第八章 常用可编程接口芯片8255.ppt

第第8 8章：章：常用可编程接口芯片常用可编程接口芯片教学重点 接口芯片的引线功能及其与接口芯片的引线功能及其与CPU的连接的连接 接口芯片的工作方式及其控制命令字接口芯片的工作方式及其控制命令字 接口芯片的编程与使用接口芯片的编程与使用8.1 8.1 可编程并行接口可编程并行接口82558255教学重点 8255的工作方式和编程的工作方式和编程 8255的应用的应用并行接口和串行接口的结构示意图并行接口和串行接口的结构示意图并行数据传输方式并行数据传输方式以以计计算算机机的的字字长长，通通常常是是8位位、16位位或或32位位为传输单位，一次传送一个字长的数据为传输单位，一次传送一个字长的数据适适合合于于外外部部设设备备与与微微机机之之间间进进行行近近距距离离、大量和快速的信息交换大量和快速的信息交换例如：微机与并行接口打印机、磁盘驱动器例如：微机与并行接口打印机、磁盘驱动器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例如如：系系统统板板上上各各部部件件之之间间，接接口口电电路路板板上上各各部件之间部件之间并行接口并行接口82558255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最基本的接口电路：三态缓冲器和锁存器最基本的接口电路：三态缓冲器和锁存器与与CPU间间、与与外外设设间间的的接接口口电电路路：状状态态寄寄存存器器和控制寄存器和控制寄存器还有端口的译码和控制电路、中断控制电路还有端口的译码和控制电路、中断控制电路共共24个外设引脚，分个外设引脚，分3个端口、个端口、2组控制组控制共三种输入输出工作方式共三种输入输出工作方式8.1.1 8255的内部结构和引脚的内部结构和引脚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上半部上半部B组组控制控制B组组端口端口BB组组端口端口C下半部下半部读写读写控制控制逻辑逻辑PC0PC3PB0PB7PC4PC7PA0PA7RDWRA0A1CSRESET1.1.外设数据端口外设数据端口端口端口A：PA0 PA7A组，支持工作方式组，支持工作方式0、1、2端口端口B：PB0 PB7B组，支持工作方式组，支持工作方式0、1端口端口C：PC0 PC7仅支持工作方式仅支持工作方式0A组控制高组控制高4位位PC4PC7B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2.2.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读端口读端口A读端口读端口B读端口读端口C非法非法写端口写端口A写端口写端口B写端口写端口C写控制字写控制字D0 D7数据线数据线A0 A1地址线地址线CS*片选信号，由它启动片选信号，由它启动CPU与与8255之间的通信；之间的通信；RD*读信号，它控制读信号，它控制8255送出数据或状态信息至系统数据总线；送出数据或状态信息至系统数据总线；WR*写写信信号号，它它控控制制把把CPU输输出出到到系系统统总总线线上上的的数数据据或或命命令令写写到到8255；RESET复复位位信信号号，它它清清除除控控制制寄寄存存器器，并并置置A、B、C端端口口为为输输入方式。入方式。8.1.2 8255的工作方式与控制字的工作方式与控制字方式方式0：基本输入输出方式基本输入输出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方式方式1：选通输入输出方式选通输入输出方式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方式方式2：双向选通传送方式双向选通传送方式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8255的编程的编程初始化编程：一个方式控制字初始化编程：一个方式控制字采用控制采用控制I/OI/O地址：地址：A A1 1A A0 01111工工作作过过程程中中：通通过过数数据据端端口口对对外外设设数数据据进进行读写行读写数数据据读读写写利利用用端端口口A A、B B和和C C的的I/OI/O地地址址，A A1 1A A0 0依次等于依次等于0000、0101、1010IBM IBM PC/XTPC/XT机机上上，端端口口A A、B B、C C和和控控制制端端口口的的I/OI/O地址为地址为6060H H、61H61H、62H62H和和6363H H1.1.写写入方式控制字：控制字格式入方式控制字：控制字格式（写，（写，A1A011）1.1.写入方式控制字：示例写入方式控制字：示例1 1要求：要求：A A端口：方式端口：方式1 1输入输入C C端口上半部：输出，端口上半部：输出，C C口下半部：输入口下半部：输入B B端口：方式端口：方式0 0输出输出方式控制字：方式控制字：1011000110110001B B或或B1HB1H8255端口地址为端口地址为60H-63H。初始化的程序段：初始化的程序段：MOV AL，0B1H ；方式控制字方式控制字 OUT 63H，AL ；送到控制端口送到控制端口读写端口读写端口C C：C C端端口口被被分分成成两两个个4 4位位端端口口，两两个个端端口口只只能能以以方方式式0 0工工作作，可可分别选择输入或输出分别选择输入或输出当当A A和和B B端端口口工工作作在在方方式式1 1或或方方式式2 2时时，C C端端口口的的部部分分或或全全部部引引脚脚将将被被征征用用，其其余余引引脚脚仍仍可可设定工作在方式设定工作在方式0 0n在在控控制制上上，C C端端口口上上半半部部和和A A端端口口编编为为A A组，组，C C端口下半部和端口下半部和B B端口编为端口编为B B组组2.2.端口端口C C的位控制字的位控制字（写，（写，A1A011）位控制字写入控制端口位控制字写入控制端口特别便于置位复位内部中断允许触发器特别便于置位复位内部中断允许触发器INTED D7 7D D6 6D D5 5D D4 4D D3 3D D2 2D D1 1D D0 0方式方式1输入输入I/OI/OIBFAINTEA INTRAINTEBIBFBINTRB方式方式1输出输出OBFAINTEAI/OI/OINTRAINTEBOBFBINTRB方式方式2双向双向OBFAINTE1IBFAINTE2INTR端口端口C C的状态字的状态字A组组B组组C口按位置口按位置/复位控制字（示例复位控制字（示例2）例例2 如上例，若如上例，若A口工作于方式口工作于方式1作输入，要使用中作输入，要使用中断传送方式，则应当写断传送方式，则应当写PC4的按位置位字：的按位置位字：MOVAL，00001001B OUT63H，AL C口按位置口按位置/复位控制字须跟在方式控制字之后写入复位控制字须跟在方式控制字之后写入控制字寄存器。即使仅使用该功能，也应先选送一控制字寄存器。即使仅使用该功能，也应先选送一方式控制字。方式控制字。例例8-1 将将8255C端端口口的的8根根IO线线接接8只只发发光光二二极极管管的的正正极极(8个个负负极极均均接接地地)，用用按按位位置置位位复复位位控控制制字字编编写写使使这这8只只发发光光二二极极管管依依次次亮亮、灭灭的的程程序序。设设8255的的端端口口地地址址为为380H383H。MOV DX,383H MOV AL,80H OUT DX,AL MOV AL,1AGAIN:OUT DX,AL MOV CX，1000 LOOP$AND AL,0FEH OUT DX,AL ADD AL,3 AND AL,0FH PUSH AX MOV AH,11 INT 21H INC AL POP AX JNZ AGAIN retbegin endpcode ends end begin 方式方式0提供两个提供两个8位口（位口（A和和B）和两个和两个4位口位口（PC7PC4，PC3PC0），），任何一个口都可用做输任何一个口都可用做输入入或或输出，由输出，由CPU用简单的用简单的I/O指令来进行读指令来进行读/写。写。一般用于无条件传送的场合一般用于无条件传送的场合，也可以用做查询式，也可以用做查询式传送。传送。无条件传送方式无条件传送方式的接口电路时是十分简单的，不的接口电路时是十分简单的，不需要状态端口，需要状态端口，3个端口都可作为数据端口。个端口都可作为数据端口。查询式查询式输入或输出的接口电路输入或输出的接口电路习惯上将习惯上将A口和口和B口作为数据口，将口作为数据口，将C口作为控制输出和状态输入口。口作为控制输出和状态输入口。8.1.3 8255三种工作方式的功能三种工作方式的功能1、方式、方式0例例 若将例若将例8-1改为改为C端口方式端口方式0输出，则控制程序为：输出，则控制程序为：MOV DX,383H MOV AL,80H OUT DX,AL MOV DX,382H MOV AL,1AGAIN:OUT DX,AL MOV CX，1000 LOOP$PUSH AX MOV AH,1l INT 21H INC AL POP AX JZ BACK ROL AL,1 JMP AGAINBACK:retbegin endpcode endsend begin 2、方式、方式1A A口口借借用用C C口口的的一一些些信信号号线线用用作作控控制制和和状状态态线线，形形成成A A组组，B B口口借借用用C C口口的的一一些些信信号号线线用用作作控控制制和和状状态态线线，组组成成B B组组。在在方方式式1 1下下，A A口口和和B B口口的的输输入入输输出出均均带带有锁存。有锁存。端端口口C C中中用用于于联联络络和和中中断断的的控控制制状状态态信信号号功功能能固固定定不不变变，不不能能用用程程序序更更改改，余余下下的的两两位位均均可可作作为为输输入入或或输输出出用用，由方式控制字中的由方式控制字中的D3D3设定。设定。方式方式1输入引脚：输入引脚：A端口，单向端口，单向数据选通信号表示外设已经准备好数据输入缓冲器满信号表示A口已经接收数据中断请求信号请求CPU接收数据中断允许触发器方式方式1输入引脚：输入引脚：B端口，单向端口，单向PC2PC1PC0PB7PB0INTEBIBFBINTRBSTBB数据选通信号表示外设已经准备好数据输入缓冲器满信号表示B口已经接收数据中断请求信号请求CPU接收数据中断允许触发器方式方式1 1需借用端口需借用端口C C用做联络信号用做联络信号同时还具有中断请求和屏蔽功能同时还具有中断请求和屏蔽功能方式方式1输入联络信号输入联络信号STB*选通信号，低电平有效选通信号，低电平有效由由外外设设提提供供的的输输入入信信号号，当当其其有有效效时时，将将输输入入设设备备送送来来的的数数据据锁锁存存至至8255的的输输入入锁锁存器存器IBF输入缓冲器满信号，高电平有效输入缓冲器满信号，高电平有效8255输输出出的的联联络络信信号号。当当其其有有效效时时，表表示示数据已锁存在输入锁存器数据已锁存在输入锁存器INTR中断请求信号，高电平有效中断请求信号，高电平有效8255输输出出的的信信号号，可可用用于于向向CPU提提出出中中断请求，要求断请求，要求CPU读取外设数据读取外设数据方式方式1输入时序输入时序STB*STB*和和IBFIBF是外设和是外设和82558255间的一对应答联络信号，间的一对应答联络信号，为的是可靠地输入数据为的是可靠地输入数据方式方式1 1中断控制中断控制8255A的中断由中断允许触发器的中断由中断允许触发器INTE控制控制置位允许中断，复位禁止中断置位允许中断，复位禁止中断对对INTE的的操操作作通通过过写写入入端端口口C的的对对应应位位实实现现，INTE触触发发器器对对应应端端口口C的的位位是是作作应应答答联联络络信信号号的的输输入入信信号号的的哪哪一一位位，只只要要对对那那一一位位置置位位/复复位位就就可可以以控控制制INTE触发器触发器选通输入方式下选通输入方式下端口端口A的的INTEA对应对应PC4端口端口B的的INTEB对应对应PC2需需要要指指出出的的是是，在在方方式式1 1时时，PC4PC4和和PC2PC2的的置置位位复复位位操操作作分分别别用用于于控控制制A A口口和和B B口口的的中中断断允允许许信信号号，这这是是82558255的的内内部部操操作作，这这一一操操作作对对PC4PC4和和PC2PC2引引脚脚用用于于A A口口和和B B口口的的数数据据选选通通输入和状态没有任何影响。输入和状态没有任何影响。外设把数据送到外设把数据送到8255端口端口外设用选通信号外设用选通信号STB把数据打入端口的输入锁存器把数据打入端口的输入锁存器输入缓冲器满信号输入缓冲器满信号IBF有效，有效，CPU可查询该信号可查询该信号如果如果INTE有效，有效，8255将使将使INTR有效，申请中断有效，申请中断CPU向向8255发读信号发读信号RD，从从8255端口读数据端口读数据中断请求信号中断请求信号INTR变无效，然后变无效，然后IBF无效，外设可送无效，外设可送下一个数据。下一个数据。方式方式1下的输入过程：下的输入过程：例例8-2 用选通输入方式从用选通输入方式从A端口输入端口输入100个个8位二进制数。位二进制数。BUF DB 100 DUP（？）（？）push axMOV ES,AXmov ax,datamov ds,axMOV DX,38FHMOV AL,0B0HOUT DX,ALMOV AL,9OUT DX,ALMOV AX,SEG IS8255MOV ES:01C6H,AX MOV AX,OFFSET IS8255MOV ES:01C4H,AXMOV CX,100MOV BX,0MOV DX,38CHIN AL,0A1HAND AL,0FDHOUT 0A1H,ALROTT:JMP$LOOP ROTT IN AL,0A1H OR AL,2 OUT 0A1H,AL ret IS8255:IN AL,DX MOV BUFBX,ALINC BXMOV AL,61HOUT 0A0H,ALMOV AL,62HOUT 20H,ALPOP AXINC AXINC AXPUSH AXIRET方式方式1 1输出引脚：输出引脚：A A端口端口外设响应信号表示外设已经接收到数据输出缓冲器满信号表示CPU已经输出了数据中断请求信号请求CPU再次输出数据中断允许触发器方式方式1 1输出引脚：输出引脚：B B端口端口PC2PC1PC0PB7PB0INTEBOBFBINTRBACKB外设响应信号表示外设已经接收到数据输出缓冲器满信号表示CPU已经输出了数据中断请求信号请求CPU再次输出数据中断允许触发器方式方式1 1输出联络信号输出联络信号OBF*输出缓冲器满信号，低有效输出缓冲器满信号，低有效8255输输出出给给外外设设的的一一个个控控制制信信号号，当当其其有有效效时时，表表示示CPU已把数据输出给指定的端口，外设可以取走已把数据输出给指定的端口，外设可以取走ACK*响应信号，低有效响应信号，低有效外设的响应信号，指示外设的响应信号，指示8255的端口数据已由外设接受的端口数据已由外设接受INTR中断请求信号，高有效中断请求信号，高有效当当输输出出设设备备已已接接受受数数据据后后，8255输输出出此此信信号号向向CPU提提出出中断请求，要求中断请求，要求CPU继续提供数据继续提供数据端口端口A A的的INTEAINTEA对应对应PCPC6 6端口端口B B的的INTEBINTEB对应对应PCPC2 2方式方式1 1输出时序输出时序 INTR datadata输出端口输出端口D0D7WROBFACK OBF*OBF*和和ACK*ACK*是外设和是外设和82558255A A间的一对应答联络信号，间的一对应答联络信号，为的是可靠地输出数据为的是可靠地输出数据CPU发发WR信号，向信号，向8255送一个数据送一个数据WR使使INTR无效，无效，OBF有效，通知外设可取数据有效，通知外设可取数据外设接到数据后，向外设接到数据后，向8255回送回送ACK信号信号OBF无效，接着无效，接着INTR有效，向有效，向CPU发中断申请，请求发中断申请，请求发送新数据。发送新数据。方式方式1下的输出过程：下的输出过程：例例8-3 设计设计A端口基本输入，端口基本输入，B端口选通输出的电路和程序端口选通输出的电路和程序A端口输入端口输入8个个开关的状态，开关的状态，8只发光二极只发光二极管表示管表示B端口端口输出的状态。输出的状态。用单稳电路来用单稳电路来产生响应信号产生响应信号亮灭。改变亮灭。改变A端口的输入，端口的输入，发来选通信号发来选通信号后即将后即将8个开个开关的状态用发关的状态用发光二极管显示。光二极管显示。DA1 DB WAIT INTERRUPT,0DH,0AH,$sub ax,axpush axMOV ES,AXmov ax,datamov ds,axMOV DX,383HMOV AL,94HOUT DX,ALMOV AL,5OUT DX,ALMOV AX,SEG IO8255MOV ES:01C6H,AXMOVAX,OFFSET IO8255MOV ES:01C4H,AXIN AL,0A1HAND AL,0FDHOUT 0A1H,ALROTT:MOV DX,OFFSET DA1 MOV AH,9 INT 21H JMP$MOV AH,1l INT 21H CMP AL,0 JE ROTT IN AL,0A1H OR AL,2 OUT 0A1H,AL ret IO8255:MOV DX,380H IN AL,DX INC DX OUT DX,AL MOV AL,61H OUT 0A0H,AL MOV AL,62H OUT 20H,AL POP AX INC AX INC AX PUSH AX IRET 3 3、方式方式2 2双向方式双向方式方方式式2将将方方式式1的的选选通通输输入入输输出出功功能能组组合合成成一一个个双双向向数据端口，可以发送数据和接收数据数据端口，可以发送数据和接收数据只只有有端端口口A可可以以工工作作于于方方式式2，需需要要利利用用端端口口C的的5个信号线，其作用与方式个信号线，其作用与方式1相同相同方式方式2的数据输入过程与方式的数据输入过程与方式1的输入方式一样的输入方式一样方式方式2双向引脚双向引脚PC6PC7PC3PA7PA0INTE1OBFAINTRAACKAPC4PC5IBFASTBAINTE2用用PC6设置设置INTE1（输出）输出）用用PC4设置设置INTE2（输入）输入）输入和输出中断通过输入和输出中断通过或门输出或门输出INTRA信号信号方式方式2 2双向时序双向时序data-out INTR data-outdata-indata-inPA0PA7D0D7IBF WROBFACKSTBRD82558255A A的应用的应用作作为为通通用用的的并并行行接接口口电电路路芯芯片片，82558255具有广泛的应用具有广泛的应用应用在应用在IBM PC/XTIBM PC/XT微机上微机上应用于打印机接口电路应用于打印机接口电路连接简易键盘连接简易键盘驱动驱动LEDLED数码管数码管 8255应用 8255应用 8.1.48.1.4 8255 8255在在IBM PC/XTIBM PC/XT上的应用上的应用工作在基本输入工作在基本输入/输出方式输出方式0 0端口端口A A为方式为方式0 0输入，用来读取键盘扫描码输入，用来读取键盘扫描码端口端口B B工作于方式工作于方式0 0输出，例如输出，例如控制扬声器控制扬声器等等端口端口C C为方式为方式0 0输入，读取输入，读取系统状态系统状态和配置和配置系统的初始化编程：系统的初始化编程：movmov al,al,10011001b10011001b；方式控制字方式控制字9999H Hout out 63h63h,al,al