《微机原理与应用教学资料》第九章.ppt

1,第九章 可编程外围接口芯片 8255A及其应用,9-1 8255A的工作原理9-2 8255A应用举例,电气学院学习部资料库,2,9-1 8255A的工作原理,可编程并行通信接口8255A 并行通信一、8255A的内部结构 图9-1 8255A的引脚 40根 图9-2 结构：数据总线缓冲器，读/写控制逻辑，数据端口A，B，C1、端口 8位 三个数据端口：A、B、C 控制字寄存器端口 C口常用来配合A口和B口工作。常用作控制或应答信号引脚：PA7PA0、PB7PB0、PC7PC0 24根，和外设相连，用于交换数据、通信联络,电气学院学习部资料库,3,2.A组和B组控制逻辑 端口A和PC4PC7由A组控制逻辑管理 端口B和PC0PC3由B组控制逻辑管理3.数据总线缓冲器输入：控制字和CPU来的数据 输出：外设来的状态和数据D7D0：8086 接CPU的D7D0 偶地址端口，例：80H、82H、84H、86H同8253 接CPU的D15D8 奇地址端口，例：81H、83H、85H、87H 8088系统 接CPU的A1、A0 连续地址 例：80H、81H、82H、83H4.读写控制逻辑RESET 复位 8255控制器清零，所有端口都置成输入方式CS 片选RD、WR 读，写A1，A0 00 PA 01 PB 10 PC 11 控制字,电气学院学习部资料库,4,二、8255A的控制字（写入控制字寄存器）1、方式选择控制字用来定义各端口的工作方式，输入输出状态。,标志位,A口方式 00：方式0 01：方式1 1：方式2,A口I/O1：输入（I）0：输出（O）,C口高4位I/0,B口方式 1：方式1 0：方式0,B口I/O,C口低4位I/O,电气学院学习部资料库,5,2、置位/复位 控制字 用来对C端口的任一位单独进行置1或置0 可位控,位选择 000：PC0001：PC1111：PC7,1：置10：置0,标志位,电气学院学习部资料库,6,例1：8255A端口地址：E0H、E2H、E4H、E6H A口：方式0 入 编程实现：B口：方式0 出 C口：PC7PC4 出 PC3PC0：入控制字 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 0 1 0 0 0 1=91HMOV AL，91HOUT 0E6H，AL；定义方式选择控制字MOV AL，01H；0000 0001BOUT 0E6H，AL；PC0置1MOV AL，0EH；0000 1110BOUT 0E6H，AL；PC7置0*每次只能对端口C的某一位置1或置0。重复，将置1/0控制字写入控制端口,电气学院学习部资料库,7,三、8255A的工作方式和C口状态字1.方式0：基本输入/输出方式A口：8位 B口：8位 C口：高4位、低4位特点：任何一个端口可做为输入口，也可作为输出口，各端口之间没有规定必然的关系 各端口的输入或输出，可以有16种不同的组合 数据传输方式：无条件传送 查询方式传送 IN，OUT指令控制字例：控制字地址为63H，要求A口和B口工作于方式0，A、B和C口高4位作输入，C口低4位作输出。则送控制字：MOV AL,1 00 1 1 0 1 0B OUT 63H,AL,电气学院学习部资料库,8,2.方式1 选通输入/输出方式使用场合：采用中断方式I/O，外设必须为8255A提供选通信号或者数据接收应答信号PC口作为A、B口的联络信号。接口的第四个功能，提供握手联络信号（1）选通输入方式PC3，4，5 PA，作为握手信号及中断申请信号PC0，1，2 PBPC6，7 随意设置为I或O 有关的控制信号和状态信号a、STB：选通信号，低电平有效，外设提供。Tst 500ns 有效时，表示外设已将8位数据送入8255A的输入缓冲 器（不是DB！）。PC4 PA PC2 PB,电气学院学习部资料库,9,b、IBF：输入缓冲器满信号，输出，高电平有效 8255A输出的状态信号，供CPU查询用 有效时，表示有一个新的数据在输入缓冲器中（IBF信号由STB信号使其置1，由RD的上升沿使其清0，表示输入缓冲器已空。）PC5PA PC1PBc、INTE：中断允许信号 无外部引出脚 由置位/复位控制字对相应位置1或0 置1则允许8255A向CPU发送中断请求 PC4PA PC2PB（注意：PC4、PC2外部引脚出现的电平信号并不会改变中断允许触发器状态。）d、INTR：中断请求信号 8255ACPU 高电平有效 当STB、IBF、INTE均为高电平，变为高电平，执行IN指令后，由RD的下降沿复位 INTRAPC3 INTRBPC0CPU能设置的：INTE 能读取的信号：IBF时序：P332 图9-7,电气学院学习部资料库,10,电气学院学习部资料库,11,C口状态字和方式选择控制字（A口、B口工作于方式1情况下作为输入端口时）C口状态字（供查询）D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0A组控制字：决定于B 组工作方式 PC6、PC7 1：输入 标志位方式1 0：输出 端口A 为输入B组控制字：B口方式1 B口为输入,电气学院学习部资料库,12,（2）选通输出方式PC3,6,7PA PC0,1,2PB（总是）PC4,5 I/O有关信号：a、OBF：输出缓冲器满信号。8255A外设，低电平有效 有效时，8255的表示CPU已把数据送入8255 的输出缓冲器，通知外设接收数据（由 WR 的上升沿置0，由ACK 的有效信号置1）OBFAPC7 OBFBPC1 b、ACK：外设对OBF 的响应信号 外设8255A 低电平有效 有效时，8255A输出锁存器中的数据 外设 ACKA PC6、ACKB PC2c、INTE：中断允许信号.INTEAPC6 INTEBPC2,电气学院学习部资料库,13,d、INTR：中断请求信号 8255ACPU（由 WR 的下降沿置0）当ACK 结束后，若OBF、INTE为高电平时，有效。（要求CPU再输入一个数据给外设）INTRAPC3 INTRBPC0方式1输出过程：中断服务程序中输出指令OUTWR负脉冲OBF变低 INTR撤销（输出缓冲器满）ACK变低（数已取走）INTR变高 OBF变高（申请中断，请求再送数）,电气学院学习部资料库,14,C口状态字和方式选择控制字 C口状态字：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 A组控制字：PC4、PC5 I/O 方式1 A口输出B组控制字：B口输出 B口方式1,电气学院学习部资料库,15,3.方式2 双向总线I/O方式特点：方式2只适用于端口AC口用5个位自动配合端口A提供控制信号和状态信号 PC3PC7利用PA7PA0，外设CPU方式2有关的控制信号和状态信号 a、INTRA：中断请求信号（输入/输出）PC3 b、STBA：选通信号 PC4输入 c、IBFA：输入缓冲器满信号 PC5 同方式1输入 d、INTE2：输入中断允许信号 PC4 e、INTE1：输出中断允许信号 PC6输出 f、OBF：输出缓冲满信号 PC7 同方式1输出 g、ACK：外设对OBF的应答信号 PC6此时PB口可工作于方式0或1,电气学院学习部资料库,16,C口状态字和方式选择控制字C口状态字：方式选择控制字：方式2 A口I/O 决定于B组使用场合：要求外设既可以作为输入设备，又可以作为输出设备，且输入输出不会同时进行例：软盘 PA7PA0软驱的数据线 PC7PC3软驱的控制和状态线,电气学院学习部资料库,17,9-2 8255A的应用举例,例1：利用8255A检测开关状态，控制LED灯（参见课本P338）开关断开，LED灯亮1、硬件连接图 图9-13PA7PA0 接8个开关K7K0，PA作输入口 开关合上，=0 断开，=1 PB7PB0 接8个LED灯，PB作输出口=1，LED灯亮=0，灯灭：74LS138的译码输出 若接Y0，地址？A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 1 1 1 0 0 F0H、F2H、F4H、F6H2、程序 控制字：1 0 0 1 0 0 B（A口：方式0输入；B口：方式0输出；C口未用）,电气学院学习部资料库,18,MOV AL，10010000B OUT 0F6H，ALTEST_IT：IN AL，0F0H OUT 0F2H，AL JMP TEST_IT若开关断开，LED灯暗？例2：8255A作为连接打印机的接口，工作于方式0。如下图，已知端口地址为D0H、D2H、D4H、D6H，要求实现：将CL中内容打印。打印机选通信号STB为一负脉冲。BUSY为高时，表示正忙。,电气学院学习部资料库,19,A口：传送字符通道，工作于方式0，输出 B口：未用C口：方式0 PC2：BUSY信号输入端 PC3PC0：输入 PC6：信号输出端STB PC7PC4：输出工作过程：初始状态写控制字 将PC6（STB）置为高电平 检测BUSY信号 为1：正忙，等待。为0：CPU CL中送8位数据8255A PA口 8255A外设：产生一选通负脉冲（将PC6 置为低电平，再将 PC6置为高电平）,电气学院学习部资料库,20,MOV AL，81H；写控制字，使A、B、C口：方式0；OUT 0D6H，AL；A口输出，PC3PC0输入，PC7；PC4输出，1000 0001B MOV AL，0DH；0000 1101B 用置1/0方式使PC6为1，OUT 0D6H，AL；即STB为高电平LPST：IN AL，OD4H；读端口C 的值AND AL，04H；0000 0100BJNZ LPST；若忙，等待MOV AL，CLOUT 0D0H，AL；若不忙，则把CL中字符端口AMOV AL，0CH；使 STB 为0OUT 0D6H，ALMOV AL，0DH；再使 STB为1，产生一个负脉冲，OUT 0D6H，AL；将PA中数据打印机；后续程序段,电气学院学习部资料库,21,例3：8255A作为中断方式工作的打印机的接口，实现将以DI为指针的内存单元中的内容打印。已知：端口地址为C0H、C2H、C4H、C6H，中断类型号为0BH，中断向量为1000：2000H当打印机接受并打印字符后，发出回答信号ACK由此清除OBF信号，并使8255A产生新的中断请求。,电气学院学习部资料库,22,1、8255A：A口（数据通道）：方式1输出 PC6：ACK，输入，PC3：INTR输出 PC0：STB选通，输出 PC7：OBF，输出，不用2、工作过程 功能号AH=25H的21H调用 初始化：写控制字，设置中断向量，开中断 若符合中断条件，STI INTE=1 OBF 变高，ACK 为高电平 INTR发出中断请求进入中断处理子程序，8086送8位数据 8255A PA口3、中断类型号为0BH，必须接8259A的 IR3端。（08HIR0）,电气学院学习部资料库,23,4、方式选择控制字：1 0 1 0 0=A0H主程序：MAIN：MOV AL，0A0H OUT 0C6H，AL；写控制字 MOV AX，1000H；功能号AH=25H的21H调用 MOV DS，AX；设置中断向量：MOV DX，2000H；DS：DX=中断向量 MOV AL，0BH；AL：中断类型号 MOV AH，25H INT 21H MOV AL，0DH OUT 0C6H，AL；使PC6为1，允许8255A中断 STI；开中断,电气学院学习部资料库,24,中断处理子程序：MOV AL，DI；送字符PA口 OUT 0C0H，AL MOV AL,0；PC0产生一个STB负脉冲选通 OUT 0C6H,AL MOV AL,1 OUT 0C6H,AL IRET,电气学院学习部资料库,25,谢谢大家！,作业：9（用8253延时）,电气学院学习部资料库,