71 8255内部结构(1)-精品文档资料系列.ppt

第第7 7章章 常用的可编常用的可编程接口芯片程接口芯片l可编程并行通信接口芯片可编程并行通信接口芯片8255A8255Al引脚、端口、控制字、工作方式和引脚、端口、控制字、工作方式和初始化编程初始化编程01010110 D0D1D2D3D4D5D6D7目目的的D0D1D2D3D4D5D6D7源源1、并行通信、并行通信并行的数据传送并行的数据传送数据的各位同时由源到达目的地数据的各位同时由源到达目的地 速度快速度快多根数据线多根数据线 传输距离较短传输距离较短7.1 接口芯片概述把一个字符的各数据位同时用几根线进行传输把一个字符的各数据位同时用几根线进行传输 并行数据传输方式并行数据传输方式l以计算机的字长为传输单位（以计算机的字长为传输单位（8/16/32b ) )一次传送一个字长的数据一次传送一个字长的数据l近距离、大量和快速的信息交换近距离、大量和快速的信息交换例：微机与并行接口打印机、磁盘驱动器例：微机与并行接口打印机、磁盘驱动器l微机系统中最基本的信息交换方法微机系统中最基本的信息交换方法例：系统板上各部件之间，例：系统板上各部件之间， 接口电路板上各部件之间接口电路板上各部件之间0 1 1 0 1 0 1 0 TxD源源RxD目目的的2 2、串行通信、串行通信串行数据传送串行数据传送数据的各位依次由源到达目的地数据的各位依次由源到达目的地 速度慢速度慢数据线少数据线少 远程通信：远程通信： 费用较低费用较低 将数据的各位按时间顺序依次在一根传输线上传输将数据的各位按时间顺序依次在一根传输线上传输传输传输速度速度传输传输距离距离成本成本并行通信快快短短高高串行通信慢慢长长低低含义：实现并行通信的接口含义：实现并行通信的接口。数据输入数据输入数据输出数据输出数据输入回答数据输入回答数据输出准备好数据输出准备好输输入入设设备备输输出出设设备备数据输入准备好数据输入准备好数据输出回答数据输出回答数据总线数据总线 读信号读信号 写信号写信号复位信号复位信号 准备好准备好中断请求中断请求地址地址地址地址译码译码CPU 控制寄存器控制寄存器 状态寄存器状态寄存器输入缓冲寄存器输入缓冲寄存器输出缓冲寄存器输出缓冲寄存器内部端口选择内部端口选择片选片选数据输入数据输入数据输出数据输出数据输入回答数据输入回答数据输出准备好数据输出准备好输输入入设设备备输输出出设设备备数据输入准备好数据输入准备好数据输出回答数据输出回答数据总线数据总线 读信号读信号 写信号写信号复位信号复位信号 准备好准备好中断请求中断请求地址地址地址地址译码译码CPU 控制寄存器控制寄存器 状态寄存器状态寄存器输入缓冲寄存器输入缓冲寄存器输出缓冲寄存器输出缓冲寄存器内部端口选择内部端口选择片选片选数据输入数据输入准备好准备好数据输入数据输入回答回答串行数据输入串行数据输入串行数据输出串行数据输出数据输出准数据输出准备好备好数据输出回答数据输出回答数据总线数据总线 读信号读信号 写信号写信号复位信号复位信号 准备好准备好中断请求中断请求地址地址地址地址译码译码CPU输输入入设设备备输输出出设设备备 控制寄存器控制寄存器 状态寄存器状态寄存器输入缓冲寄存器输入缓冲寄存器输出缓冲寄存器输出缓冲寄存器内部端口选择内部端口选择片选片选串串入入并并出出并并入入串串出出含义：实现串行通信的接口含义：实现串行通信的接口。7.27.2 可编程并行接口可编程并行接口8255A8255Al具有多种功能的可编程并行接口电路芯片具有多种功能的可编程并行接口电路芯片l分分4个端口（三个数据端口和一个控制端口），共个端口（三个数据端口和一个控制端口），共40个引脚（个引脚（ 除电源和地外，分成两组）除电源和地外，分成两组）l共三种输入输出工作方式共三种输入输出工作方式 方式方式0、方式、方式1和方式和方式2 Intel 8255A是一个通用的是一个通用的可编程的并行接口可编程的并行接口芯片，它有芯片，它有三个并行三个并行I/O口口，可通过编程设置，可通过编程设置多种工作方式多种工作方式，价格低廉，使用方便，可以直，价格低廉，使用方便，可以直接与接与Intel系列的芯片连接使用，在中小系统中系列的芯片连接使用，在中小系统中有着广泛的应用。有着广泛的应用。 l方式方式0：基本输入输出方式：基本输入输出方式l方式方式1：选通输入输出方式：选通输入输出方式l方式方式2：双向选通传送方式：双向选通传送方式7.27.2 可编程并行接口可编程并行接口8255A8255Al适用于无条件传送和查询方式的接口电路适用于无条件传送和查询方式的接口电路l适用于查询和中断方式的接口电路适用于查询和中断方式的接口电路l适用于与双向传送数据的外设适用于与双向传送数据的外设l适用于查询和中断方式的接口电路适用于查询和中断方式的接口电路7.2.1 8255A7.2.1 8255A的内部结构的内部结构数据数据总线总线缓冲器缓冲器内部控制线内部控制线内部数据线内部数据线D0D7A组组控制控制A组组端口端口AA组组端口端口C上部上部B组组控制控制B组组端口端口BB组组端口端口C下部下部读写读写控制控制逻辑逻辑PC0PC3PB0PB7PC4PC7PA0PA7RDWRA0A1CSRESET8位的双向的三态缓位的双向的三态缓冲器。冲器。作为作为8255A与系统数据总线连与系统数据总线连接的界面接的界面 。一个独立的一个独立的8 8位输入位输入/ /输输出口。用于双向的数据出口。用于双向的数据传输，输入和输出有锁传输，输入和输出有锁存功能。受控存功能。受控A A组，支持组，支持工作方式工作方式0 0、1 1、2 2一个独立的一个独立的8位位I/O口口；或或两个独立的两个独立的4位位I/O口，口，输出有锁存功能；输出有锁存功能；输入无锁存。仅支持输入无锁存。仅支持工作方式工作方式0 0一个独立的一个独立的8 8位输入位输入/ /输出输出口。输出有锁存功能；输口。输出有锁存功能；输入无锁存。受控入无锁存。受控B B组，支组，支持工作方式持工作方式0 0、1 1负责管理负责管理8255A的的数据传输过程。数据传输过程。 接收接收CPUCPU输出的方式控输出的方式控制命令字；接收来自制命令字；接收来自读写控制逻辑电路读写控制逻辑电路的读写命令；决定的读写命令；决定A A组和组和B B组的工作方式和组的工作方式和读写操作读写操作7.2.2 8255A7.2.2 8255A引脚分配引脚分配双向双向8 8位位三态数三态数据线，据线，与系统与系统数据总数据总线相连线相连接。接。PCPC7 7PCPC0 0：C C端口的输入端口的输入输出引脚；输出引脚；PAPA7 7PAPA0 0：A A端口的输入端口的输入输出引脚；输出引脚；PBPB7 7PBPB0 0：B B端端口的输入输口的输入输出引脚；出引脚；RDRD：读信号，：读信号，低电平有效。低电平有效。 CSCS：片选信号，：片选信号，低电平有效。低电平有效。WRWR：写信：写信号，低电号，低电平有效。平有效。RESETRESET：复位信号，复位信号，高电平有高电平有效。效。A A1 1A A0 0：端口译：端口译码信号。码信号。 PA3 PA2 PA1 PA0 RD CSGND A1 A0 PC7 PC6 PC5 PC4 PC0 PC1 PC2 PC3 PB0 PB1 PB2PA4PA5PA6PA7WRRESET D0D1D2D3D4 D5D6D7 VccPB7PB6PB5PB4PB3123456789101112131415161718192040393837363534333231302928272625242322218255A电源信号电源信号线，接线，接+V电源电源1. 外设数据端口引脚外设数据端口引脚l端口端口A：PA0PA7lA组，支持工作方式组，支持工作方式0、1、2l端口端口B：PB0PB7lB组，支持工作方式组，支持工作方式0、1l端口端口C：PC0PC7l仅支持工作方式仅支持工作方式0lA组控制高组控制高4位位PC4PC7lB组控制低组控制低4位位PC0PC3n端口端口A：PA0PA7n常作数据端口，功能最强大常作数据端口，功能最强大n端口端口B：PB0PB7n常作数据端口常作数据端口n端口端口C：PC0PC7n可作数据、状态和控制端口可作数据、状态和控制端口n分两个分两个4位，每位可独立操作位，每位可独立操作n控制最灵活，最难掌握控制最灵活，最难掌握2. 与处理器接口与处理器接口CS* A1 A0I/O地址地址读操作读操作RD*写操作写操作WR*0 0 00 0 10 1 00 1 160H61H62H63H读读端口端口A读读端口端口B读读端口端口C非法非法写写端口端口A写写端口端口B写写端口端口C写写控制字控制字D0 D7 数据线数据线 A0 A1 地址线地址线RD* 读信号读信号 WR* 写信号写信号CS* 片选信号片选信号 RESET 复位信号复位信号 CS RD WR A CS RD WR A1 1A A0 0 执行的操作执行的操作 0 0 0 0 1 1 0 00 0 读读A A端口端口(A(A端口数据端口数据数据总线数据总线) ) 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 写写A A端口端口(A(A端口端口数据总线数据数据总线数据) ) 0 0 1 0 0 1 0 10 1 读读B B端口端口(B(B端口数据端口数据数据总线数据总线) ) 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 写写B B端口端口(B(B端口端口数据总线数据数据总线数据) ) 0 0 1 0 0 1 1 01 0 读读C C端口端口(C(C端口数据端口数据数据总线数据总线) ) 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 写写C C端口端口(C(C端口端口数据总线数据数据总线数据) ) 0 1 0 0 1 0 1 11 1 写写控制口控制口( (控制控制口口数据总线数据数据总线数据) ) 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 非法的信号组合非法的信号组合 0 1 1 0 1 1 * * * * 数据线数据线D D7 7D D0 0进入高阻状态进入高阻状态 1 1 * * * * * * * * 未选择此芯片未选择此芯片8255A8255A的控制信号与执行的操作之间的对应表的控制信号与执行的操作之间的对应表7.2.3 8255A的控制字的控制字l控制字有两类：控制字有两类：1. 方式选择控制字方式选择控制字2. 端口端口C置置0/置置1控制字控制字l控制字写入控制端口控制字写入控制端口 在控制端口中设置控制字决定在控制端口中设置控制字决定8255A的工作。的工作。1. 方式选择控制字方式选择控制字1. 方式控制字：示例方式控制字：示例l要求：要求：lA口：方式口：方式1输入输入lC口上半部：输出，口上半部：输出，C口下半部：输入口下半部：输入lB口：方式口：方式0输出输出方式控制字：方式控制字：1011 0001B或或B1Hl初始化的程序段：初始化的程序段： mov dx ，0fffeh ;假设控制口为假设控制口为FFFEH mov al ， 0b1h ;方式控制字方式控制字 out dx ，al;写入控制端口写入控制端口假设控制端口为假设控制端口为FFFEH2.端口端口C的位控制字的位控制字位控制字写入控制端口位控制字写入控制端口D3、D2、D1 的编码是端的编码是端口口C的位选择位。的位选择位。即即D3D2D1为为000时，选择时，选择端口端口C的位，的位，D3D2D1为为001时，选择端口时，选择端口C的的第 位 ， 依 次 类 推 ，第 位 ， 依 次 类 推 ，D3D2D1为为111时选择端口时选择端口C的第的第7位。位。初始化的程序段：初始化的程序段： MOV DX，0FFH；设控制口地址为设控制口地址为0FFH MOV AL，0000 1110B； PC7=0 OUT DX，AL；写入控制端口写入控制端口2.端口端口C的位控制字：示例的位控制字：示例要求：要求：在在8255A的的PC7输出一个窄脉冲输出一个窄脉冲, ,设控设控制口地址为制口地址为0FFH0FFHMOV AL，0000 1111B； PC7=1OUT DX，ALMOV AL，0000 1110B； PC7=0 OUT DX，ALl控制字有哪两类？控制字有哪两类？ll控制字写入什么端口？控制字写入什么端口？8255A8255A有有三种工作方式三种工作方式，用户可以通过编程来设置。，用户可以通过编程来设置。 A A端口：方式端口：方式0 0、方式、方式1 1和方式和方式2 2中的任一种；中的任一种； B B端口：方式端口：方式0 0和方式和方式1 1； C C端口：方式端口：方式0 0。但通常作为控制信号使用，配合。但通常作为控制信号使用，配合A A端口和端口和B B端口的工作。端口的工作。答：方式选择控制字和端口答：方式选择控制字和端口C按位置位按位置位/复位控制字。复位控制字。控制字写入控制端口控制字写入控制端口 在控制端口中设置控制字决定在控制端口中设置控制字决定8255A的工作。的工作。7.2.4 8255A的工作方式（的工作方式（3种）种）l方式方式0：基本输入输出方式：基本输入输出方式l方式方式1：选通输入输出方式：选通输入输出方式l方式方式2：双向选通传送方式：双向选通传送方式 适用于无条件传送和查询方式的接口电路适用于无条件传送和查询方式的接口电路l适用于查询和中断方式的接口电路适用于查询和中断方式的接口电路l适用于与双向传送数据的外设适用于与双向传送数据的外设l适用于查询和中断方式的接口电路适用于查询和中断方式的接口电路（重点学习）（重点学习）l方式方式0没有规定固定用于应答联络的信号线。没有规定固定用于应答联络的信号线。l在此方式下，三个数据端口在此方式下，三个数据端口A、B和和C中的任中的任何一个端口都可由程序设定为何一个端口都可由程序设定为8位的输入口或位的输入口或输出口。输出口。 C端口的两个半口端口的两个半口(高高4位和低位和低4位位)可独立设为输入或输出端口。可独立设为输入或输出端口。l方式方式0下的各端口输入或输出有下的各端口输入或输出有24=16种不同种不同的组合。的组合。l端口输入具有缓冲功能；输出具有锁存功能。端口输入具有缓冲功能；输出具有锁存功能。l适用于同步传送和查询式传送适用于同步传送和查询式传送8255A的应用及初始化编程的应用及初始化编程l工作过程中：通过数据端口对外设数据进工作过程中：通过数据端口对外设数据进行读写行读写l数据读写利用端口数据读写利用端口A、B和和C的的端口端口地址，地址，A1A0依次等于依次等于0000、0101、1010初始化编程：初始化就是初始化编程：初始化就是CPU通过程序来设通过程序来设定定8255A的工作方式。的工作方式。采用控制端口地址：采用控制端口地址：A1A011，将方式控制字写入，将方式控制字写入控制口控制口8255与显示块、开关键的连结 方式方式0应用应用 1：无条件方式：无条件方式.7406 .+5V+5V共阳接法共阳接法 LEDPA0PA1PA7PB0PB1PB7.8255A系统总线系统总线初始化及应用程序片段： 设分配给设分配给8255的端口地址为的端口地址为320H323HMOV DX，323H；控制口地址；控制口地址323HMOV AL，10010000B；A口：方式口：方式0，输入，输入 B口：方式口：方式0，输出；，输出；OUT DX，AL； 初始化工作方式初始化工作方式MOV DX，320H；DX=320H，指向，指向A口口IN AL，DX；读入开关状态；读入开关状态INC DX；DX321H，指向，指向B口口OUT DX，AL 已知已知A，B，C端口均为输入或输出端端口均为输入或输出端口，有口，有12个开关和个开关和12个发光二极管，每个发光二极管，每一个开关对应每一个发光二极管，当某一个开关对应每一个发光二极管，当某一开关接通时，对应的发光二极管就亮，一开关接通时，对应的发光二极管就亮，否则就暗。试编写程序段实现此功能。否则就暗。试编写程序段实现此功能。 (8255A的端口地址是的端口地址是0218H 021BH)例题例题8255A+5VK0(CPU数据总 线）D0D7(8088A1)A1RESET(CPU)WR(CPU)RD(8088A0)A0CSPB0PB7PC0PC3K7K8K11.PA0PC7PC4PA7发光二级管驱动器.L0L11L8L7.+5V8255A初始化B口读入开关状态数据处理处理结果输出到A口C口低四位读入开关状态数据处理处理结果输出到C口高四位解解: MOV AL, 83H;B口和口和C口低口低4位输入，位输入，A口和口和C口高口高4位输出位输出 MOV DX, 021BH;控制端口地址送控制端口地址送DX OUT DX, AL;从控制端口写入方式控制字从控制端口写入方式控制字LL: MOV DX, 0219H IN AL, DX ; B口读入开关状态口读入开关状态 DEC DX;A口口 OUT DX, AL;将开关状态从将开关状态从A口输出口输出 MOV DX, 021AH;C口口 IN AL, DX;C口读入数据口读入数据 MOV CL, 4 SHL AL, CL;将低将低4位左移到高位左移到高4位位 OUT DX, AL;将低将低4位读入的从高位读入的从高4位输出位输出 JMP LL用用8255A方式方式0与打印机接口与打印机接口方式方式0应用应用2：查询方式：查询方式BUSY DATA078255APC7PC2PA0PA7打印机打印机STROBE选通选通准备好准备好打印机接口的信号与时序打印机接口的信号与时序BUSYDATA07ACKSTROBEl主机把数据送给引脚主机把数据送给引脚 DATA07l同时送出数据选通信号同时送出数据选通信号 STROBE*l打印机在打印机在BUSY信号线上发出忙信号信号线上发出忙信号l打印机处理好输入的数据时打印机处理好输入的数据时 撤消忙信号撤消忙信号,同时又送出响应信号同时又送出响应信号ACK*8255A的初始化程序mov al，0000 1111B ; C口的复位置位控制字，使口的复位置位控制字，使PC71out dx，al ；复位置位控制字写入控制端口；复位置位控制字写入控制端口设分配给设分配给8255的端口地址为的端口地址为320H323Hmov dx, 323H ; 控制口地址控制口地址323Hmov al，1000 0001B ; A口方式口方式0输出，输出，C口上输出、下输入口上输出、下输入out dx，al ；方式控制字写入控制口；方式控制字写入控制口打印子程序wait: mov dx，322H;读取端口读取端口Cin al，dx;查询打印机状态查询打印机状态and al，04H;PC2BUSY0？jnz wait ;PC21，打印机忙，则循环等待，打印机忙，则循环等待Printc procpush axpush dxmov dx，320H;PC20，打印机不忙，则输出数据，打印机不忙，则输出数据mov al，cl；假设输出数据放在；假设输出数据放在CLout dx，al；打印数据从；打印数据从A口输出口输出 mov dx，323H ；从从PC7送出控制低脉冲送出控制低脉冲mov al，00001110B；置；置STROBE*0out dx，alnop;产生一定宽度的低电平产生一定宽度的低电平nopmov al，00001111B;置置STROBE* =1out dx，al ；最终，；最终，STROBE*产生低脉冲信号产生低脉冲信号打印子程序（续）pop dxpop axretPrintc endp8255A和CPU、打印机的连接如下图，写出8255A的四个端口地址及工作方式控制字，并编8255A的初始化程序。&A9A8A7G1 Y0G2AG2BCBAA6A5A4A3A2CS PA0 PA7 PC6 PC174LS1388255AD0 D7STB BUSY打印机A1A0A1A0例、例、解：初始化端口A为输出，端口C低4位为输入，高4位为输出，都工作在方式0 ，端口B空闲。 端口地址是0380H 0383H初始化程序：MOV AL，83H ；方式选择控制字OUT 0383H ，AL ；方式选择控制字送控制端口MOV AL， 0DH ；将控制字送ALOUT 0383H ，AL ；将方式控制字写入控制端口方式选择控制字 = 10000011