并行输入输出接口优秀PPT.ppt

并行输入输出接口你现在浏览的是第一页，共29页北京化工大学微机原理课件北京化工大学微机原理课件可编程输入输出接口芯片可编程输入输出接口芯片82558255A是是Intel86系列微处理机的配套并行接口芯片，系列微处理机的配套并行接口芯片，它可为它可为86系列系列CPU与外部设备之间提供并行输入与外部设备之间提供并行输入/输输出的通道。由于它是可编程的，可以通过软件来设出的通道。由于它是可编程的，可以通过软件来设置芯片的工作方式，所以，用置芯片的工作方式，所以，用8255A连接外部设备时，连接外部设备时，通常不用再附加外部电路，给使用者带来很大方便。通常不用再附加外部电路，给使用者带来很大方便。你现在浏览的是第二页，共29页北京化工大学微机原理课件北京化工大学微机原理课件可编程输入输出接口芯片可编程输入输出接口芯片8255一一 8255A的结构的结构8255A的方框图的方框图你现在浏览的是第三页，共29页北京化工大学微机原理课件北京化工大学微机原理课件可编程输入输出接口芯片可编程输入输出接口芯片8255一一 8255A的结构的结构1.数据端口数据端口A、B、C 均为均为8 8位端口位端口2.A组控制和组控制和B组控制电路组控制电路 A A组控制电路控制端口组控制电路控制端口A A和端口和端口C C的高的高4 4位的工作方式和读写操作。位的工作方式和读写操作。B B组控制电路控制端口组控制电路控制端口B B和端口和端口C C的低的低4 4位的工作方式和读写操作。位的工作方式和读写操作。3.数据总线缓冲器数据总线缓冲器功能：功能：通过它与系统数据总线相连。通过它与系统数据总线相连。4.读写控制逻辑电路读写控制逻辑电路 功能：功能：管理数据传输过程。管理数据传输过程。你现在浏览的是第四页，共29页北京化工大学微机原理课件一 8255A的结构6.端口寻址端口寻址5.控制信号控制信号片选信号：由系统地址线译码产生，启动片选信号：由系统地址线译码产生，启动CPU与与8255A之间的通信。之间的通信。读、写信号：控制读、写信号：控制CPU与与8255A之间的数据流向。之间的数据流向。RESET复位信号：清控制寄存器，设置复位信号：清控制寄存器，设置A、B、C三个端口为输入方式。三个端口为输入方式。端口选择信号：经译码四个地址分别对应于端口选择信号：经译码四个地址分别对应于A、B、C三个数据端口和控制三个数据端口和控制端口。端口。RD 读信号，低电平有效，它控制读信号，低电平有效，它控制8255A送出数据和状态信息至送出数据和状态信息至CPUWR 写信号，低电平有效，它控制把写信号，低电平有效，它控制把CPU输出的数据和命令信号写到输出的数据和命令信号写到8255A。8255A共有共有4个端口，个端口，3个数据端口，个数据端口，A口，口，B口，口，C口，一个口，一个控制端口。控制端口。你现在浏览的是第五页，共29页当当A1A000，选择端口，选择端口A；当当A1A001，选择端口，选择端口B；当当A1A010，选择端口，选择端口C；当当A1A011，选择控制字寄存器，选择控制字寄存器你现在浏览的是第六页，共29页RDWRCSA1A0操作操作00010读读A口口01010读读B口口10010读读C口口00100写写A口口01100写写B口口10100写写C口口11100写控制端口写控制端口1高阻高阻11010非法状态非法状态110高阻高阻你现在浏览的是第七页，共29页北京化工大学微机原理课件北京化工大学微机原理课件二二 8255A的控制字及工作方式的控制字及工作方式1.三种基本工作方式三种基本工作方式方式方式00基本的输入输出方式基本的输入输出方式方式方式11选通的输入输出方式选通的输入输出方式方式方式22双向传输方式双向传输方式2.工作方式控制字工作方式控制字你现在浏览的是第八页，共29页例：设例：设8255A的端口地址为的端口地址为F8HFBH，A、B、C均为基本均为基本 I/O方式方式(即方式即方式0)，其中，其中A口为输入口，口为输入口，B口为输出口，口为输出口，C口为输出口，写出工作方式控制字。口为输出口，写出工作方式控制字。分析：确定控制端口的地址分析：确定控制端口的地址 写控制字到控制端口写控制字到控制端口MOV AL,1001 0000BOUT 0FBH,AL你现在浏览的是第九页，共29页北京化工大学微机原理课件北京化工大学微机原理课件二二 8255A的控制字及工作方式的控制字及工作方式3.C口置位复位控制字口置位复位控制字你现在浏览的是第十页，共29页例：设例：设8255A控制端口的地址为控制端口的地址为0FBH，(1)写控制字使写控制字使PC6复位复位 (2)写控制字使写控制字使PC3置位置位(1)MOV AL,0000 1100B OUT 0FBH,AL(2)MOV AL,0000 0111B OUT 0FBH,AL你现在浏览的是第十一页，共29页北京化工大学微机原理课件北京化工大学微机原理课件三三 方式方式0 基本输入输出方式，适用于无需应答信号的简单基本输入输出方式，适用于无需应答信号的简单I/O数据场合，数据场合，I/O数据处于准备好状态，数据处于准备好状态，CPU随时从端口写入和读取数据。随时从端口写入和读取数据。方式方式0可工作在查询方式，方式可工作在查询方式，方式0的应答信号线由用户自行定义，的应答信号线由用户自行定义，只能查询不能中断，取只能查询不能中断，取C口的某些位作为口的某些位作为A、B口的控制和状态信息。口的控制和状态信息。四四 方式方式11.与方式与方式0的比较的比较和方式和方式0相比，相比，A、B仍作为数据输入仍作为数据输入/输出口，但规定端口输出口，但规定端口C的的某些位作为状态和控制信息，不能由用户改变。某些位作为状态和控制信息，不能由用户改变。你现在浏览的是第十二页，共29页北京化工大学微机原理课件北京化工大学微机原理课件四四 方式方式12.方式方式1输入输入你现在浏览的是第十三页，共29页STB选通信号。由外部输入，低电平有效。选通信号。由外部输入，低电平有效。STB有效时，将外部输入的数据锁存到所选端口的输入锁存器有效时，将外部输入的数据锁存到所选端口的输入锁存器中。中。IBF输入缓冲存储器满信号。向外部输出，高电平有效。输入缓冲存储器满信号。向外部输出，高电平有效。IBF有效时，表示由输入设备输入的数据已占用该端口有效时，表示由输入设备输入的数据已占用该端口的输入锁存器，它由的输入锁存器，它由STB信号置位，待信号置位，待CPU执行执行IN指令时，指令时，RD有效，将输入数据读入有效，将输入数据读入CPU，其后沿把，其后沿把IBF置置“0”，表示输入，表示输入缓冲存储器已空，外部设备可继续输入后续数据。缓冲存储器已空，外部设备可继续输入后续数据。你现在浏览的是第十四页，共29页INTR中断请求信号，高电平有效。中断请求信号，高电平有效。这是这是8255A的一个输出信号，可作为向的一个输出信号，可作为向CPU的中断请求信号。的中断请求信号。当当STB为高，为高，IBF为高和为高和INTE(中断允许中断允许)为高时被置为高，而为高时被置为高，而由由RD信号的下降沿清除。信号的下降沿清除。INTEA:端口端口A的中断允许信号，可由用户通过对的中断允许信号，可由用户通过对PC4的按位的按位置位置位/复位来控制。复位来控制。PC4=1，允许中断。，允许中断。PC4=0，禁止中断。，禁止中断。INTEB:端口端口B的中断允许信号，可由用户通过对的中断允许信号，可由用户通过对PC2的按位的按位置位置位/复位来控制。复位来控制。PC2=1，允许中断。，允许中断。PC2=0，禁止中断。，禁止中断。你现在浏览的是第十五页，共29页北京化工大学微机原理课件北京化工大学微机原理课件四四 方式方式1方式方式1输入时序输入时序你现在浏览的是第十六页，共29页北京化工大学微机原理课件北京化工大学微机原理课件四四 方式方式13.方式方式1输出输出方式方式1输出对应的控制信号和状态信号输出对应的控制信号和状态信号你现在浏览的是第十七页，共29页OBF输出缓冲存储器满信号。向外部输出，低电平有效。输出缓冲存储器满信号。向外部输出，低电平有效。OBF有效时，表示有效时，表示CPU已将数据写入该端口正等待输出。当已将数据写入该端口正等待输出。当CPU执行执行OUT指令，指令，WR有效时，表示将数据锁存到数据输出有效时，表示将数据锁存到数据输出缓冲存储器，由缓冲存储器，由WR的上升沿将的上升沿将OBF置为有效。由置为有效。由ACK的有效的有效信号使其恢复为高。信号使其恢复为高。ACK 外部应答信号。由外部输入，低电平有效。外部应答信号。由外部输入，低电平有效。ACK有效，表示外部设备已收到由有效，表示外部设备已收到由8255A输出的八位数据，输出的八位数据，它实际上是对它实际上是对OBF信号的回答信号。信号的回答信号。你现在浏览的是第十八页，共29页INTR中断请求信号。向中断请求信号。向CPU输出，高电平有效。输出，高电平有效。当输出装置已经接收了当输出装置已经接收了CPU输出的数据后，它用来作为向输出的数据后，它用来作为向CPU提出新的中断请求。要求提出新的中断请求。要求CPU继续输出数据。当继续输出数据。当ACK为高电平，为高电平，OBF为高电平和为高电平和INTE为高电平时，使其置位。而为高电平时，使其置位。而WR信号的信号的下降沿使其复位。下降沿使其复位。INTEA:端口端口A的中断允许信号，可由用户通过对的中断允许信号，可由用户通过对PC6的按位的按位置位置位/复位来控制。复位来控制。PC6=1，允许中断。，允许中断。PC6=0，禁止中断。，禁止中断。INTEB:端口端口A的中断允许信号，可由用户通过对的中断允许信号，可由用户通过对PC2的按位的按位置位置位/复位来控制。复位来控制。PC2=1，允许中断。，允许中断。PC2=0，禁止中断。，禁止中断。你现在浏览的是第十九页，共29页北京化工大学微机原理课件北京化工大学微机原理课件四四 方式方式13.方式方式1输出输出方式方式1输出时序输出时序你现在浏览的是第二十页，共29页五、方式五、方式2 双向输入双向输入/输出方式输出方式8255A中只允许端口中只允许端口A处于工作方式处于工作方式2，可用来在两台处理机，可用来在两台处理机之间实现双向并行通信。其有关的控制信号由端口之间实现双向并行通信。其有关的控制信号由端口C提供，并提供，并可向可向CPU发出中断请求信号。发出中断请求信号。当端口当端口A工作于方式工作于方式2时，允许端口时，允许端口B工作方式工作方式0或方式或方式1完成完成输入输入/输出功能，其方式控制字格式如图所示。输出功能，其方式控制字格式如图所示。你现在浏览的是第二十一页，共29页端口端口A工作于方式工作于方式2所需要的所需要的5个控制信号分别由端口个控制信号分别由端口C的的PC7PC3来提供。如果端口来提供。如果端口B工作于方式工作于方式0，那么，那么PC2PC0可用作数据输入可用作数据输入/输出；如果端口输出；如果端口B工作于方式工作于方式1，那么，那么PC2PC0用来作端口用来作端口B的控制信号的控制信号.INTE1：输出中断允许信号。：输出中断允许信号。INTE1为为1时，时，8255A输出缓冲器空输出缓冲器空时通过时通过INTR向向CPU发出输出中断请发出输出中断请求信号；求信号；INTE1为为0时，屏蔽输出时，屏蔽输出中断。中断。INTE2：输入中断允许信号。：输入中断允许信号。INTE2为为1时，时，8255A输入缓冲器满输入缓冲器满时通过时通过INTR向向CPU发出输入中断发出输入中断请求信号；请求信号；INTE2为为0时，屏蔽输时，屏蔽输入中断。入中断。你现在浏览的是第二十二页，共29页8255A与与CPU的连接的连接8255A和和8086/8088系统连接时，数据线和控制线系统连接时，数据线和控制线一般直接和系统总线的相应信号相连，片选信号一般直接和系统总线的相应信号相连，片选信号和地址译码器的输出相连，三个端口的数据线和和地址译码器的输出相连，三个端口的数据线和外设的数据线直接相连。但是对外设的数据线直接相连。但是对8255A的端口选择的端口选择信号信号A1和和A0，在连接上有所不同。，在连接上有所不同。你现在浏览的是第二十三页，共29页在在8086系统中，由于采用系统中，由于采用16位数据总线，位数据总线，CPU在传输数据在传输数据时，偶地址端口的数据总是通过低时，偶地址端口的数据总是通过低8位的数据总线输入位的数据总线输入/输出，输出，奇地址端口的数据总是通过高奇地址端口的数据总是通过高8位数据总线输入位数据总线输入/输出。所以，输出。所以，当当8255A的的D7D0和系统数据总线的低和系统数据总线的低8位相连时，要求位相连时，要求CPU访问访问8255A的的4个端口地址均为偶地址，而个端口地址均为偶地址，而8255A自身又规定自身又规定其其4个片内端口地址个片内端口地址A1和和A0应为应为00，01，10和和11。为了满足。为了满足CPU和和8255A的各自不同要求，连接时，须将的各自不同要求，连接时，须将8255A的的A1，A0和系统地址总线的和系统地址总线的A2，A1分别相连。也就是说，分别相连。也就是说，CPU访问访问8255A的四个端口时，其编程地址应为四个连续的偶地址，的四个端口时，其编程地址应为四个连续的偶地址，系统总线的系统总线的A0总为总为0。下图是。下图是8255A和和8086系统的连接系统的连接示意图。示意图。你现在浏览的是第二十四页，共29页你现在浏览的是第二十五页，共29页例：设例：设8255A端口地址为端口地址为0F0H0F3H，A口为输入口，口为输入口，B口为口为输出口，工作方式输出口，工作方式0，PC4为为READY信号。信号。(1)写出初始化程序写出初始化程序(2)从从A口输入一个字节到内存口输入一个字节到内存1000H单元中单元中(3)从从A口输入十个字节存入从口输入十个字节存入从1000H开始的单元。开始的单元。你现在浏览的是第二十六页，共29页(1)MOV AL,1001 1001B OUT 0F3H,AL(2)CHECK:IN AL,0F2H AND AL,10H JZ CHECK IN AL,0F0H MOV 1000H,AL你现在浏览的是第二十七页，共29页(2)MOV CX,10 MOV SI,1000H CHECK:IN AL,0F2H AND AL,10H JZ CHECK IN AL,0F0H MOV SI,AL INC SI DEC CX JNZ CHECK你现在浏览的是第二十八页，共29页例：设例：设A口方式口方式1，输入口，输入口 B口口 方式方式1，输出口，输出口，PC6，PC7输出输出 INTEA PC4置位置位，允许中断，允许中断 INTEB PC2复位复位 ，禁止中断禁止中断CWR EQU 0F3H MOV AL，1011010XB OUT CWR,AL MOV AL,0XXX1001B OUT CRW，AL MOV AL，0XXX0100B OUT CRW，AL你现在浏览的是第二十九页，共29页