第7章并行接口.ppt

7.4 8255A的1方式及其应用一、特点 1方式是一种选通输入/输出方式或叫应答方式，因此，需设置专用的联络信号线或应答信号线，以便对I/O设备和CPU两侧 进行联络。这种方式通常用于查询（条件）传送或中断传送。数据的输入输出都有锁存功能。PA和PB为数据口，而PC口的大部分引脚分配作专用（固定）的联络信号的C口引脚，用户不能再指定作其他作用。各联络信号线之间有固定的时序关系，传送数据时，要严格按照时序进行。输入/输出操作过程中，产生固定的状态字，这些状态信息可作为查询或中断请求之用。状态字从PC口读取。单向传送。一次初始化只能设置在一个方向上传送，不能同时作两个方向的传送。二、1方式下联络信号线的定义及其时序1.1方式下输入的联络信号线定义及时序（1）联络信号的定义 因为输入是从I/O设备向8255A送数据进来，所以I/O设备应先把数据准备好，并送到8255A，然后CPU再从8255A读取数据。这个传递过程中需要使用一些联络信号线。所以当A口和B口为输入时，各指定了C口的3根线作为8255A与外设及CPU之间应答信号，如图7.8所示。图7.8 1方式输入时联络信号线定义STB-：外设给8255A的“输入选通”信号，低电平有效。IBF：8255A给外设的回答信号“输入缓冲器满”，高电平有效。INTR：8255A给CPU的“中断请求”信号，高电平有效。&PC4PC5PC3INTEAPA70PC6,7RDI/O2INTRAIBFASTBA81方式输入（端口A）&PC2PC1CP0INTEBPB70RD2INTRBIBFBSTBB81方式输入（端口B）数据输入时，外设处于主动地位，当外设准备好数据并放到数据线上后，首先发STB信号，由它把数据输入到8255A。在STB的下降沿约300ns，数据已锁存到8255A的缓冲器后，引起IBF变高，表示8255A的“输入缓冲器满”，禁止输入新数据。（2）1方式输入的工作时序：在STB的上升沿约300ns后，在中断允许（INTE=1）的情况下IBF的高电平产生中断请求，使INTR上升变高，通知CPU，接口中已有数据，请求CPU读取。CPU得知INTR信号有效之后，执行读操作时，RD信号的下降沿使INTR复位，撤消中断请求，为下一次中断请求作好准备。从上述分析，可知在1方式下，数据从I/O设备发出，通过8255A，送到CPU的整个过程有如下4步：CPU8255AI/O设备 STB INTR IBF RD1方式输入的工作过程：2.1方式下输出的联络信号线定义及时序（1）联络信号的定义WR&PC7PC6PC3INTEAPA70PC4,5I/O2INTRAACKAOBFA8&PC1PC2PC0INTEBPA70WRINTRBACKBOBFB81方式输出（端口A）1方式输出（端口B）图7.10 1方式输出时联络信号线定义（2）1方式输出的工作时序1 方式输出的工作时序，如图7.11所示。tWOBtWITtAOBtAKtAITtWBWRINTROBFACK输出图7.11 1方式输出时工作时序 其信号交接的过程如下：数据输出时，CPU应先准备好数据，并把数据写到8255A输出数据寄存器。当CPU向8255A写完一个数据后，WR的上升沿使OBF有效，表示8255A的输出缓冲器已满，通知外设读取数据。并且WR使中断请求INTR变低，封锁中断请求。外设得到OBF有效的通知后，开始读数。当外设读取数据后，用ACK回答8255A，表示数据已收到。ACK的下降沿将OBF置高，使OBF无效，表示输出缓冲器变空，为下一次输出作准备，在中断允许（INTE=1）的情况下ACK上升沿使INTR变高，产生中断请求。CPU响应中断后，在中断服务程序中，执行OUT指令，向8255A写下一个数据。从上述分析，在1方式下，数据从CPU，通过8255A送到I/O设备有4步：CPU8255AI/O设备 WR ACK OBF INTR三、1方式的状态字1.状态字的作用 在1方式下8255A有固定的状态字。状态字为查询方式提供了状态标志位，如IBF和OBF，同时，由于8255A不能直接提供中断矢量，因此当8255A采用中断方式时，CPU也要通过读状态字来确定中断源，实现查询中断。2.状态字的格式状态字的格式如图7.12所示。D7D6D5D4D3D2D1D0A组状态B组状态I/OI/OIBFA INTEA INTRAPC7PC6PC5PC4PC3OBFA INTEAI/O I/O INTRAPC7PC6PC5PC4PC3 INTEB IBFB INTRBPC2PC1PC0 输入时 输出时 INTEB OBFB INTRBPC2PC1PC0图7.12 1方式的状态字状态字有8位，分A和B两组，A组状态位占高5位，B组状位占低3位，并且输入和输出时的状态字不相同。3.使用状态字时要注意的几个问题状态字是在8255A输入/输出操作过程中由内部产生，从C口读取的，因此从C口读出的状态字是独立于C口的外部引脚的，或者说与C口的外部引脚 无关。状态字中供CPU查询的状态位有：输入时-IBF位和INTR位；输出-OBF位和INTR位。状态字中的INTE位，是控制标志位，控制8255A能否提出中断请求，因此它不是I/O操作过程中自动产生的状态，而是由程序通过按位置位/复位命令来设置或清除的。例1：若允许PA口输入时，产生中断请求，则必须设置INTEA=1，即置PC4=1；若禁止它产生中断请求，则置INTEA=0，即置PC4=0，其程序段为：MOV DX，63H ；8255A命令口 MOV AL，00001001B ；置PC4=1，允许中断请求 OUT DX，AL MOV AL，00001000B ；置PC4=0，禁止中断请求 OUT DX，AL五、1方式应用举例：两种方式并行传送接口设计1.要求 在甲乙两台微机之间并行传送1K字节数据。甲机发送，乙机接收。甲机一侧的8255A采用1方式工作，乙机一侧的8255A采用0方式工作。两机的CPU与接口之间都采用查询方式交换数据。2.分析 双机均采用可编程并行接口芯片8255A构成接口电路，只是8255A的工作方式不同。此时，双方的8255A把对方视为I/O设备。3.设计（1）硬件连接：根据上述要求，接口电路的连接如图7.13所示。（2）软件编程：接口驱动程序包含发送与接收两个程序。其程序流程图 如图7.14所示。0方式1方式8255APA07PC7PC3PC46PC02PB07PA07PC7PC6PC46PC02PB07未用8255A甲(发送)CPU乙(接收)CPUACKOBF图7.13 两种方式的并行传送接口电路框图甲机发送程序段：MOV DX，63H ；8255A命令口MOV AL，10100000B ；初始化工作方式字OUT DX，AL MOV AL，0DH ；置发送中断允许INTEA=1OUT DX，AL ；PC6=1MOV SI，OFFSET BUFS ；设置发送数据区的指针MOV CX，3FFH ；发送字节数MOV DX，60H ；向A口写第一个数，产生第一 ;个 OBF-信号MOV AL，SI ；送给乙方，以便获取乙方的ACK-信号OUT DX，AL INC SI ；内存地址加1 DEC CX ；传送字节数减1L：MOV DX，62H ；8255A状态口 IN AL，DX ；查发送断请求INTRA=1？AND AL，08H ；PC3=1？JZ L ；若无中断请求，则等待；若有中断请求，则向A口写数 MOV DX，60H ；8255APA口地址 MOV AL，SI ；从内存取数 OUT DX，AL ；通过A口向乙机发送第二个数据 INC SI ；内存地址加1 DEC CX ；字节数减1 JNZ L ；字节未完，继续 MOV AH，4C00H ；已完，退出 INT 21H ；返回 BUFS DB 1024个数据乙机接收程序段：MOV DX，303H ；8255A命令口MOV AL，10100000B ；初始化工作方式字OUT DX，AL MOV AL，00000111B ；置ACK=1(PC3=1)OUT DX，AL ；MOV DI，OFFSET BUFS ；设置接收数据区的指针MOV CX，3FFH ；接受字节数L1:MOV DX，302H ；8255A PC口 IN AL,DX;查甲机的OBF=0？AND AL,80H ；查甲机是否有数据发来 JNZ LI ；若无数据发来，则等待，否则从A口读数MOV DX，300H ；8255APA口地址IN AL，DX ；从A口读数 MOV DI，AL ；向内存存数 OUT DX，303H ；产生ACK信号，并发回给甲机 MOV AL,00000110B ;PC3=0OUT DX,ALNOPNOPMOV AL 00000111B;PC3=1OUT DX,AL INC DI ；内存地址加1 DEC CX ；字节数减1 JNZ L 1 ；字节未完，继续 MOV AH，4C00H ；已完，退出 INT 21H ；返回DOS BUFS DB 1024 DUP(?)7.5 8255A的2方式及其应用一、特点PA口为双向选通输入/输出或叫双向应答式输入/输出。一次初始化可指定PA口既作输入口又作输出口。设置专用的联络信号线和中断请求号信线，因此，2方式下可采用中断方式和查询方式与CPU交换数据。各联络线的定义及其时序关系和壮态基本上是在1方式下输入和输出两种操作的组合。二、2方式下联络信号线的定义及其时序1.联络信号线的定义2方式是一种双向选通输入输出方式，它把A口作为双向输入/输出口，把C口的5根线（PC3PC7）作为专用应答线，所以，8255A只有A口才有2方式。其引脚定义如图7.16 所示。PC3PC7PA70PC6PC4PC5PC201&INTE1INTE2&WRRDINTRA8OBFAACKASTBAIBFAI/O3图7.16 2方式的联络信号线定义三、2方式的状态字 2方式的状态字的含义是在1方式下输入和输出状态位的组合，不再重述。四、中断方式的双向并行接口设计1.要求 主从两个微机进行并行传送，共传送256个字节。主机一侧的8255A采用2方式并且用中断方式传送数据。从机一侧8255A工作在0方式，采用查询方式传送数据。3.设计（1）硬件设计 从图7.19可知主机一侧的8255A的PA口作双向传送，既输出又输入，它的中断请示线接到8259A的IP2上。从机一侧的8255A的PA和PB口是单向传送，分别作输出和输入。主机INTAINTRINTAINTAIR0IR2IR7系统总线图7.19 2方式接口电路框图8259APC07PC3PC7PC4PC6PC5PC02PA07PA07PB07PC1PC7PC6PC0PC25OBFSTBACKIBF从机 8255A8255A（2）软件设计见书：p164AGAIN STI ;开中断HLT ;等待中断DEC CX ;字节数减1JNZ AGAIN ;未完,继续MOV AX,4C00H;已完,退出INT 21H ;返回DOS;中断服务程序T_R PROC FAR ;中断服务程序入口 ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACKPUSH AX ;保存寄存器PUSH DXPUSH DIPUSH SIMOV DX,63H ;8255A控制口MOV AL,08H;复位PC4,使INTF4=0,禁止输出中断OUT DX,AL MOV AL,0CH;复位PC6,使INTF4=0,禁止输出中断OUT DX,ALCLI;关中断MOV DX,62H;8255A状态口IN AL,DX；查中断源，读状态字MOV AH,AL；保存状态字AND AL,20H；检查状态字IBF=1,是输出？JZ OUTP；不是，则跳输出程序PROCINP:MOV DX,60H;是，则从A口读数IN AL,DXMOV DI,AL；存入内存区INC DI；接收数据块内存地址加1JMP RETURN ；跳RETURNOUTP:MOV DX,60H；向A口写数MOV AL,SI ；从内存取数OUT DX,AL；输出INC SI；发送数据块内存地址加1RETURN:MOV DX,63H RETURN:MOV DX,63H；8255A8255A控制口控制口MOV AL,0DH MOV AL,0DH；允许输出中断允许输出中断OUT DX,AL OUT DX,AL MOV AL,09H MOV AL,09H；允许输入中断允许输入中断OUT DX,ALOUT DX,ALMOV AL,62H MOV AL,62H ；OCW2OCW2，中断结束中断结束OUT 20H,ALOUT 20H,ALPOP SI POP SI ；恢复寄存器恢复寄存器POP DIPOP DIPOP DXPOP DXPOP AXPOP AXIRET IRET ；中断返回中断返回T_R ENDP T_R ENDP 8255与与8253的综合应用实例的综合应用实例:发声及音乐发声及音乐1.要求要求 利用定时利用定时/计数器计数器82538253和并行接口和并行接口82558255控制扬声器发控制扬声器发声。声。82538253的输入时钟的输入时钟CLKCLK的频率的频率1.19318MHz1.19318MHz。2.分析分析 82533.设计设计（1 1）硬件设计）硬件设计 82558255如右图如右图OUT2GATE2PB0 PB1&扬声器（2 2）软件设计：程序由音乐主程序和发声子程序两个模）软件设计：程序由音乐主程序和发声子程序两个模块组成。发声子程序：块组成。发声子程序：publicsoundfcseg segment para codeassume cs:csegsoundf proc farpush axpush bxpush cxpush dxpush di mov al,0b6h ;10110110Bout 43h,al ;送控制字mov dx,12h ;12348C为1.1931Mmov ax,348chdiv di ;除以频率为延时out 42h,al ;送延时常数mov al,ahout 42h,al in al,61h ;保护并口状态，开并口mov ah,alor al,3 out 61h,alwait1:mov cx,663 ;发声延时发声延时call waitfdelay:loop delaydec bxjnz wait1mov al,ahout 61h,al ;还原并口还原并口pop dipop dxpop cxpop bxpop axretsoundfendpwaitf proc nearpush axwaitf1:in al,61h and al,10h ;10hcmp al,ahje waitf1mov ah,alloop waitf1pop axretwaitf endpcseg endsend音乐主程序：extrn soundf:farstack segment para stack stackdb 64 dup(stack.)stack endsdseg segment para datamus_fre dw 330,392,330,294,330,392,330,294,330 dw 330,392,330,294,262,294,330,392,294 dw 262,262,220,196,196,220,262,294,330,262 dw-1mus_tim dw 3 dup(100),50,50,100,50,50,200 dw 2 dup(100,100,50,50),200 dw 3 dup(100,50,50),200dseg endscseg segment para codeassume cs:cseg,ss:stack,ds:dsegmusicproc farmov ax,dsegmov ds,axlea si,mus_frelea bp,ds:mus_timfreq:mov di,sicmp di,-1je end_musmov bx,ds:bpcall soundfadd si,2add bp,2jmp freqend_mus:mov ah,4chint 21hmusicendpcseg endsend music模拟钢琴EXTRN SOUNDF:FARSTACK SEGMENT PARA STACK DB 64 DUP(STACK.)STACK ENDSDSEG SEGMENT PARA DATATABLE DW 262;C DW 294;D DW 330;E DW 349;F DW 392;G DW 440;A DW 494;B DW 523;C DW 700DSEG ENDSCSEG SEGMENT PARA CODE ASSUME CS:CSEG,DS:DSEG,SS:STACKMAIN PROC FAR MOV AX,DSEG MOV DS,AX NEW_NOTE:MOV AH,0 ;读取一个按键 INT 16H CMP AL,0DH ;判断刚才敲入的键是否是回车？JE EXIT ;是，退出 MOV BX,OFFSET TABLE CMP AL,1 JB NEW_NOTE ;小于转 CMP AL,9 JA NEW_NOTE ;大于转AND AX,0FH ;取AL低四位不变，其余为0 SHL AX,1 ;AX*2,没有这两句，按键跳一个有音，因为TABLE中存储的是字节DWSUB AX,2 ;AX-2,AX=(AX-1)*2MOV SI,AXMOV DI,BXSI;子程序入口参数，频率MOV BX,100 ;延时响CALL SOUNDFJMP NEW_NOTEEXIT:MOV AH,4CHINT 21HMAIN ENDP作业：作业：P165 2,3,5