汇编语言(微机)第六章.ppt
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1、主讲教师:范新民主讲教师:范新民第六章:可编程并行接口芯片和串行第六章:可编程并行接口芯片和串行第六章:可编程并行接口芯片和串行第六章:可编程并行接口芯片和串行接口芯片接口芯片接口芯片接口芯片1 6.1 并行接口与串行接口并行接口与串行接口1 6.2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A26.3 可编程串行接口芯片可编程串行接口芯片82513主要内容:主要内容:26.1 6.1 并行接口与串行接口并行接口与串行接口并行接口:并行接口:是指数据的各位同时进行传送,其特点是传输速度快,是指数据的各位同时进行传送,其特点是传输速度快,但当传输距离较远、位数又多时,导致了通信线路复杂但当传输
2、距离较远、位数又多时,导致了通信线路复杂且成本提高。且成本提高。串行接口:串行接口:是指一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式。是指一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式。其特点是数据按位传送,最少只需一根传输线即可完成,其特点是数据按位传送,最少只需一根传输线即可完成,成本低但传送速度慢。成本低但传送速度慢。可编程并行接口芯片和串行接口芯片可编程并行接口芯片和串行接口芯片3串口与并口:串口与并口:并口由于并口由于8 8位通道之间的互相位通道之间的互相干扰。传输时速度就受到了干扰。传输时速度就受到了限制。而且当传输出错时,限制。而且当传输出错时,要同时重新传要同时重新传8 8个位的
3、数据。个位的数据。串口没有干扰,传输出错后串口没有干扰,传输出错后重发一位就可以了。所以串重发一位就可以了。所以串口速度非常快。口速度非常快。并行接口与串行接口并行接口与串行接口4一、可编程接口芯片的功能和电路组成一、可编程接口芯片的功能和电路组成 多数多数I/OI/O接口具有如下接口具有如下功能功能及其电路及其电路单元单元:1.1.输入输入/输出数据锁存器和缓冲器,用以解决输出数据锁存器和缓冲器,用以解决CPUCPU与外设与外设之间速度不匹配的矛盾,以及起隔离和缓冲的作用;之间速度不匹配的矛盾,以及起隔离和缓冲的作用;2.2.控制命令和状态寄存器,以存放控制命令和状态寄存器,以存放CPUCP
4、U对外设的控制命令,对外设的控制命令,以及外设的状态信息;以及外设的状态信息;6.1.1 6.1.1 可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述3.3.地址译码器,用来选择接口电路中的不同端口;地址译码器,用来选择接口电路中的不同端口;4.4.读写控制逻辑读写控制逻辑5.5.中断控制逻辑中断控制逻辑并行接口与串行接口并行接口与串行接口5二、可编程接口芯片的几个概念二、可编程接口芯片的几个概念u片选的概念片选的概念必须要有一个地址信号选中接口芯片后,才能使该必须要有一个地址信号选中接口芯片后,才能使该接口芯片进入电路工作状态,实现数据的输入接口芯片进入电路工作状态,实现数据的输入/输出。输出。选通端选
5、通端CECE(Chip EnableChip Enable),又称片选端),又称片选端CSCS (Chip Chip SelectSelect)。)。CECE端是端是控制接口控制接口芯片芯片进入电路工作状态进入电路工作状态的引脚端。的引脚端。可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述6u读读/写概念:写概念:n当当地地址址信信号号稳稳定定,读读信信号号和和访访问问I/OI/O口口控控制制信信号号有有效效时时,片片选选信信号号稳稳定定,CPUCPU数数据据线线和和输输入入口口接接通通,进进行行读读操作操作。n当当地地址址信信号号稳稳定定,CPUCPU输输出出数数据据,写写信信号号和和访访问问I/OI/
6、O口控制信号有效时,片选信号稳定,数据写入口控制信号有效时,片选信号稳定,数据写入I/OI/O口。口。可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述7u可编程接口的概念可编程接口的概念 接口芯片大部分是多通道、多功能的。接口芯片大部分是多通道、多功能的。多通道多通道是指一个接口芯片一面与是指一个接口芯片一面与CPUCPU连接,另一面可接连接,另一面可接几个外设;几个外设;多功能多功能是指一个接口芯片能实现多种接口功能,实现是指一个接口芯片能实现多种接口功能,实现不同的电路工作状态。接口芯片功能可由不同的电路工作状态。接口芯片功能可由程序改变程序改变。可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述8u“联络联络”的
7、概念的概念 接口芯片常常需要和外设间有一定的接口芯片常常需要和外设间有一定的“联络联络”信号,信号,以保证信息的正常传送。以保证信息的正常传送。通常采用两个通常采用两个“联络联络”(HandhakeHandhake)信号:)信号:(选通信号,(选通信号,strobestrobe)和)和RDYRDY(就绪信号,(就绪信号,ReadyReady)。)。可编程接口芯片概述可编程接口芯片概述9u8255A8255A的结构和引脚功能的结构和引脚功能u8255A8255A的工作方式的工作方式u8255A8255A的初始化的初始化u8255A8255A的应用举例的应用举例u1616位系统中的并行接口位系统中
8、的并行接口6.2 2 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片8255A8255A10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PC0PC3PB0PB7PC4PC7PA0PA7RDRDWRWRA A0 0A A1 1CSCSRESETRESET6.2.1 8255A6.2.1 8255A的结构和引脚功能的结构和引脚功能1 1、8255A8255A的内部结构的内部结构11(1 1)数据端口数据端口 端口端口A:A:PAPA0 0PAPA
9、7 7,数据输出锁存器,数据输出锁存器/缓存器和输入锁存器,缓存器和输入锁存器,可用于数据双向传输。可用于数据双向传输。端口端口B:B:PBPB0 0PBPB7 7,数据输出锁存器,数据输出锁存器/缓存器和输入缓存器,缓存器和输入缓存器,B B口作为输出口时数据可得到锁存,做输入口时,口作为输出口时数据可得到锁存,做输入口时,外设输入的数据必须维持到有效读取为止。外设输入的数据必须维持到有效读取为止。端口端口C:C:PC0PC0PC7PC7,结构同,结构同B B口,可作为两个口,可作为两个4 4位端口使用,位端口使用,可配合可配合A A口或口或B B口在数据传输时做控制、状态和中断口在数据传输
10、时做控制、状态和中断 请求信号使用。请求信号使用。8255A8255A的内部结构的内部结构12(2 2)A A组控制和组控制和B B组控制组控制 A A口和高口和高4 4位位PC4PC4PC7PC7构成构成A A组,组,B B口和低口和低4 4位位PC0PC0PC3PC3构成构成B B组。一组有一个控制寄存器接收组。一组有一个控制寄存器接收CPUCPU控制字,确定控制字,确定82558255工作方式。工作方式。(3 3)数据总线缓冲器)数据总线缓冲器 八位三态双向缓冲器,用于八位三态双向缓冲器,用于82558255与与CPUCPU数据总线的接数据总线的接口。口。(4 4)读)读/写控制逻辑写控
11、制逻辑 把接受来自把接受来自CPUCPU的地址和控制信号发送给两个控制组。的地址和控制信号发送给两个控制组。根据不同的信息进行不同的传送。根据不同的信息进行不同的传送。8255A8255A的内部结构的内部结构132 2、82558255A A的的引脚及其功能引脚及其功能 (1 1)端口引脚)端口引脚 PA0PA7:端口端口A A数据线,双向,三态。数据线,双向,三态。PB0PB7:端口端口B B数据线,双向,三态。数据线,双向,三态。PC0PC7:端口端口C C数据线,双向,三态。数据线,双向,三态。(2 2)和)和CPUCPU连接的引脚连接的引脚 D7D7D0D0:数据线,与系统总线连接。数
12、据线,与系统总线连接。RDRD:读信号,输入,低电平有效,从读信号,输入,低电平有效,从8255A8255A读取数据读取数据 WRWR:写信号,输入,低电平有效,把写信号,输入,低电平有效,把数据写入数据写入825582558255A8255A的引脚的引脚14 CSCS:片选信号,输入,低电平有效,决定芯片地址片选信号,输入,低电平有效,决定芯片地址。RESETRESET:复位信号,输入。复位信号,输入。将所有内部寄存器的内容清零将所有内部寄存器的内容清零将所有内部寄存器的内容清零将所有内部寄存器的内容清零,3 3 3 3个数据端口设为输入工作方式。个数据端口设为输入工作方式。个数据端口设为输
13、入工作方式。个数据端口设为输入工作方式。A0,A1A0,A1:端口选择信号,端口选择信号,82558255占四个端口地址占四个端口地址:A1A1A0A0选择选择0 00 0A A口地址口地址0 01 1B B口地址口地址1 10 0C C口地址口地址1 11 1控制寄存器地址控制寄存器地址 根据根据RDRD、WRWR、CSCS、A0A0、A1A1的不同组合决定的不同组合决定8255A8255A的不的不同端口的操作同端口的操作8255A8255A的引脚的引脚156.2.2 6.2.2 8255A8255A的工作方式的工作方式1 1、方式、方式00基本输入输出基本输入输出uCPUCPU可以采用无条
14、件读写方式与可以采用无条件读写方式与8255A8255A交换数据。交换数据。u若把若把C C口的两个部分用作控制和状态口,与外设的控口的两个部分用作控制和状态口,与外设的控制和状态端相连,制和状态端相连,CPUCPU也可通过对也可通过对C C口的读写,实现口的读写,实现A A口口与与B B口的查询方式工作。口的查询方式工作。u输出的数据被锁存,输出的数据被锁存,输入的数据不锁存输入的数据不锁存u端口端口A A、B B和和C C都可工作于输入或输出。三个端口无必都可工作于输入或输出。三个端口无必然联系,各端口输入输出组合共有然联系,各端口输入输出组合共有1616种,可适用于多种种,可适用于多种用
15、途。用途。162 2、方式、方式11选通输入输出(应答式输入输出)选通输入输出(应答式输入输出)端口端口A A和和B B输入输入/输出数据时,必须利用端口输出数据时,必须利用端口C C提供联络提供联络信号(选通、应答信号)。信号(选通、应答信号)。一般情况下,用中断传送数据方式(也可用查询方一般情况下,用中断传送数据方式(也可用查询方式)。式)。这时:这时:通道通道A A:8 8位数据端口(位数据端口(A A口),口),3 3位控制位(位控制位(C C口)。口)。通道通道B B:8 8位数据端口(位数据端口(B B口),口),3 3位控制位(位控制位(C C口)口)。这种配合固定,不可以用程序
16、修改。这种配合固定,不可以用程序修改。8255A8255A的工作方式的工作方式17特点:特点:u端口端口A A、B B既可做输入又可做输出。既可做输入又可做输出。u端口端口C C引脚分别作为控制、状态和中断申请信号等。引脚分别作为控制、状态和中断申请信号等。u若只有一个端口工作在方式若只有一个端口工作在方式1 1,则余下,则余下1313位可工作在位可工作在方式方式0 0。u若两个端口都工作在方式若两个端口都工作在方式1 1,则余下,则余下2 2位可由程序指定位可由程序指定为输入或输出。为输入或输出。端口端口A A、B B工作于方式工作于方式1 1的输入或输出时,端口的输入或输出时,端口C C联
17、联络信号络信号的的引脚和意义引脚和意义都不同。都不同。8255A8255A的工作方式的工作方式18(1 1)方式)方式1 1的输入传送的输入传送A A、B B两个口都设为方式两个口都设为方式1 1输入方式输入方式8255A8255A的工作方式的工作方式19INTRINTR:中断请求信号,中断请求信号,输出,高电平有效,可向输出,高电平有效,可向CPUCPU申请中断。申请中断。STB:输入选通信号,输入,低电平有效,表示外设输输入选通信号,输入,低电平有效,表示外设输入的数据送至入的数据送至8255A8255A的输入锁存器中。的输入锁存器中。IBFIBF:输入缓冲区满,输出,高电平有效。通知外设
18、输:输入缓冲区满,输出,高电平有效。通知外设输入缓冲区满,不要送新数据,由入缓冲区满,不要送新数据,由CPUCPU读取数据时(读取数据时(RDRD的的上升沿)清除,表明输入缓冲器可以接受新数据。上升沿)清除,表明输入缓冲器可以接受新数据。INTEINTE:中断允许,:中断允许,INTEAINTEA是是C C口输出锁存器的口输出锁存器的PC4PC4,INTEBINTEB是是C C口输出锁存器的口输出锁存器的PC2PC2,由它们分别控制,由它们分别控制A A口和口和B B口口的中的中断申请。断申请。(可由可由C C口置口置 /复位控制字将复位控制字将INTEINTE置置1 1 或复位为或复位为0
19、0)8255A8255A的工作方式的工作方式20PB7PB0PA7PA0STBIBFINTRRD外设送来数据外设送来数据当当INTE=1时时 方式方式1 1的输入时序:的输入时序:从工作在方式从工作在方式1 1下的输入端口输入数据时下的输入端口输入数据时,有关信号有关信号的变化关系。的变化关系。8255A8255A的工作方式的工作方式21 当外设数据准备好,将数据送至端口线当外设数据准备好,将数据送至端口线PAPA7 7PAPA0 0或或PBPB7 7PBPB0 0 外设发出选通信号外设发出选通信号STB:STB:n将数据锁存在输入端口内。将数据锁存在输入端口内。n使使IBFIBF变高,表示输
20、入端口满,可用于阻止外设输入新数变高,表示输入端口满,可用于阻止外设输入新数据。据。n如果如果INTE=1,STBINTE=1,STB的上升沿使的上升沿使INTRINTR变高,发出中断请求。变高,发出中断请求。中断处理程序中中断处理程序中CPU CPU 读取数据,发出读取数据,发出RDRD信号信号:(1)RD (1)RD 的下降沿清除的下降沿清除INTRINTR (2)RD (2)RD 的上升沿清除的上升沿清除IBFIBF (3)(3)端口内的数据进入端口内的数据进入CPUCPU以中断方式输入数据以中断方式输入数据:8255A8255A的工作方式的工作方式22 当外设数据准备好,将数据送至端口
21、线当外设数据准备好,将数据送至端口线PA7PA7PA0PA0或或PBPB7 7PBPB0 0 外设发出选通信号外设发出选通信号STB:STB:u将数据锁存在输入端口内。将数据锁存在输入端口内。u使使IBFIBF变高,表示输入端口满,可用于阻止外设输入新数变高,表示输入端口满,可用于阻止外设输入新数据。据。在主程序中在主程序中CPUCPU查询查询IBFIBF,若其为高电平,读取数据,发出若其为高电平,读取数据,发出RDRD 信号信号:uRD RD 的上升沿清除的上升沿清除IBFIBFu端口内的数据进入端口内的数据进入CPUCPU以查询方式输入数据以查询方式输入数据:8255A8255A的工作方式
22、的工作方式23查询方法从查询方法从82558255的的A A口向口向CPUCPU输入数据:输入数据:程序如下:INPUT:INAL,PortC;读方式1状态信号TEST AL,20H ;查A口的IBFJZINPUT ;IBF=0,数据未准备好INAL,PortA;IBF0,CPU读入数据 方式方式1 1输入时共用到输入时共用到C C口口6 6个引脚,剩余个引脚,剩余2 2个引脚个引脚PC6PC6、PC7PC7可做可做I/OI/O位,位,或由或由C C口置口置 /复位控制字决定其输出。复位控制字决定其输出。8255A8255A的工作方式的工作方式24(2 2)方式)方式1 1的输出传送的输出传送
23、 A口方式口方式1输出时相应的联络信号输出时相应的联络信号B B口方式口方式1 1输出时相应的联络信号输出时相应的联络信号8255A8255A的工作方式的工作方式25nINTEINTE:中断允许,:中断允许,INTEAINTEA、INTEBINTEB分别控制分别控制A A口和口和B B口口的中断申的中断申请。(请。(INTEAINTEA由由PCPC6 6、INTEBINTEB由由PCPC2 2控制)控制)nOBFOBF:输出缓冲器满,输出,表示:输出缓冲器满,输出,表示CPUCPU已将数据输出到指定已将数据输出到指定端口,通知外设可以将数据取走。端口,通知外设可以将数据取走。nACKACK:响
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