第九章 并行接口技術(shù)

一、8255A的結(jié)構(gòu)和功能二、8255A的控制字三、8255A的工作方式四、8255A的應(yīng)用舉例第九章并行接口技術(shù)并行數(shù)據(jù)傳輸方式并行傳輸以計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)為傳輸單位（通常是8位、16位或32位），一次傳送1個(gè)字長(zhǎng)的數(shù)據(jù)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)、磁盤驅(qū)動(dòng)器

并行接口的典型硬件結(jié)構(gòu)包括：1、一個(gè)或一個(gè)以上具有鎖存或緩沖的數(shù)據(jù)端口2、與CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)交換所必須的控制和狀態(tài)信號(hào)3、與外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換所必須的控制和狀態(tài)信號(hào)4、端口譯碼電路5、控制電路

并行接口概述

并行接口連接CPU與并行外設(shè)，實(shí)現(xiàn)兩者間的并行通信，在信息傳送過程中，起到輸出鎖存或輸入緩沖的作用。A組控制B組控制緩沖器數(shù)據(jù)總線DBoooRDWRA0A1RESETCS讀/寫控制邏輯A口上C口下C口B口PA7~PA0PC7~PC4PC3~PC0PB7~PB0內(nèi)部總線外設(shè)接口CPU接口內(nèi)部邏輯第一節(jié)

8255A的工作原理一、8255A的結(jié)構(gòu)和功能端口A和端口B可用作8位數(shù)據(jù)I/O口，端口C既可作為8位I/O口，又可作為兩個(gè)4位I/O口，還常用來配合A口和B口工作，作為控制信號(hào)輸出、或作為狀態(tài)信號(hào)輸入。

(一)數(shù)據(jù)端口A、B、C

8255A內(nèi)部包含3個(gè)8位I/O端口A口、B口和C口，通過外部24根I/O線與外設(shè)交換數(shù)據(jù)或進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)。其中C口可分為兩個(gè)4位口使用。A口上C口下C口B口PA7~PA0PC7~PC4PC3~PC0PB7~PB0內(nèi)部總線(二)控制端口D(A組和B組控制電路)A組控制B組控制內(nèi)部總線

8位端口，無對(duì)外引腳可用來和外設(shè)傳送信息控制端口的內(nèi)容決定A口、B口、C口的工作狀態(tài)(輸入或輸出)

和工作方式（方式0、1、2）,起控制作用。(三)數(shù)據(jù)總線緩沖器是雙向三態(tài)的8位緩沖器,用作8255A和系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的接口。1)接收CPU送來的數(shù)據(jù)或控制字；2)外設(shè)傳送給CPU的數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息緩沖器數(shù)據(jù)總線DBoooRDWRA0A1RESETCS讀/寫控制邏輯內(nèi)部總線至數(shù)據(jù)端口至控制寄存器(四)讀/寫控制邏輯控制總線的開放與關(guān)閉；控制信息傳送的路徑和方向。A1A0=00，選中端口AA1A0=01，選中端口BA1A0=10，選中端口CA1A0=11，選中控制字寄存器端口D(五)端口尋址端口選擇信號(hào)：當(dāng)8255A用在8位數(shù)據(jù)總線的微處理器（8088）系統(tǒng)中時(shí)，端口選擇信號(hào)輸入端A1A0與地址總線的A1A0相連即可，例如端口地址為60H，61H，62H和63H。在16位數(shù)據(jù)總線的微處理器系統(tǒng)（8086）中，通常將端口選擇信號(hào)輸入端A1A0與地址總線的A2A1相連。8255A芯片的數(shù)據(jù)線D0~D7既可以接到系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的低8位，也可以接到系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的高8位。為了方便，通常接到系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的低8位，而用系統(tǒng)地址總線的A0＝0作為該8255A的片選條件之一。這樣CPU要求芯片內(nèi)部的各個(gè)端口都使用偶地址。例如端口地址為F0H，F(xiàn)2H，F(xiàn)4H和F6H。方式0：基本輸入輸出方式（不帶聯(lián)絡(luò)）適用于無條件傳送和查詢方式的接口電路方式1：選通輸入輸出方式（帶輸入聯(lián)絡(luò)或輸出聯(lián)絡(luò)）適用于查詢和中斷方式的接口電路方式2：雙向選通方式（同時(shí)帶輸入聯(lián)絡(luò)和輸出聯(lián)絡(luò)）適用于可雙向傳送數(shù)據(jù)的外設(shè)適用于查詢和中斷方式的接口電路(六)方式選擇基本輸入/輸出（A/B/C口）選通輸入或選通輸出（A/B口）雙向選通（A口）(六)方式選擇8255ABCBDBRDWRD7~D0A0A1CSPBPAPC88I/OI/O44PB7~PB0PA7~PA0PC3~PC0PC7~PC4I/OI/O88I/OI/OPB7~PB0PA7~PA0PBPAPC控制或I/O控制或I/O88I/OI/OPB7~PB0PA7~PA0PBPAPCI/O控制方式0：基本輸入輸出方式1：選通輸入輸出方式2：雙向總線二、8255A的控制字1、方式選擇控制字8255A有3種基本的工作方式，在對(duì)8255A進(jìn)行初始化編程時(shí)，應(yīng)向控制寄存器寫入方式選擇控制字，以規(guī)定各端口的工作方式。方式選擇控制字格式下C口I/O1=輸入0=輸出B口I/O1=輸入0=輸出B口方式0=方式01=方式1上C口I/O1=輸入0=輸出特征位D7=1A口方式:00=方式001=方式11x=方式2A口I/O1=輸入0=輸出例：在一個(gè)8086/8088系統(tǒng)中，有一片8255A芯片，其各個(gè)端口的地址分別為0F8H~0FBH，現(xiàn)要求各個(gè)端口的工作方式為：端口A方式0輸入端口B方式1輸出端口C（上半部）PC7~PC4輸出端口C（下半部）PC3~PC0輸入要求：進(jìn)行初始化編程10011001分析：根據(jù)8255A工作模式可確定方式控制字95H初始化編程：MOVAL，95HOUT0FBH，AL2、端口C置位/復(fù)位控制字端口C常用作控制或應(yīng)答信號(hào)，通過對(duì)8255A的控制口寫入置位/復(fù)位控制字，可使C口的任一個(gè)引腳的輸出單獨(dú)置1或置0。置位/復(fù)位控制字格式1置位0復(fù)位無關(guān)位特征位D7=0000選中PC0001選中PC1

111選中PC7位選擇例：要使端口C的bit3置位的控制字為：00000111B；

MOVAL，00000111BOUT0FBH，AL

而使端口C的bit3復(fù)位的控制字為：00000110B；

MOVAL，00000110BOUT0FBH，AL三、

8255A的工作方式方式0：基本輸入/輸出方式適用于無條件傳送和查詢方式的接口電路方式1：選通輸入/輸出方式適用于查詢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)適用于查詢和中斷方式的接口電路1.方式0（基本輸入輸出方式）工作在方式0的端口，為單向傳送端口,輸入或輸出

作為輸入口相當(dāng)于普通的三態(tài)門,作為輸出口相當(dāng)于普通的鎖存器

CPU可利用工作在方式0的端口，直接對(duì)端口進(jìn)行讀寫操作，實(shí)現(xiàn)CPU與外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送。3個(gè)端口均可工作在方式0A口、B口、C口高4位和C口低4位互相獨(dú)立，各端口之間沒有必然的聯(lián)系例如，要求8255A的A口和B口均工作于方式0,A口和下C口作輸入口,B口和上C口作輸出口,設(shè)8255A各端口地址為60H~63H,可用下列指令來設(shè)置這種工作方式：MOV AL，91H ；方式控制字10010001BALOUT 63H，AL ；方式控制字送控制寄存器

方式0的輸入時(shí)序（數(shù)據(jù)來自外設(shè)）外設(shè)提供數(shù)據(jù)輸入端口D0～D7-RD

-CS、A1A0請(qǐng)?bào)w會(huì)這里8255A的數(shù)據(jù)緩沖作用數(shù)據(jù)8255外設(shè)CPU內(nèi)總線外總線方式0的輸出時(shí)序（數(shù)據(jù)來自CPU）-WRCPU數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸出端口D0～D7

-CS、A1A08255A對(duì)CPU輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存8255外設(shè)CPU內(nèi)總線外總線

2.方式1（選通輸入輸出方式）

A口工作在方式1時(shí)，C口的某3根引腳作為A口的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。

B口工作在方式1時(shí)，C口的某3根引腳作為B口的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。工作在方式1的端口，為單向傳送端口。在方式1下，C口作為A口、B口聯(lián)絡(luò)信號(hào)的引腳，其動(dòng)作關(guān)系在芯片設(shè)計(jì)和制造時(shí)已固定，

不由用戶自己安排，也不能編程改變。方式1輸入引腳：端口APC4PC5PC3PA7~PA0INTEAIBFAINTRA-STBA中斷允許觸發(fā)器（PC4）輸入緩沖器滿信號(hào)表示A口已經(jīng)接收數(shù)據(jù)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)中斷請(qǐng)求信號(hào)請(qǐng)求CPU接收數(shù)據(jù)外設(shè)數(shù)據(jù)征用C口3引腳和1個(gè)控制位方式1輸入引腳：端口BPC2PC1PC0PB7~PB0INTEBIBFBINTRB-STBB中斷允許觸發(fā)器（PC2）輸入緩沖器滿信號(hào)表示B口已經(jīng)接收數(shù)據(jù)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)中斷請(qǐng)求信號(hào)請(qǐng)求CPU接收數(shù)據(jù)外設(shè)數(shù)據(jù)征用C口3引腳和1個(gè)控制位IBF－輸入緩沖器滿信號(hào)，高電平有效，由8255A輸出的狀態(tài)信號(hào)，表示輸入緩沖器已滿，向外設(shè)指明不能再送入數(shù)據(jù)。INTE

－中斷允許信號(hào)。是控制8255A能否向CPU發(fā)中斷請(qǐng)求信號(hào)，它沒有外部引腳，INTEA、INTEB是由用戶對(duì)PC4、PC2按位置位實(shí)現(xiàn)的。各控制聯(lián)絡(luò)信號(hào)的意義

STB－數(shù)據(jù)選通輸入信號(hào)，當(dāng)其有效時(shí)，將輸入設(shè)備送來的數(shù)據(jù)鎖存至8255A的輸入鎖存器。INTR－中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效。是8255A向CPU發(fā)出的請(qǐng)求中斷信號(hào)，要求CPU服務(wù)。當(dāng)IBF=1、STB=1且INTE=1時(shí)，INTR=1。8255外設(shè)CPU內(nèi)總線外總線方式1輸出引腳：端口APC6PC7PC3PA7~PA0INTEA-OBFAINTRA-ACKA輸出緩沖器滿信號(hào)表示CPU已經(jīng)輸出了數(shù)據(jù)外設(shè)響應(yīng)信號(hào)表示外設(shè)已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)中斷請(qǐng)求信號(hào)請(qǐng)求CPU再次輸出數(shù)據(jù)征用C口3引腳和1個(gè)控制位中斷允許觸發(fā)器（PC6）輸出數(shù)據(jù)方式1輸出引腳：端口BPC2PC1PC0PB7~PB0INTEB-OBFBINTRB-ACKB輸出緩沖器滿信號(hào)表示CPU已經(jīng)輸出了數(shù)據(jù)外設(shè)響應(yīng)信號(hào)表示外設(shè)已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)中斷請(qǐng)求信號(hào)請(qǐng)求CPU再次輸出數(shù)據(jù)征用C口3引腳和1個(gè)控制位中斷允許觸發(fā)器（PC2）輸出數(shù)據(jù)ACK－外設(shè)的回答信號(hào)，低電平有效，由外設(shè)送給8255A。表示CPU送到指定端口的數(shù)據(jù)已被外設(shè)接受。各應(yīng)答信號(hào)的意義：OBF－輸出緩沖器滿信號(hào)，輸出，低電平有效。表示CPU已輸出數(shù)據(jù)到指定端口。INTE－中斷允許信號(hào)。INTEA、INTEB是由用戶對(duì)PC6、PC2按位置位實(shí)現(xiàn)的。INTR－中斷請(qǐng)求信號(hào)，高電平有效。當(dāng)ACK=1、OBF=1且INTE=1時(shí)，INTR=1。3、方式2（雙向選通傳輸方式）8255A

只有A口可以工作在方式2下。端口工作在方式2時(shí)，C口的某5根引腳作為端口的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。與方式0、方式1的單向傳送不同，工作在方式2下的端口，具有雙向傳送功能。

A口工作在方式2下，C口未做聯(lián)絡(luò)信號(hào)的3條引腳可作為B口在方式1下的聯(lián)絡(luò)線，也可和B口一樣工作在方式0下。由方式控制字決定其輸入/輸出。方式2雙向引腳PC6PC7PC3PA7~PA0INTE1OBFAINTRAACKAPC4PC5IBFASTBAINTE2用PC6設(shè)置INTE1（輸出）用PC4設(shè)置INTE2（輸入）輸入和輸出中斷通過或門輸出INTRA信號(hào)輸出聯(lián)絡(luò)信號(hào)輸入聯(lián)絡(luò)信號(hào)方式2雙向選通時(shí)序該例中：CPU先輸出數(shù)據(jù)，再讀取外設(shè)輸入的數(shù)據(jù)

INTR

輸出數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)PA0～PA7D0～D7IBF

-WR-OBF-ACK-STB-RD輸出數(shù)據(jù)4、C口狀態(tài)字

8255A工作在方式0時(shí)，C口各位作輸入輸出用。當(dāng)工作在方式1和方式2時(shí)，C口產(chǎn)生與外設(shè)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。此時(shí)。讀取C口的內(nèi)容可檢查或測(cè)試外設(shè)的狀態(tài)。C口的狀態(tài)字如下：（1）方式1I/OI/OIBFA輸入INTEAINTRAINTEBIBFBINTRBD7D6D5D4D3D2D1D0I/OI/O輸出INTEAINTRAINTEBOBFBINTRBD7D6D5D4D3D2D1D0OBFA（2）方式2*INTE1INTRAINTE2IBFAD7D6D5D4D3D2D1D0OBFA**8255A應(yīng)用舉例(p227)

圖中用8255A的PA口作為輸出打印數(shù)據(jù)

口，工作于方式0，PC口高4位工作于輸

出方式，PC7產(chǎn)生STB#信號(hào)；PC口低4位

工作于輸入方式，PC2接收打印機(jī)的BUSY

信號(hào)。程序流程如右示。

CPU

PA0~7PC7PC2地

地BUSYSTBDATA0~71112~98255A打印機(jī)插座結(jié)束8255A初始化BUSY=0?送數(shù)送STB#開始YN第二節(jié)8255A的應(yīng)用舉例例：利用8255A作為打印機(jī)的連接接口，要求CPU通過接口采用查詢方式，把存放在從BUF單元開始的內(nèi)存緩沖區(qū)中的256個(gè)字符（ASCII碼）輸出給打印機(jī)去打印。假定8255A的端口地址范圍為300H～303H，則8255A與打印機(jī)接口的初始化程序段如下：8255A與打印機(jī)接口的初始化程序段

INIT：MOVDX，303H；8255A的控制寄存器端口地址

MOVAL，10000001B；（A組方式0：A口輸出， PC7～PC4輸出；B組方式0： B口輸出，PC3～PC0輸入）

OUTDX，AL ；控制字送控制口寄存器

MOVAL，00001111B；C口置位/復(fù)位控制字，使PC7置位，即＝1

OUTDX，AL ；C口置位/復(fù)位控制字送控制寄存器

對(duì)8255A初始化編程，并使PC7初始化狀態(tài)置1，為發(fā)選通脈沖（負(fù)脈沖）準(zhǔn)備打印一組字符的程序段如下：

MOVSI，OFFSETBUF；取字符串的內(nèi)存首地址

MOVCX，0FFH；將打印字符長(zhǎng)度作為循環(huán)次數(shù)L：MOVDX，302H；C口地址INAL，DX

；查詢打印機(jī)的狀態(tài)信息BUSY＝0?（即PC2＝0?）

ANDAL，00000100B

JNZ

L

；若BUSY＝1，則循環(huán)等待；BUSY＝0，則 向A口送出數(shù)據(jù)

MOVAL，［SI］ ；否則，從內(nèi)存中取一個(gè)字符準(zhǔn)備輸出

MOVDX，300H ；A口地址送DX OUTDX，AL ；將內(nèi)存中的一個(gè)字符輸出到A口

MOVDX，303H ；控制口地址

MOVAL，00001110H；設(shè)定C口按位操作控制字，置為低（PC7

＝0）

NOP ；使負(fù)脈沖寬度延時(shí)

NOP MOVAL，00001101B；置為高電平（PC7

＝1），

OUTDX，AL INCSI ；指向內(nèi)存中下一個(gè)字符

DECCX ；字符數(shù)減1 JNZL

；若輸出字符未完，則繼續(xù)

HLT ；若輸出字符已完，則暫停8255A應(yīng)用舉例(p235)1.要求在甲乙兩臺(tái)微機(jī)之間并行傳送1K字節(jié)數(shù)據(jù)。甲機(jī)發(fā)送，乙機(jī)接收。甲機(jī)一側(cè)的8255A采用1方式工作，乙機(jī)一側(cè)的8255A采用0方式工作。兩機(jī)的CPU與接口之間都采用查詢方式交換數(shù)據(jù)。2.分析雙機(jī)均采用可編程并行接口芯片8255A構(gòu)成接口電路，只是8255A的工作方式不同。此時(shí)，雙方的8255A把對(duì)方視為I/O設(shè)備。3.設(shè)計(jì)（1）硬件連接根據(jù)上述要求，接口電路的連接如圖所示。（2）軟件編程接口驅(qū)動(dòng)程序包含發(fā)送與接收兩個(gè)程序。0方式1方式8255APA0~7PC7PC3PC4~6PC0~2PB0~7PA0~7PC7PC6PC3PC0~2、4~5PB0~7未用8255A甲(發(fā)送)CPU乙(接收)CPUACKOBF兩種方式的并行傳送接口電路框圖甲機(jī)發(fā)送程序段：MOVDX，203H；8255A命令口MOVAL，10100000B；初始化工作方式字OUTDX，ALMOVAL，00001101B；置發(fā)送中斷允許INTEA=1OUTDX，AL；PC6=1MOVSI，OFFSETBUFS；設(shè)置發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)的指針MOVCX，3FFH；發(fā)送字節(jié)數(shù)MOVDX，200H；向A口寫第一個(gè)數(shù)，產(chǎn)生第一個(gè)

OBF-信號(hào)MOVAL，[SI]；送給乙方，以便獲取乙方的ACK-信號(hào)OUTDX，AL

INCSI；內(nèi)存地址加1DECCX；傳送字節(jié)數(shù)減1L：MOVDX，202H；8255A狀態(tài)口

INAL，DX；查發(fā)送斷請(qǐng)求INTRA=1？

ANDAL，08H；PC3=1？

JZL；若無中斷請(qǐng)求，則等待；；若有中斷請(qǐng)求，則向A口寫數(shù)

MOVDX，200H；8255APA口地址

MOVAL，[SI]；從內(nèi)存取數(shù)

OUTDX，AL；通過A口向乙機(jī)發(fā)送第二個(gè)數(shù)據(jù)

INCSI；內(nèi)存地址加1

DECCX；字節(jié)數(shù)減1JNZL；字節(jié)未完，繼續(xù)

MOVAH，4CH；已完，退出

INT21H；返回

BUFSDB1024個(gè)數(shù)據(jù)乙機(jī)接收程序段：（略）8255A應(yīng)用舉例(p241)例設(shè)甲、乙兩機(jī)之間進(jìn)行并行通信，共傳送1KB數(shù)據(jù)。甲機(jī)一方的8255A的PA口采用方式2并用中斷方式傳送數(shù)據(jù)。乙機(jī)一方8255A的PA口與PB口采用方式0輸出與輸入，按查詢方式傳送數(shù)據(jù)。兩機(jī)的CPU與接口之間都采用查詢方式交換數(shù)據(jù)。硬件設(shè)計(jì)：接口電路的連接如圖所示。甲機(jī)一側(cè)的8255A的A口作雙向傳送，既作輸出又作輸入，它的中斷請(qǐng) 求線由PC3接到8259A的IR2上。乙機(jī)一側(cè)的

8255A的A口和B口是單向傳送，分別作輸出與輸入。主機(jī)INTAINTRINTAINTRIR0IR2IR7系統(tǒng)總線2方式接口電路框圖8259APB0~7PC3PC7PC4PC6PC5PC0~2PA0~7PA0~7PB0~7PC1PC7PC6PC0PC2~5OBFSTBACKIBF從機(jī)……8255A8255A ┆；8255A初始化MOVDX，303H；8255A控制口MOVAL，11000000B ；方式選擇字：A口為方式2，輸出；B口未用OUTDX，ALMOVAL，00001001B ；置位PC4，設(shè)置INTE2＝1，A口輸入中斷允許OUTDX，ALMOVAL，00001101B ；置位PC6，設(shè)置INTE1＝1，A口輸出中斷允許OUTDX，ALMOVSI，300H ；發(fā)送數(shù)據(jù)塊內(nèi)存首地址MOVDI，410H ；接收數(shù)據(jù)塊內(nèi)存首地址MOVCX，3FFH ；置發(fā)送與接收字節(jié)數(shù)┆AGAIN：STI ；CPU開中斷

HLT ；等待中斷

DECCX ；字節(jié)數(shù)減1 JNZAGAIN ；未完，繼續(xù)

MOVAX，4C00H ；已完，推出

INT21H ；返回DOS

；中斷服務(wù)程序T-R PROCFAR ；中斷服務(wù)程序入口

ASSUME