可編程接口芯片課件

1、可編程接口芯片第八章1主要內(nèi)容并行接口芯片8255A結(jié)構(gòu)工作方式應(yīng)用LED打印機(jī)*2CPU與外設(shè)的接口接口的組成和功能數(shù)據(jù)鎖存/緩沖：速度匹配、信號(hào)隔離命令和狀態(tài)寄存器地址譯碼：內(nèi)部端口選擇讀寫(xiě)控制中斷/DMA請(qǐng)求邏輯可編程接口芯片多通道多功能可編程：通過(guò)編程設(shè)置各個(gè)通道的工作模式可編程微處理器、可編程芯片。3接口信號(hào)CPU側(cè)CS*：M/IO*：RD*、WR*：DMA、INT地址總線(xiàn)數(shù)據(jù)總線(xiàn)外設(shè)側(cè)：STB*、RDY輸入接口：STB*：外設(shè)-接口，RDY：接口-外設(shè)，IBF輸出接口：STB*：外設(shè)-接口，ACKRDY：接口-外設(shè)，OBF數(shù)據(jù)總線(xiàn)4并行接口8255A的工作方式

2、和編程8255A的應(yīng)用簡(jiǎn)易鍵盤(pán)的掃描程序LED數(shù)碼管的多位顯示5并行數(shù)據(jù)傳輸方式以計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)（通常是8位、16位或32位）為傳輸單位，一次傳送一個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)適合于外部設(shè)備與微機(jī)之間進(jìn)行近距離、大量和快速的信息交換例如：微機(jī)與并行接口打印機(jī)、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器微機(jī)系統(tǒng)中最基本的信息交換方法例如：系統(tǒng)板上各部件之間，接口電路板上各部件之間6并行接口芯片8255A具有多種功能的可編程并行接口電路芯片最基本的接口電路：三態(tài)緩沖器和鎖存器與CPU間、與外設(shè)間的接口電路：狀態(tài)寄存器和控制寄存器還有端口的譯碼和控制電路、中斷控制電路分3個(gè)端口，共24個(gè)外設(shè)引腳共三種輸入輸出工作方式78255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳數(shù)據(jù)

3、總線(xiàn)緩沖器內(nèi)部控制線(xiàn)內(nèi)部數(shù)據(jù)線(xiàn)D0D7A組控制A組端口AA組端口C上部B組控制B組端口BB組端口C下部讀寫(xiě)控制邏輯PC0PC3PB0PB7PC4PC7PA0PA7RDWRA0A1CSRESET81. 外設(shè)數(shù)據(jù)端口端口A：PA0PA7A組，支持工作方式0、1、2常作數(shù)據(jù)端口，功能最強(qiáng)大端口B：PB0PB7B組，支持工作方式0、1常作數(shù)據(jù)端口端口C：PC0PC7僅支持工作方式0可作數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制端口分兩個(gè)4位，每位可獨(dú)立操作A組控制高4位PC4PC7B組控制低4位PC0PC392. 與處理器接口CS A1 A0讀操作RD寫(xiě)操作WR0 0 00 0 10 1 00 1 1讀端口A讀端口B讀端口C非

4、法寫(xiě)端口A寫(xiě)端口B寫(xiě)端口C寫(xiě)控制字108255A的工作方式方式0：基本輸入輸出方式適用于無(wú)條件傳送的接口電路方式1：選通輸入輸出方式適用于查詢(xún)和中斷方式的接口電路方式2：雙向選通傳送方式適用于雙向傳送數(shù)據(jù)的外設(shè)適用于查詢(xún)和中斷方式的接口電路11方式0輸入時(shí)序datadata輸入端口D0D7RD CS,A1,A012方式0輸出時(shí)序WRdatadata輸出端口D0D7 CS,A1,A013方式1輸入引腳：A端口表示外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)通知外設(shè)停止發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求CPU接收數(shù)據(jù)PC4PC5PC3PA7PA0INTEAIBFAINTRASTBA中斷允許觸發(fā)器PC6-7I/O1213414方式1輸入引腳：B端

5、口PC2PC1PC0PB7PB0INTEBIBFBINTRBSTBB數(shù)據(jù)選通信號(hào)表示外設(shè)已經(jīng)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)輸入緩沖器滿(mǎn)信號(hào)表示B口已經(jīng)接收數(shù)據(jù)中斷請(qǐng)求信號(hào)請(qǐng)求CPU接收數(shù)據(jù)中斷允許觸發(fā)器1213415方式1輸入聯(lián)絡(luò)信號(hào)STB選通信號(hào)，低電平有效由外設(shè)提供的輸入信號(hào)，當(dāng)其有效時(shí)，將輸入設(shè)備送來(lái)的數(shù)據(jù)鎖存至8255A的輸入鎖存器IBF輸入緩沖器滿(mǎn)信號(hào)，高電平有效8255A輸出的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。當(dāng)其有效時(shí)，表示數(shù)據(jù)已鎖存在輸入鎖存器INTR中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效8255A輸出的信號(hào)，可用于向CPU提出中斷請(qǐng)求，要求CPU讀取外設(shè)數(shù)據(jù)注意：PC7、PC6可以單獨(dú)用于I/O16方式1輸入時(shí)序dataINTRIB

6、F dataPA/PBD0D7STBRDINTR高電平有效RD*清INTR和IBF17方式1中斷控制8255A的中斷由中斷允許觸發(fā)器INTE控制置位允許中斷，復(fù)位禁止中斷對(duì)INTE的置位/復(fù)位操作由端口C的對(duì)應(yīng)位實(shí)現(xiàn)端口A的INTEA對(duì)應(yīng)PC4端口B的INTEB對(duì)應(yīng)PC2PC4PC5PC3PA7PA0INTEAIBFAINTRASTBAPC2PC1PC0PB7PB0INTEBIBFBINTRBSTBB18方式1輸出引腳： A端口外設(shè)響應(yīng)信號(hào)表示外設(shè)已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)輸出緩沖器滿(mǎn)信號(hào)表示CPU已經(jīng)輸出了數(shù)據(jù)中斷請(qǐng)求信號(hào)請(qǐng)求CPU再次輸出數(shù)據(jù)PC6PC7PC3PA7PA0INTEAOBFAINTRAA

7、CKA中斷允許觸發(fā)器21134PC4-5I/O19方式1輸出引腳：B端口PC2PC1PC0PB7PB0INTEBOBFBINTRBACKB外設(shè)響應(yīng)信號(hào)表示外設(shè)已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)輸出緩沖器滿(mǎn)信號(hào)表示CPU已經(jīng)輸出了數(shù)據(jù)中斷請(qǐng)求信號(hào)請(qǐng)求CPU再次輸出數(shù)據(jù)中斷允許觸發(fā)器2113420方式1輸出聯(lián)絡(luò)信號(hào)OBF輸出緩沖器滿(mǎn)信號(hào)，低有效8255A輸出給外設(shè)的一個(gè)控制信號(hào)，當(dāng)其有效時(shí)，表示CPU已把數(shù)據(jù)輸出給指定的端口，外設(shè)可以取走ACK響應(yīng)信號(hào)，低有效外設(shè)的響應(yīng)信號(hào)，指示8255A的端口數(shù)據(jù)已由外設(shè)接受（“完成時(shí)態(tài)”?。㊣NTR中斷請(qǐng)求信號(hào)，高有效當(dāng)輸出設(shè)備已接受數(shù)據(jù)后，8255A輸出此信號(hào)向CPU提出中斷請(qǐng)

8、求，要求CPU繼續(xù)提供數(shù)據(jù)端口A的INTEA對(duì)應(yīng)PC6端口B的INTEB對(duì)應(yīng)PC2PC4、PC5可以單獨(dú)用于I/O21方式1輸出時(shí)序 INTR datadataPA/PBD0D7WROBFACK 當(dāng)ACK、OBF都為高時(shí)，INTR有效22方式2雙向方式方式2將方式1的選通輸入以及輸出功能組合成一個(gè)雙向數(shù)據(jù)端口，可以發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)只有端口A可以工作于方式2，需要利用端口C的5個(gè)信號(hào)線(xiàn)，其作用與方式1相同方式2的數(shù)據(jù)輸入過(guò)程與方式1的輸入方式一樣方式2的數(shù)據(jù)輸出過(guò)程與方式1的輸出方式有一點(diǎn)不同：數(shù)據(jù)輸出時(shí)8255A不是在OBF有效時(shí)向外設(shè)輸出數(shù)據(jù)，而是在外設(shè)提供響應(yīng)信號(hào)ACK時(shí)才送出數(shù)據(jù)23方

9、式2雙向引腳PC6PC7PC3PA7PA0INTE1OBFAINTRAACKAPC4PC5IBFASTBAINTE2用PC6設(shè)置INTE1（輸出用）用PC4設(shè)置INTE2（輸入用）輸入和輸出中斷通過(guò)或門(mén)輸出INTRA信號(hào)24方式2雙向時(shí)序data-out INTR data-outdata-indata-inPA0PA7D0D7IBF WROBFACKSTBRD258255A的編程初始化編程：一個(gè)方式控制字采用控制I/O地址：A1A011工作過(guò)程中：通過(guò)數(shù)據(jù)端口對(duì)外設(shè)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫(xiě)數(shù)據(jù)讀寫(xiě)利用端口A、B和C的I/O地址，A1A0依次等于00、01、10IBM PC/XT機(jī)上，端口A、B、C和控制

10、端口的I/O地址為60H、61H、62H和63H261. 寫(xiě)入方式控制字：控制字格式271. 寫(xiě)入方式控制字：示例要求：A端口：方式1輸入C端口上半部：輸出，C口下半部：輸入B端口：方式0輸出方式控制字：10110001，即B1H初始化的程序段：mov dx,0fffeh;假設(shè)控制端口為FFFEHmov al,0b1h;方式控制字out dx,al;送到控制端口282. 讀寫(xiě)數(shù)據(jù)端口初始化編程后：當(dāng)數(shù)據(jù)端口作為輸入接口時(shí)，執(zhí)行輸入IN指令將從輸入設(shè)備得到外設(shè)數(shù)據(jù)當(dāng)數(shù)據(jù)端口作為輸出接口時(shí)，執(zhí)行輸出OUT指令將把CPU的數(shù)據(jù)送給輸出設(shè)備8255A具有鎖存輸出數(shù)據(jù)的能力可以讀入輸出方式的端口鎖存器中

11、的值，進(jìn)行按位處理后再次輸出注意：不是讀取外設(shè)數(shù)據(jù)，而是讀取上一次CPU發(fā)給外設(shè)的數(shù)據(jù)292. 讀寫(xiě)數(shù)據(jù)端口：示例利用8255A的輸出鎖存能力，可實(shí)現(xiàn)按位輸出控制 對(duì)輸出端口B的PB7位置位的程序段：mov dx,0fffah;B端口假設(shè)為FFFAHin al,dx;讀出B端口原輸出內(nèi)容or al,80h;使PB71out dx,al;輸出新的內(nèi)容303. 端口C的說(shuō)明C端口被分成兩個(gè)4位端口，兩個(gè)端口只能以方式0工作，可分別選擇輸入或輸出在控制上，C端口上半部和A端口編為A組，C端口下半部和B端口編為B組當(dāng)A和B端口工作在方式1或方式2時(shí)，C端口的部分或全部引腳將被征用，即被征用引腳的功能不

12、由方式字定義，而是由A、B口的工作方式確定其余引腳仍可設(shè)定工作在方式0313. 寫(xiě)端口C對(duì)端口C的數(shù)據(jù)輸出有兩種辦法通過(guò)端口C的I/O地址：向C端口直接寫(xiě)入字節(jié)數(shù)據(jù)。這一數(shù)據(jù)被寫(xiě)進(jìn)C端口的輸出鎖存器，并從輸出引腳輸出，但對(duì)設(shè)置為輸入的引腳無(wú)效通過(guò)控制端口：向C端口寫(xiě)入位控字，使C端口的某個(gè)引腳輸出1或0，或置位復(fù)位內(nèi)部的中斷允許觸發(fā)器32端口C的位控制字333. 讀端口C讀取的C端口數(shù)據(jù)有兩種情況未被A和B端口征用的引腳：將從定義為輸入的端口讀到外設(shè)輸入的數(shù)據(jù)；將從定義為輸出的端口讀到輸出鎖存器中的信息被A和B端口征用作為聯(lián)絡(luò)線(xiàn)的引腳：將讀到反映8255A狀態(tài)的狀態(tài)字34D7D6D5D4D3D

13、2D1D0方式1輸入I/OI/OIBFAINTEAINTRAINTEBIBFBINTRB方式1輸出OBFAINTEAI/OI/OINTRAINTEBOBFBINTRB方式2雙向OBFAINTE1IBFAINTE2INTRA端口C的狀態(tài)字A組B組358255A的應(yīng)用作為通用的并行接口電路芯片，8255A具有廣泛的應(yīng)用驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管打印機(jī)接口電路36LED數(shù)碼管及其接口發(fā)光二極管LED是最簡(jiǎn)單的顯示設(shè)備由7段LED就可以組成的LED數(shù)碼管LED數(shù)碼管廣泛用于單板微型機(jī)、微型機(jī)控制系統(tǒng)及數(shù)字化儀器中LED數(shù)碼管可以顯示內(nèi)存地址和數(shù)據(jù)等371. LED數(shù)碼管的工作原理主要部分是7段發(fā)光管順時(shí)針?lè)謩e稱(chēng)

14、為a、b、c、d、e、f、g有的產(chǎn)品還附帶有一個(gè)小數(shù)點(diǎn)h通過(guò)7個(gè)發(fā)光段的不同組合顯示09顯示AF（實(shí)現(xiàn)16進(jìn)制數(shù)的顯示）顯示個(gè)別特殊字符，如、P 等hgfedcba38LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)共陽(yáng)極陽(yáng)極+5Vabcdefgh陰極abcdefgh共陰極392. 單個(gè)LED數(shù)碼管的顯示8255APA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7驅(qū)動(dòng)電路abcdefgh8086CPU40單個(gè)數(shù)碼管的顯示LEDtbdb 3fh,06h,5bh,;顯示代碼表mov al, 1 ;AL要顯示的數(shù)字mov bx, offset LEDtbxlat ;換碼：ALDS:BXALmov dx, portout dx, a

15、l;輸出顯示413. 多個(gè)LED數(shù)碼管的顯示8個(gè)數(shù)碼管：用2個(gè)8位輸出端口控制硬件上用公用的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)各數(shù)碼管軟件上用掃描方法實(shí)現(xiàn)數(shù)碼顯示每個(gè)顯示2ms428個(gè)LED數(shù)碼管的接口電路段選擇碼（字符）位選擇碼43并行打印機(jī)接口一般采用Centronics標(biāo)準(zhǔn)接口或其簡(jiǎn)化接口Centronics接口是的一個(gè)并行接口協(xié)議該協(xié)議規(guī)定了36腳簧式插頭座和信號(hào)含義其中前11條線(xiàn)是關(guān)鍵信號(hào)，它們是8條數(shù)據(jù)線(xiàn)、3條聯(lián)絡(luò)線(xiàn)（選通、響應(yīng)和打印機(jī)忙）還有一些特殊控制線(xiàn)、狀態(tài)線(xiàn)PC系列機(jī)的并行打印機(jī)接口是一個(gè)25針D型插口44打印機(jī)接口信號(hào)數(shù)據(jù)控制握手STB*：負(fù)脈沖的寬度在接收端應(yīng)大于0.5s，數(shù)據(jù)才可靠地存入

16、打印機(jī)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)ACK*：打印機(jī)接收一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后就回送一個(gè)響應(yīng)的負(fù)脈沖信號(hào)（脈寬約為5s），表示打印機(jī)已準(zhǔn)備好接收新數(shù)據(jù)INIT*：初始化AUTOFEEDXT：自動(dòng)換行SLCTIN*：選擇打印機(jī)打印機(jī)狀態(tài)BUSY：打印機(jī)忙SLCT：打印機(jī)聯(lián)機(jī)PE：缺紙ERR*：當(dāng)打印機(jī)處于無(wú)紙、脫機(jī)或錯(cuò)誤狀態(tài)之一時(shí)45打印機(jī)工作過(guò)程通信過(guò)程主機(jī)把數(shù)據(jù)送給引腳DATA0DATA7同時(shí)送出數(shù)據(jù)選通信號(hào)STROBE*打印機(jī)在BUSY信號(hào)線(xiàn)上發(fā)出忙信號(hào)打印機(jī)處理好輸入的數(shù)據(jù)時(shí)撤消忙信號(hào)同時(shí)又送出一個(gè)響應(yīng)信號(hào)ACK*注意：此時(shí)選通（STROBE*）與應(yīng)答（ACK*）信號(hào)的方向與前述一般接口的信號(hào)定義相反46打印機(jī)信號(hào)

17、與時(shí)序BUSYDATA07ACKSTROBE47用8255A方式0與打印機(jī)接口BUSY DATA078255APC7PC2PA0PA7打印機(jī)STROBE注意：不考慮ACK*488255A的初始化mov dx,0fffeh ;控制端口地址：FFFEHmov al,10000001B;方式控制字：91Hout dx,al ; A端口方式0輸出，C端口上輸出、下輸入mov al,00001111B;端口C的復(fù)位置位控制字，使PC71out dx,al49打印子程序：查詢(xún)printcprocpush axpush dxprn: mov dx,0fffch;讀取端口Cin al,dx;查詢(xún)打印機(jī)狀態(tài)an

18、d al,04h;PC2BUSY0？jnz prn;PC21，打印機(jī)忙，則循環(huán)等待50打印子程序：輸出;PC20，打印機(jī)不忙，則輸出數(shù)據(jù)到8255mov dx,0fff8hmov al,ah;ah字符out dx,al;將打印數(shù)據(jù)從端口A輸出51打印子程序：控制打印機(jī)打印mov dx,0fffeh;從PC7送出控制低脈沖mov al,00001110B;置STROBE*0out dx,alnop;產(chǎn)生一定寬度的低電平nopmov al,00001111B;置=1out dx,al;最終，STROBE*產(chǎn)生高脈沖信號(hào)52打印子程序：返回pop dxpop axretprintcendp53用82

19、55A方式1與打印機(jī)接口1000pf2K15321441LS123單穩(wěn)電路+5VDATA078255APC6INTRPC3PC7PA0PA7打印機(jī)ACKACKOBFSTROBEPC4BUSY548255A方式1與打印機(jī)接口時(shí)序配合PA0PA7（DATA07）ACKOBFSTROBE558255A的初始化mov dx,0fffeh ；控制端口mov al,0a8h ;A口方式1輸出 10101000Bout dx,almov al,0ch ;使INTEA（PC6）為0，禁止中斷(查詢(xún)模式)out dx,almov cx,counter;打印字節(jié)數(shù)送CXmov bx,offset buffer;取

20、字符串首地址call prints;調(diào)用打印子程序56打印子程序：輸出printsprocpush ax;保護(hù)寄存器push dxprint1:mov al,bx;取一個(gè)數(shù)據(jù)mov dx,0fff8hout dx,al;從端口A輸出 57打印子程序：查詢(xún)mov dx,0fffch ;C端口地址print2:in al,dxtest al,80h;檢測(cè)（PC7）為1否?;1，說(shuō)明OBF*已經(jīng)無(wú)效，一次打印完成jz print2;為0，說(shuō)明打印尚未完成，繼續(xù)檢測(cè) Print3: test al,10h ;檢測(cè)（PC4）為0否?;0，說(shuō)明BUSY已經(jīng)無(wú)效，一次打印完成 jnz print3 ;為1，

21、說(shuō)明打印尚未完成，繼續(xù)檢測(cè) 58打印子程序：返回; 以上兩條件滿(mǎn)足，說(shuō)明打印機(jī)已接受數(shù)據(jù)并打印完畢。inc bx;準(zhǔn)備取下一個(gè)數(shù)據(jù)輸出loop print1pop dx;打印結(jié)束，恢復(fù)寄存器pop axret;返回printsendp59示例中的兩種工作方式的差別都為查詢(xún)方式方式0中的選通信號(hào)“手動(dòng)”生成方式1中的選通信號(hào)自動(dòng)生成思考題：用方式2如何接口？60雙機(jī)并行通信接口PA0PA7PC4PC08255A甲方（發(fā)送）PA0PA7PC7PC6 PC38255A乙方（接收）甲方：方式1，查詢(xún)方式乙方：方式0AB61甲機(jī)的初始化mov dx,0fffehmov al,0a0hout dx,al;工作方式字：端口A方式1輸出mov al,0dh;使PC6（INTEA）1，允許中斷out dx,al62甲機(jī)發(fā)送程序trsmt: mov dx,0fffchin al,dx;查詢(xún)PC3（INTRA）1？and al,08hj