AL,；,控制字送控制寄存器,；,A,口、,B,口、,C,口读写,MOXDX,，,PORTA,；,A,口地址,IN AL,，,DX,；,从,A,口读数据,MOXDX,，,PORTB,；,B,口地址,IN AL,，,DX,；,从,B,口读数据,MOXDX,，,PORTC,；,C,口地址,MOVAL,，,DATA,OUT,DX,，,AL,；,向,C,口输出数据,DATA,【例8.3】要求8255,A,工作方式1，,A,口输入，,B,口输出，,PC6、PC7,输出，禁止,A,口中断。,按要求8255,A,控制字为0,B7H，,程序如下：,PORTK EQU1FH,；,8255A,控制口地址,PORTA EQU1CH,；,8255A,的,A,口地址,PORTK EQU1DH,；,8255A,的,B,口地址,PORTK EQU1EH,；,8255A,的,C,口地址,；初始化,8255,A,