第9章可編程并行輸入輸出接口8255A

1、第九章第九章 可編程并行接口可編程并行接口8255A91 并行接口原理并行接口原理92 可編程并行接口芯片可編程并行接口芯片8255A9. 3 8255A應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例習(xí)習(xí) 題題 9第九章第九章 可編程并行接口可編程并行接口8255Av CPU與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送是通過接口來實(shí)現(xiàn)的。數(shù)據(jù)傳送的方式有兩種：串行傳送和并行傳送。串行傳送就是在一條傳輸線上一位一位地傳送數(shù)據(jù)。在串行傳送方式下，外設(shè)通過串行接口與系統(tǒng)總線相連接。并行傳送就是同時(shí)在多條傳輸線上以字節(jié)或字為單位進(jìn)行傳送。在并行傳送方式下，外設(shè)通過并行接口與系統(tǒng)總線相連接。串行傳送通常應(yīng)用在遠(yuǎn)距離傳輸以及慢速外部設(shè)備與主機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸方

2、面，而并行傳送則通常應(yīng)用在短距離的快速數(shù)據(jù)傳輸方面。v 本章講述并行接口原理、可編程并行接口芯片8255A及其應(yīng)用舉例。重點(diǎn)講述可編程并行接口芯片8255A的主要特性、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、引腳功能及應(yīng)用編程。91 并行接口原理并行接口原理v 并行接口和外設(shè)連接的原理示意圖如圖9-1。圖中的并行接口用一個(gè)通道和輸入設(shè)備相連，用另一個(gè)通道和輸出設(shè)備相連。每個(gè)通道都配有一定的控制線和狀態(tài)線。從圖中可以看到，并行接口中的控制寄存器用來接收CPU發(fā)來的控制命令，狀態(tài)寄存器提供各種狀態(tài)位供CPU查詢，而輸入緩沖寄存器和輸出緩沖寄存器用來實(shí)現(xiàn)輸入和輸出。圖9-1 并行接口和外設(shè)連接示意圖 9.1.1 并行接口的功能并

3、行接口的功能v 通常來說，一個(gè)并行接口應(yīng)具備以下功能：v 1. 實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)總線的連接，提供數(shù)據(jù)的輸入輸出功能。v 2. 實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備相的連接，具有與外部設(shè)備進(jìn)行應(yīng)答的同步機(jī)構(gòu)，保證有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收。v 3. 具有中斷請(qǐng)求與處理功能，使得數(shù)據(jù)的輸入/輸出可以采用中斷的方式來實(shí)現(xiàn)。 9.1.2 并行接口的控制方式并行接口的控制方式v 1.并行I/O接口的輸入過程輸入設(shè)備將數(shù)據(jù)送往并行I/O接口，同時(shí)向接口發(fā)送數(shù)據(jù)輸入選通(STB)信號(hào)。STB信號(hào)一方面將輸入數(shù)據(jù)保存在接口內(nèi)的數(shù)據(jù)寄存器，另一方面將接口內(nèi)狀態(tài)寄存器的輸入數(shù)據(jù)就緒(Ready)狀態(tài)置位(1)，供CPU查詢，或申請(qǐng)中斷。CP

4、U通過查詢狀態(tài)獲知數(shù)據(jù)進(jìn)入接口或收到中斷請(qǐng)求后執(zhí)行指令讀取數(shù)據(jù)。接口將狀態(tài)寄存器中的Ready狀態(tài)復(fù)位(0),同時(shí)向輸入設(shè)備方式數(shù)據(jù)輸入應(yīng)答(ACK)信號(hào)。 v 2.并行I/O接口的輸出過程CPU執(zhí)行輸出指令，將數(shù)據(jù)送到接口中的數(shù)據(jù)寄存器。接口將寄存器中數(shù)據(jù)送往外部設(shè)備，同時(shí)向外部設(shè)備發(fā)出數(shù)據(jù)輸出選通(STB)信號(hào)，并將接口內(nèi)狀態(tài)寄存器的設(shè)備忙(Busy)狀態(tài)置位(1)。外部設(shè)備接收到數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)輸出完成后，向接口發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)答(ACK)信號(hào)。接口收到ACK信號(hào)，將狀態(tài)寄存器中的設(shè)備忙(Busy)狀態(tài)復(fù)位(0),Busy信號(hào)既可以作為狀態(tài)信號(hào)供CPU查詢，又可以作為向CPU發(fā)送的中斷請(qǐng)求信號(hào)

5、。并行接口電路的外部信號(hào)可分為與外部設(shè)備相連的接口信號(hào)和與CPU相連的接口信號(hào)兩部分。v 與外部設(shè)備的接口信號(hào)v 數(shù)據(jù)信號(hào)：用于接口電路與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入或輸出。v 狀態(tài)信號(hào)：用于接口電路接收外部設(shè)備提供的狀態(tài)信息。v 控制信號(hào)：用于接口電路向外部設(shè)備提供控制功能 2與CPU的接口信號(hào)v 數(shù)據(jù)信號(hào)：用于接口電路與CPU的數(shù)據(jù)交換。v 地址譯碼信號(hào)：用于選擇不同的接口電路以及接口電路內(nèi)部不同的寄存器。v 讀寫信號(hào)：用于確定CPU對(duì)接口電路的讀/寫操作。v 中斷請(qǐng)求與應(yīng)答信號(hào)：用于實(shí)現(xiàn)中斷請(qǐng)求和中斷響應(yīng)操作。 9.1.3 并行接口的接口標(biāo)準(zhǔn)并行接口的接口標(biāo)準(zhǔn)1.Centronics標(biāo)準(zhǔn)：并行

6、打印機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)：并行打印機(jī)接口2.IEEE1284標(biāo)準(zhǔn)：標(biāo)準(zhǔn)：92 可編程并行接口芯片可編程并行接口芯片8255Av Intel 8255A是一種通用的可編程并行接口芯片，由于它是可編程的，可以通過程序來設(shè)置芯片的工作方式，通用性強(qiáng)，使用靈活，可為多種不同CPU與外設(shè)之間提供并行輸入/輸出通道。 9.2.1 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能 18255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)v 8255A內(nèi)部具有三個(gè)帶鎖存器或緩沖器的數(shù)據(jù)端口，可與外設(shè)進(jìn)行并行數(shù)據(jù)交換，各端口內(nèi)具有中斷控制邏輯和選通控制邏輯。外設(shè)與CPU之間可通過條件傳送方式或中斷方式進(jìn)行信息交換，在條件傳送方式下，8255A

7、可提供聯(lián)絡(luò)信息。v 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖9-2所示。從圖中可見，8255A由以下幾部分組成。 （1）數(shù)據(jù)端口A、B、Cv 8255A有3個(gè)8位的數(shù)據(jù)端口，即端口A，端口B和端口C。設(shè)計(jì)人員可通過編程使它們分別作為輸入端口或輸出端口。不過，這3個(gè)端口有各自的特點(diǎn)。v 端口A對(duì)應(yīng)一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸入鎖存器和一個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器。端口A作為輸入或輸出時(shí)，數(shù)據(jù)均受到鎖存。v 端口B和端口C均對(duì)應(yīng)一個(gè)8位輸入緩沖器和一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器/緩沖器。 v 在使用中，端口A和端口B常常作為獨(dú)立的輸入或者輸出端口。端口C除了可以作為獨(dú)立的輸入或輸出端口外，還可以配合端口A和端口B的工作。具體

8、說，端口C可分成兩個(gè)4位的端口，分別作為端口A和端口B的控制信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)。圖9-2 8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能圖 （2）A組控制和B組控制v 這兩組控制電路一方面接收CPU發(fā)來的控制字并決定8255A的工作方式；另一方面接收來自讀/寫控制邏輯電路的讀/寫命令，完成接口的讀/寫操作。v A組控制電路控制端口A和端口C的高4位的工作方式和讀/寫操作。v B組控制電路控制端口B和端口C的低4位的工作方式和讀/寫操作。 （3）總線緩沖器v 這是一個(gè)雙向三態(tài)的8位數(shù)據(jù)緩沖器，8255A正是通過它與系統(tǒng)總線相連。輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)、CPU發(fā)給8255A的控制字都是通過這個(gè)緩沖器傳遞的。 （4）讀/寫控

9、制邏輯電路v 讀/寫控制邏輯電路負(fù)責(zé)管理8255A的數(shù)據(jù)傳輸過程。它接收 及來自系統(tǒng)地址總線的信號(hào)A1，A0信號(hào)和控制總線的RESET、 、 信號(hào)，將這些信號(hào)進(jìn)行組合后，得到對(duì)A組控制和B組控制的控制命令，并將這些命令發(fā)給這兩個(gè)部件，以完成對(duì)數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息和控制信息的傳輸。CSRDWR 28255A引腳功能引腳功能v 8255A芯片的引腳信號(hào)如圖9-3所示，8255A芯片除電源和地引腳以外，其他引腳可分成兩組： （1）8255A與外設(shè)相連的引腳v 8255A與外設(shè)連接的有24個(gè)雙向、三態(tài)引腳，分成三組，分別對(duì)應(yīng)于A、B、C三個(gè)端口：PA7PA0，PB7PB0，PC7PC0。 （2）8255A與

10、CPU相連的引腳v D7D0：雙向、三態(tài)數(shù)據(jù)線v RESET：復(fù)位信號(hào)，高電平有效。復(fù)位時(shí)所有內(nèi)部寄存器清除，同時(shí)其3個(gè)數(shù)據(jù)端口被自動(dòng)設(shè)為輸入端口。v ：芯片選擇信號(hào),低電平有效。該信號(hào)有效時(shí)，8255A被選中。v ：讀信號(hào)，低電平有效。該信號(hào)有效時(shí)，CPU可從8255A讀取輸入數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息。CSRDv ：寫信號(hào)，低電平有效。該信號(hào)有效時(shí)，CPU可向8255A寫入控制字或輸出數(shù)據(jù)。v A1，A0片內(nèi)端口選擇信號(hào)。8255A內(nèi)部有三個(gè)數(shù)據(jù)端口和一個(gè)控制端口。規(guī)定當(dāng)A1，A0為00時(shí)，選中A端口，為01時(shí)，選中B端口；為10時(shí)，選中C端口；為11時(shí)，選中控制口。v 概括起來，8255A的 ， 、

11、 ，A1，A0控制信號(hào)和傳送信號(hào)操作之間的關(guān)系如表9.1所示。WRCSRDWR表9.1 8255A的控制信號(hào)和傳送操作的對(duì)應(yīng)關(guān)系 9.2.2 8255A控制字控制字v 8255A可以通過指令在控制端口中設(shè)置控制字來決定它的工作。v 8255A有兩個(gè)控制字：方式選擇控制字和端口C置位/復(fù)位控制字。這兩個(gè)控制字公用一個(gè)地址，即控制端口地址。用控制字的D7來區(qū)分這兩個(gè)控制字，當(dāng)D7=1時(shí)選擇方式選擇控制字；當(dāng)D7=0時(shí)選擇端口C置位/復(fù)位控制字。 1. 方式選擇控制字方式選擇控制字v 方式選擇控制字的格式如圖9-3所示。D0D2用來對(duì)B組端口進(jìn)行工作方式設(shè)定，D3D6用來對(duì)A組的端口進(jìn)行工作方式設(shè)定

12、。最高位為1是方式選擇控制字標(biāo)志。 對(duì)8255A的方式選擇控制字的幾點(diǎn)說明： 8255A有3種基本的工作方式： 方式0：基本的輸入/輸出方式 方式1：選通的輸入/輸出方式 方式2：雙向傳輸方式 端口A可以工作在3種工作方式中的任何一種，端口B只能工作在方式0或方式1，端口C則常配合端口A和端口B 工作，為這兩個(gè)端口的輸入/輸出傳輸提供控制信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)?？梢?，只有端口A能工作在方式2。 歸為同一組的兩個(gè)端口可以分別工作在輸入方式和輸出方式，并不要求同為輸入方式或同為輸出方式。而一個(gè)端口到底是作為輸入還是輸出端口，這完全由方式選擇控制字決定。圖9-3 8255A方式選擇控制字 2. 端口端口C置

13、位置位/復(fù)位控制字復(fù)位控制字v 端口C的數(shù)位常常作為控制位使用，所以，在設(shè)計(jì)8255A芯片時(shí)，應(yīng)使端口C中的各數(shù)位可以用置位/復(fù)位控制字單獨(dú)設(shè)置。v 端口C置位/復(fù)位控制字的格式如圖9-4所示。v 對(duì)端口C置位/復(fù)位控制字的幾點(diǎn)說明： 端口C置位/復(fù)位控制字盡管是對(duì)端口C進(jìn)行操作，但此控制字必須寫入控制口，而不是寫入C口。 端口C置位/復(fù)位控制字的D0位決定是置1還是置0操作。如為1，則對(duì)端口C中某一位置1，否則，置為0。 端口C置位/復(fù)位控制字的D3、D2、D1位決定了對(duì)C端口中的哪一位進(jìn)行操作。 端口C置位/復(fù)位控制字的D6、D5、D4位可為1，也可為0，它們不影響置位/復(fù)位操作。但D7必

14、須為0，它是端口C置位/復(fù)位控制字的標(biāo)識(shí)符。圖9-4 8255A端口C置位/復(fù)位控制字 9.2.3 8255A的工作方式的工作方式v 前面已提到，8255A的端口A可以工作在方式0、方式1、方式2三種方式下工作，而端口B只能在方式0和方式1這兩種方式下工作，此外，我們也說明了端口的工作方式是由方式控制字決定的。v 下面，介紹三種工作方式的具體含義。 1方式方式0v 方式0稱為基本輸入輸出方式。在這種方式下，端口A和端口B可以通過方式選擇控制字規(guī)定為輸入端口或輸出端口，端口C則分為兩個(gè)4位端口，高4位為一個(gè)端口，低4位為一個(gè)端口，這兩個(gè)4位端口也可由方式選擇控制字規(guī)定為輸入端口或輸出端口。v 方

15、式0的基本特點(diǎn)如下：v 4個(gè)端口相互獨(dú)立，它們之中每個(gè)端口既可作為輸入端口，也可作為輸出端口，各端口之間沒有必然關(guān)系。v 4個(gè)端口的輸入/輸出可以有16種組合，所以可適用于多種使用場合。v 各個(gè)端口工作于方式0時(shí)，輸出具有鎖存功能，而輸入則沒有鎖存能力。即在給某一個(gè)端口輸出信息后，如果沒有對(duì)該端口進(jìn)行改變，則該端口一直保持以前輸出的信息。而讀入的信息則是在輸入指令執(zhí)行時(shí)外界在引腳上施加的電平信息。v 當(dāng)端口C工作于方式0且為輸出時(shí)，可以通過置位/復(fù)位控制字改變端口C任何一個(gè)引腳的電平，即置位/復(fù)位控制字直接影響端口C引腳狀態(tài)。v 8255A工作于方式0時(shí)，CPU采用無條件讀寫方式與8255A交

16、換數(shù)據(jù)，也可采有查詢方式與8255A交換數(shù)據(jù)。采用查詢方式時(shí)，可利用端口C作為與外設(shè)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。 2方式方式1v 方式1稱為選通的輸入/輸出方式。與方式0相比，最大的差別是當(dāng)端口A和端口B用方式1進(jìn)行輸入或輸出數(shù)據(jù)時(shí)，要利用端口C提供的選通信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)，而這些信號(hào)與端口C的數(shù)位有著固定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這種對(duì)應(yīng)關(guān)系是8255A本身決定的，不能用程序改變，除非改變8255A的工作方式。v 方式1的基本特點(diǎn)如下：v 端口A和端口B分別作為兩個(gè)輸入或輸出端口工作在方式1。該端口作為輸入端口或輸出端口是由方式控制字決定的。v 如果8255A的端口A和端口B只有一個(gè)工作在方式1，那么，端口C中就有3條線被規(guī)

17、定為配合方式1工作的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。此時(shí)另一個(gè)端口可以工作在方式0，端口C中剩余5條線也可以工作在方式0，即作為方式0輸入端口或方式0輸出端口。如果8255A的端口A和端口B都工作在方式1，那么，端口C就有6條線被規(guī)定為配合方式1工作的聯(lián)絡(luò)信號(hào)，剩余的2條線，仍可作為方式0輸入或輸出。v 端口A和端口B在方式1，輸入、輸出均具有鎖存功能。v 當(dāng)端口C的相應(yīng)引腳規(guī)定作聯(lián)絡(luò)線時(shí)，這些聯(lián)絡(luò)線不能用置位/復(fù)位控制字影響其引腳電平，而只能用規(guī)定的操作改變引腳狀態(tài)。 （1）方式1輸入v 端口A、端口B都設(shè)置為方式1輸入時(shí)的情況及時(shí)序如圖9-5所示。其中PC3，PC4，PC5作為端口A的聯(lián)絡(luò)信號(hào)，PC0，PC1，

18、PC2作為端口B的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。圖9-5 8255A方式1輸入的控制信號(hào)和時(shí)序v 表9-2是端口A和端口B都工作在方式1情況下作為輸入端口，端口C各引腳的名稱及對(duì)應(yīng)關(guān)系。v 對(duì)于各控制信號(hào)，說明如下：v （Strobe）：數(shù)據(jù)選通信號(hào)輸入端，低電平有效。是由外設(shè)送往8255A的。當(dāng)有效時(shí)，8255A接收外設(shè)送來的一個(gè)8位數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)鎖存到其輸入的鎖存器中，從而8255A的輸入緩沖器得到一個(gè)新的數(shù)據(jù)并保持此數(shù)據(jù)，直到外設(shè)再次送來新數(shù)據(jù)。v IBF（Input Buffer Full）：輸入緩沖器滿信號(hào)，高電平有效。它是8255A輸出的狀態(tài)信號(hào)。當(dāng)它有效時(shí)，表示當(dāng)前輸入緩沖器已有一個(gè)新的數(shù)據(jù)。此信號(hào)

19、一般供CPU查詢用。IBF信號(hào)是由 信號(hào)使其復(fù)位的，而由讀信號(hào)的后沿即上升沿使其復(fù)位。STBSTBv INTR（Interrupt Request）：8255A送往CPU的中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效。INTR端在 ，IBF均為高時(shí)被置為高電平，也就是說，當(dāng)選通信號(hào)結(jié)束，外設(shè)已將一個(gè)數(shù)據(jù)送進(jìn)輸入緩沖器中，并且輸入緩沖器信號(hào)已為高電平時(shí)，8255A會(huì)向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，即將INTR端置為高電平。在CPU響應(yīng)中斷讀取輸入緩沖器的數(shù)據(jù)時(shí)，由讀信號(hào) 的下降沿將INTR改變?yōu)榈碗娖健TBRD表9-2 方式1輸入情況下聯(lián)絡(luò)信號(hào)及傳輸方向v INTE（Interrupt Enable）：中斷允許，實(shí)際上

20、，它就是控制中斷允許或中斷屏蔽的控制信號(hào)。INTE沒有外部引出端，它是由程序通過對(duì)端口C的置位/復(fù)位控制字來實(shí)現(xiàn)對(duì)中斷的控制的。具體講，對(duì)PC4置1，則使端口A處于中斷允許狀態(tài)；對(duì)PC4置0，則使端口A處于中斷屏蔽狀態(tài)。與此類似，對(duì)PC2置1，則使端口B處于中斷允許狀態(tài)；對(duì)PC2置0，則使端口B處于中斷屏蔽狀態(tài)。當(dāng)然，如果要使用中斷功能，應(yīng)該用程序使相應(yīng)的端口處于中斷允許狀態(tài)。 （2）方式1輸出v 端口A、端口B都設(shè)置為方式1輸出時(shí)的情況及時(shí)序如圖9-6所示。其中PC3，PC6，PC7作為端口A的聯(lián)絡(luò)信號(hào)，PC0，PC1，PC2作為端口B的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。圖9-6 8255A方式1輸出的控制信號(hào)和時(shí)

21、序表9-3 方式1輸出情況下聯(lián)絡(luò)信號(hào)及傳輸方向v表9-3是端口A和端口B都工作在方式1情況下作為輸出端口，端口C各引腳的名稱及對(duì)應(yīng)關(guān)系。v 對(duì)于方式1輸出端口對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)，說明如下：v （Output Buffer Full）：輸出緩沖器滿信號(hào)，低電平有效。 由8255A送給外設(shè)，當(dāng) 有效時(shí)，表示CPU已經(jīng)向指定的端口輸出了數(shù)據(jù)，所以， 是8255A用來通知外設(shè)取走數(shù)據(jù)的信號(hào)。 是由寫信號(hào) 上升沿置為有效電平，而由 的有效信號(hào)使它恢復(fù)為高電平。 v (Acknowledge)：外設(shè)的響應(yīng)信號(hào)。它是由外設(shè)發(fā)給8255A的，低電平有效。當(dāng) 有效時(shí)，表示外設(shè)已取走8255A的端口數(shù)據(jù)。

22、OBFOBFOBFOBFOBFWRACKACKACKv INTR（Interrupt Request）：中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效。當(dāng)輸出設(shè)備從8255A端口中讀取數(shù)據(jù)，從而發(fā)出 信號(hào)后，8255A便向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)，以便CPU響應(yīng)中斷，再次輸出數(shù)據(jù)。所以，當(dāng) 變?yōu)楦唠娖?，并?也變?yōu)楦唠娖?，INTR便成為高電平即為有效電平，而當(dāng)寫信號(hào) 的下降沿到來時(shí)，INTR變?yōu)楦唠娖?。v INTE（Interrupt Enable）：中斷允許信號(hào)。與端口A、端口B工作在方式1輸入情況下INTE的含義一樣，INTE為0時(shí)，使端口處于屏蔽狀態(tài)，而INTE為1時(shí)，使端口處于允許狀態(tài)。端口A用PC6的置位/

23、復(fù)位控制，端口B用PC2的置位/復(fù)位控制。 ACKACKOBFWR 3. 方式方式2v 方式2又稱為雙向傳輸方式，這種方式只適用于端口A。在方式2下，外設(shè)可以在8位數(shù)據(jù)線上，既向CPU發(fā)送數(shù)據(jù)，又接收CPU傳輸來的數(shù)據(jù)。此外，和工作于方式1類似，端口C在端口A工作于方式2時(shí)自動(dòng)提供相應(yīng)的控制信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)。其聯(lián)絡(luò)信號(hào)如圖9-7所示。圖9-7 8255A方式2的控制信號(hào)和時(shí)序 方式2的特點(diǎn)如下：v 方式2只適用于端口A。v 端口A工作于方式2時(shí)，端口C用5條線自動(dòng)配合端口A，提供控制信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)。v 方式2下數(shù)據(jù)傳輸方向由聯(lián)絡(luò)控制信號(hào)決定。v 方式2下的輸入和輸出均具有鎖存功能。v 當(dāng)端口A工

24、作于方式2時(shí)，端口C的PC3PC7，共5條線分別作為控制信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)端。具體對(duì)應(yīng)關(guān)系如表9-4所示。表9-4 方式2輸出情況下聯(lián)絡(luò)信號(hào)及傳輸方向v 各控制信號(hào)和狀態(tài)信號(hào)的含義如下：v INTRA（Interrupt Request）：中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效。不管是輸入動(dòng)作還是輸出動(dòng)作，當(dāng)一個(gè)動(dòng)作完成而進(jìn)入下一個(gè)動(dòng)作時(shí)，8255A通過這一引腳向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)。v A（Strobe）：是由外設(shè)提供給8255A的選通信號(hào)，低電平有效。此信號(hào)將外設(shè)送到8255A的數(shù)據(jù)鎖存到其輸入鎖存器中。 v IBFA（Input Buffer Full）：8255A送往CPU的狀態(tài)信息，表示當(dāng)前已有一個(gè)

25、新的數(shù)據(jù)送到輸入緩沖器中，等待CPU取走。IBFA可作為供CPU查詢的信號(hào)STBv A（Output Buffer Full）：輸出緩沖器滿信號(hào)，實(shí)際上，它是一個(gè)由8255A端口A送給外設(shè)的狀態(tài)信號(hào)，低電平有效。當(dāng) A有效時(shí)，表示CPU已經(jīng)將一個(gè)數(shù)據(jù)寫入8255A端口A中，通知外設(shè)取走數(shù)據(jù)。 v A (Acknowledge)：外設(shè)對(duì) A信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)，低電平有效。它使8255A端口A的輸出緩沖器開啟，送出數(shù)據(jù)。否則，輸出緩沖器處于高阻狀態(tài)。OBFOBFOBFACKOBFv INTE1（Interrupt Enable）：中斷允許信號(hào)。INTE1為1時(shí)，允許8255A由INTR往CPU發(fā)出中斷

26、請(qǐng)求信號(hào)，以通知CPU往8255A的端口A輸出一個(gè)數(shù)據(jù)；INTE1為0時(shí)，則屏蔽了該中斷請(qǐng)求，這時(shí)，即使8255A的數(shù)據(jù)輸出緩沖器空了，也不能在INTR端產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。INTE1到底為0還是1，則由程序通過PC6的設(shè)置來決定，PC6為1，則INTE1為1，PC6為0，則INTE1為0。 v INTE2（Interrupt Enable）：中斷允許信號(hào)。INTE2為1時(shí)，端口A的輸入處于中斷允許狀態(tài)；當(dāng)INTE2為0時(shí)，端口A的輸入處于中斷屏蔽狀態(tài)，INTE2是程序通過對(duì)PC4的設(shè)置來決定為1還是為0的，將PC4置1時(shí)，使INTE2為1時(shí)，PC4為0時(shí)，則使INTE2為0。 9.3 8255A應(yīng)

27、用舉例應(yīng)用舉例v 【例題9.1】掃描鍵盤按鍵，并保存相應(yīng)鍵值，硬件圖如圖9-8所示。設(shè)8255A的端口地址為400H403H，接收16個(gè)按鍵后結(jié)束。v 分析：檢測鍵盤輸入過程如下：PC4PC7送全“0”，再讀取PC0PC3，若全為“1”，則表示無鍵閉合。若有鍵閉合，則進(jìn)行鍵掃描。鍵掃描方法如下：使PC4為0，PC5PC7為高電平，讀取PC0PC3，如果是全“1”，表示該列無鍵閉合；否則閉合鍵在該列上，再進(jìn)一步判斷讀取的數(shù)據(jù)中哪一位為“0”，從而確定閉合鍵。若該列無鍵閉合，則依次使PC5，PC6，PC7進(jìn)行上述操作。 v 在鍵盤設(shè)計(jì)時(shí)，除了對(duì)鍵碼識(shí)別外，還有抖動(dòng)和重鍵兩個(gè)問題需要解決。v 對(duì)機(jī)械

28、按鍵就是當(dāng)用手按下一個(gè)鍵時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)按鍵在閉合和斷開位置之間跳幾下才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況；在釋放一個(gè)鍵時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)類似的情況，這就是抖動(dòng)。抖動(dòng)持續(xù)時(shí)間一般為10ms左右。利用硬件，也可通過軟件延時(shí)來消除抖動(dòng)v 所謂重鍵就是指兩個(gè)或多個(gè)鍵同時(shí)閉合。通常情況，則是只承認(rèn)先識(shí)別出來的鍵，對(duì)同時(shí)按下的其它鍵均不作識(shí)別，直到所有鍵都釋放以后，才讀下一個(gè)鍵。 程序如下： DATA SEGMENT BUFFER DB 16 DUP(?) DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS: CODE, DS: DATA START：MOV AX, DATA MOV DS, AX LEA SI

29、,BUFFER MOV CL,16 ；初始化按鍵次數(shù) MOV AL,81H ；8255A控制字 MOV DX,403H OUT DX,AL ；8255A初始化 KS1：CALL KS ；讀取按鍵 CMP AL,0FH ；判有無鍵閉合 JZ KS1 ；無鍵閉合，循環(huán)等待 CALL DELAY ；延時(shí)12ms，消除抖動(dòng) CALL KS CMP AL,0FH ；再次判有無鍵閉合 JZ KS1 MOV BL,0EFH ；初始化列碼 MOV BH,0 ；初始化列計(jì)數(shù)器 AGAIN：MOV DX,402H MOV AL,BL OUT DX,AL ；輸出列碼 IN AL,DX ；讀取行碼 AND AL,0F

30、H CMP AL,0FH JZ NEXT ；該列無鍵閉合，準(zhǔn)備下一列掃描 CMP AL,0EH ；判該列是否第一個(gè)鍵閉合？ JNZ TWO MOV AL,0 JMP FREE TWO：CMP AL,0DH ；判該列是否第二個(gè)鍵閉合？ JNZ THREE MOV AL,4 JMP FREETHREE：CMP AL,0BH ；判該列是否第三個(gè)鍵閉合？ JNZ FOUR MOV AL,8 JMP FREE FOUR：CMP AL,07H ；判該列是否第四個(gè)鍵閉合？ JNZ NEXT MOV AL,0CH FREE：PUSH AX WAIT1：CALL KS CMP AL,0FH JNZ WAIT1

31、；鍵未釋放，則等待 POP AX ADD AL,BH ；按鍵鍵值掃描鍵值列計(jì)數(shù)值 MOV SI,AL ；保存相應(yīng)按鍵鍵值 INC SI DEC CL JZ EXIT ；判是否接收到100個(gè)按鍵？ JMP KS1NEXT：INC BH ；列計(jì)數(shù)值加1 ROL BL,1 ；列碼循環(huán)左移一位 CMP BL,0FEH ；判該輪鍵掃描是否結(jié)束？ JNZ AGAIN JMP KS1 EXIT：MOV AH,4CH ；返回DOS INT 21H KS PROC NEAR MOV DX,402H MOV AL,0FH OUT DX,AL ；使所有列線為低電平 IN AL,DX ；讀取行值 AND AL,0FH

32、 ；屏蔽高4位 RET KS ENDPDELAY PROC NEAR ；延時(shí)子程序 PUSH BX PUSH CX MOV BX,2000 DEL1：MOV CX,0 DEL2：LOOP DEL2 DEC BX JNZ DEL1 POP CX POP BX RET DELAY ENDP CODE ENDS END STARTv 【例題9.2】試編程實(shí)現(xiàn)采用動(dòng)態(tài)掃描方法在LED數(shù)碼管上顯示0099，硬件圖如圖9-9所示。設(shè)8255A的端口地址為288H28FH。圖9-9數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口v LED（Light Emitting Diode）數(shù)碼管的主要部分是發(fā)光二極管，如圖9-10所示。這七段發(fā)

33、光管按順時(shí)針分別稱為a、b、c、d、e、f、g，有的產(chǎn)品還附帶小數(shù)點(diǎn)h。LED數(shù)碼管有共陰極和公陽極兩種結(jié)構(gòu)。通過7個(gè)發(fā)光段的不同組合，可顯示09和AF以及某些特殊字符。 圖9-10 LED數(shù)碼管v 由于發(fā)光二極管發(fā)光時(shí)，通過的平均電流為10mA20mA，而通常的輸出鎖存器不能提供這么大的電流，所以LED各段必須接驅(qū)動(dòng)電路。v 點(diǎn)亮數(shù)碼管有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種方法。所謂靜態(tài)顯示，就是當(dāng)數(shù)碼管顯示某一個(gè)字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定地導(dǎo)通或截止。這種顯示方式每一個(gè)數(shù)碼管都需要有一個(gè)8位輸出口控制，而當(dāng)系統(tǒng)中數(shù)碼管較多時(shí)，用靜態(tài)顯示所需的I/O口太多，一般采用動(dòng)態(tài)顯示方法。 v 所謂動(dòng)態(tài)顯示就是一位一位地

34、輪流點(diǎn)亮各位數(shù)碼管（掃描），對(duì)于每一位數(shù)碼管來說，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。數(shù)碼管的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也與點(diǎn)亮?xí)r間和間隔時(shí)間的比例有關(guān)。調(diào)整電流和時(shí)間參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示。這種顯示方法需有兩類控制端口，即位控制端口和段控制端口。位控制端口控制哪個(gè)數(shù)碼管顯示，段控制端口決定顯示代碼。此端口所有數(shù)碼管公用，因此，當(dāng)CPU輸出一個(gè)顯示代碼時(shí)，各數(shù)碼管的輸入段都收到此代碼。但是，只有位控制碼中選中的數(shù)碼管才得到導(dǎo)通而顯示。 DATA SEGMENT OUTBUFF DB 0,0 ;對(duì)應(yīng)兩位數(shù)碼管 LED DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH

35、;0 1 2 3 4 5 6 7 8 9BZ DW ? ;位控標(biāo)志DATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV AL,80H;各端口均是0方式，輸出 MOV DX,28BH OUT DX,AL ；8255A初始化 LEA DI, OUTBUFF ；設(shè)DI為顯示緩沖區(qū)LOOP1: MOV CX,0300H ；循環(huán)次數(shù)LOOP2: MOV BH,02LLL: MOV BYTE PTR BZ,BH;02作為位控標(biāo)志 PUSH DI DECDI ADD DI,BZ MOV BL,DI ；BL為要

36、顯示的數(shù) POP DI MOV BH,0;高位置0 MOV SI,OFFSET LED ；置LED數(shù)碼表偏移地址為SI ADD SI,BX ；求出對(duì)應(yīng)的LED數(shù)碼 MOV AL,BYTE PTR SI;要顯示的數(shù) AL MOV DX,288H ；從8255的A口輸出OUT DX,AL ;數(shù)對(duì)應(yīng)顯示代碼寫入PA口 MOV AL,BYTE PTR BZ ;位控標(biāo)志 AL MOV DX,28AH ;讓PC1PC0輸出10 OUT DX,AL ;位控標(biāo)志寫入PC口 PUSH CX;保存計(jì)數(shù)值 MOV CX,3000DELAY: LOOP DELAY ；延時(shí) POPCX ;保存的300次計(jì)數(shù)剩余值 MO

37、VBH,BYTE PTR BZ SHR BH,1 ；指向下一個(gè)數(shù)碼管 JNZ LLL ;位控標(biāo)志右移一位，非零重復(fù) LOOP LOOP2 ; BH 02 MOV AX,WORD PTR DI CMP AH,09 JNZ SET ;ah9,讀鍵盤輸入 MOV AX,0000 ;AH=9, 顯示數(shù)據(jù)置0 MOV DI,AL MOV DI+1,AH JMP LOOP1SET: MOV AH,01 INT 16H JNE EXIT ；有鍵按下則轉(zhuǎn)EXIT MOV AX,WORD PTR DI INC AL AAA;非壓縮BCD加法調(diào)整 MOV DI,AL ;送回顯示緩沖區(qū) MOV DI+1,AH JM

38、P LOOP1EXIT: MOV DX,28AH MOV AL,0 ；關(guān)掉數(shù)碼顯示 OUT DX,AL MOV AH,4CH ；返回DOS INT 21H CODE ENDS END START例： 將8255的A口PA0PA6分別與七段數(shù)碼管的段碼驅(qū)動(dòng)輸入端ag相連（方式0），位碼驅(qū)動(dòng)輸入端S2、S1接8255C口的PB1、PB0。PC00C7分別接開關(guān)K1K8，開關(guān)合上為0，斷開為1，在七段數(shù)碼管上顯示開關(guān)K8-K1八位二進(jìn)制數(shù)的十六進(jìn)制形式?！?【流程圖】【流程圖】 .8086 .model small .data led db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,0

39、7h,7fh,6fh,77h,7ch,39h,5eh,79h,71h Ioporta equ 60h ioportb equ 61h ioportc equ 62h .stack .code start: mov ax, data mov ds, ax mov dx, ioporta mov al,10001001b out dx，al;初始化8255 a、b口輸出 c口輸入 play: mov al,1h mov dx, ioportb out dx, al;輸出b口 選擇個(gè)位 mov dx，ioportc in al，dx;輸入c口數(shù)據(jù) and al，0fh;保留低4位 mov bx，of

40、fset led xlat ;查表得到顯示代碼 mov dx，ioporta out dx，al;從a口輸出 call delay mov al，2h mov dx，ioportb ;輸出b口 選擇十位 out dx，al mov dx，204h in al，dx;輸入c口數(shù)據(jù) and al,0f0h ;保留高4位 mov cl,4 shr al，cl mov bx，offset led xlat; ;查表得到顯示代碼 mov dx，ioiporta out dx，al; ;從a口輸出 call delay jmp play 延時(shí)子程序 delay proc push cx push ax m

41、ov ax,6 x1: mov cx,0080h;調(diào)整可以更改延遲時(shí)間 x2:dec cx jne x2 dec ax jne x1 pop ax pop cx ret delay endp mov ah,4ch int 21h end start 8255A的應(yīng)用舉例8255A作為開關(guān)K0K3及七段LED顯示器接口。要求開關(guān)設(shè)置的二進(jìn)制信息，由PC0PC3輸入，經(jīng)程序轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的七段LED顯示器的字形代碼后，由A口輸出顯示。8255APA7PA0驅(qū)動(dòng)器+5V5VK0K1K2K3PC3PC2PC1PC0D7D0RD WR A1 A2 A B C G2A G2B G1 Y0 Y1 Y2 O O

42、OD7D0 RD WR A0 A1 CSA0 A3A4A78086系統(tǒng)總線LS138接口電路M/IO&A5A6各端口地址為：E8HEEH8255A各端口地址確定:由圖可知： A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A01 1 1 0 1 08255A方式選擇控制字:LED顯示器的字形代碼表存放在TABLE單元開始的內(nèi)存中.TABLE DB 0C0H, 0F9H, 0A4H, 0B0H, 99H, 92H, 82H, 0F8H DB 80H, 98H, 88H, 83H, 0C6H, 0A1H, 86H, 8EHCSA B C G2A G2B G1 Y0 Y1 Y2 A0 A3A4A7

43、LS138M/IO&A5A6按題意設(shè)置端口A方式0輸出,下C口輸入.10000181H實(shí)現(xiàn)操作的具體程序如下:MOV DX, 0E8H；指向端口A OUT DX, AL ；輸出字形碼顯示 HLTMOV DX，0EEH ；設(shè)置8255A工作方式MOV AL，81H OUT DX，ALMOV DX，0ECH ；指向端口C，讀開關(guān)狀態(tài) IN AL，DX AND AL，0FHLEA BX，TABLE ；顯示代碼表首地址送BX XLAT ；查表，取出相應(yīng)的字形碼送ALLED顯示器的結(jié)構(gòu)abdcefgdpLED顯示器的外形abcdefgdp共陽極LED顯示器的結(jié)構(gòu)abcdefgdp共陰極LED顯示

44、器的結(jié)構(gòu)LED顯示器的工作原理軟件譯碼法PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA78255DB7-DB0abcdefgdp方案1 共陽極LED顯示器與同相驅(qū)動(dòng)器接口abdcefgdpabdcefgdpD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 dp g f e d c b a 0(C0H) 1 1 0 0 0 0 0 0abdcefgdpabdcefgdpabdcefgdpabdcefgdpabdcefgdpabdcefgdpabdcefgdpabdcefgdp9(90H) 1 0 0 1 0 0 0 01(F9H) 1 1 1 1 1 0 0 12(A4H) 1 0 1 0 0 1

45、 0 03(B0H) 1 0 1 1 0 0 0 04(99H) 1 0 0 1 1 0 0 15(92H) 1 0 0 1 0 0 1 06(82H) 1 0 0 0 0 0 1 07(F8H) 1 1 1 1 1 0 0 08(80H) 1 0 0 0 0 0 0 0PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA78255DB7-DB0abcdefgdp方案2 共陽極LED顯示器與反相驅(qū)動(dòng)器接口abdcefgdpabdcefgdpD7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 dp g f e d c b a 0(3FH) 0 0 1 1 1 1 1 1abdcefgdpabdcefgdp

46、abdcefgdpabdcefgdpabdcefgdpabdcefgdpabdcefgdpabdcefgdp9(6FH) 0 1 1 0 1 1 1 11(05H) 0 0 0 0 0 1 1 02(5BH) 0 1 0 1 1 0 1 13(4FH) 0 1 0 0 1 1 1 14(66H) 0 1 1 0 0 1 1 05(6DH) 0 1 1 0 1 1 0 16(7DH) 0 1 1 1 1 1 0 17(07H) 0 0 0 0 0 1 1 18(7FH) 0 1 1 1 1 1 1 1 常用的BCD 對(duì)七段顯示器譯碼器/驅(qū)動(dòng)器之IC 包裝計(jì)有TTL 之7446、7447、7448

47、、7449 與CMOS 之4511 等等。其中7446、7447 必須使用共陽極七段顯示器，7448、7449、4511等則使用共陰極七段顯示器。 在正常操作時(shí)，當(dāng)輸入DCBA=0010 則輸出abcdefg=0010010。故使顯示器顯示“2”。 當(dāng)輸入DCBA=0110 時(shí)，輸出abcdeg=1100000，顯示器顯示“6”。七段LED顯示器接口電路利用專用接口芯片7447驅(qū)動(dòng)LED顯示器7447為BCD七段譯碼器與單個(gè)LED的連接7447a b c d e f g13 12 11 10 9 15 14VccGNDRBIRBOLTA B C D345+5V7 1 2 6+5V1685VR=

48、（51.5 0.2）V/ 20mA=168取R=150 5V1. 5V0. 2VI=20mARPA0PA1PA2PA3 PA4 PA5PA6 PA77447a b c d e f gA B C D7447a b c d e f gA B C D7447a b c d e f gA B C D7447a b c d e f gA B C DPB0PB1PB2PB3 PB4 PB5PB6 PB7DB0DB7DB0DB77447BCD七段譯碼器與多個(gè)LED的連接5V靜態(tài)顯示器的設(shè)計(jì) 7447abcdefgABCDPB0PB1PB2PB3PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA68255動(dòng)態(tài)顯示器的設(shè)

49、計(jì)PNP顯示控制程序LEA SI，BUFFMOV CX，F(xiàn)EHMOV DL，01H初始化結(jié)束取顯示數(shù)據(jù)送段通道口延時(shí)位碼送位通道口是否最后一位修改指針，位碼NYMOV AL，SIOUT POTB，ALMOV AL，DLOUT POTA，ALINC SIROL DL PB0PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA68255agPB774LS07NPN初始化結(jié)束取顯示數(shù)據(jù)查表得段碼送段通道延時(shí)位碼送位通道是否最后一位修改指針，位碼NYLEA SI，BUFFMOV CL，40HLEA BX，TABLEDISI：MOV AL，SI XLATMOV DX， POTBOUT DX，ALMOV AL，CLMOV DX， POTAOUT DX，ALINC SISHR CLJNZ DISIv 【例題9.3】采用8255A作為與打印機(jī)接口的電路，CPU與8255A利用查詢方式輸出數(shù)據(jù)，硬件如圖9-11所示，試編程實(shí)現(xiàn)將若干個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)送打印機(jī)打印。設(shè)8255A的端口地址為80H83H。v 分析：打印機(jī)一般有3個(gè)主要信號(hào)，BUSY表示打印機(jī)