可编程并行接口芯片和串行接口芯.ppt

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1、6.1 并行接口和串行接口 6.2 可编程并行接口芯片8255A6.3 可编程串行接口芯片8251,第6章 可编程并行接口芯片和串行接口芯片,教学内容（6学时）可编程接口芯片概述8255A芯片的原理8255A芯片的应用实例教学目标 理解常用可编程通信接口芯片的作用 了解8255A芯片的原理 掌握8255A初始化方法 掌握8255A作为LED显示器、开关、打印机等接口时的硬件连接方法 和控制程序设计教学重点及难点常用可编程通信接口芯片的作用8255A方式1的工作原理及时序（难点）8255A作为接口时控制程序设计方法（重点）,6.1 并行接口和串行接口6.1.1 可编程接口芯片概述接口电路中的单元

2、(1)输入输出数据锁存器和缓冲器，用以解决CPU与外设之间速度不匹配的矛盾，以及起隔离和缓冲的作用；(2)控制命令和状态寄存器，以存放CPU对外设的控制命令，以及外设的状态信息；(3)地址译码器，用来选择接口电路中的不同端口(寄存器)；(4)读写控制逻辑；(5)中断控制逻辑。,接口中的一些公用引脚作用及其连接方法 1.片选概念 CS 或CE 2.读/写概念 DB线，M/IO线，RD线，WR线，CE/CS线 3.可编程接口的概念 目前所用的接口芯片大部分是多通道、多功能的：所谓多通道就是指一个接口芯片一面与CPU连接，另一面可接几个外设；所谓多功能是指一个接口芯片能实现多种接口功能，实现不同的电

3、路工作状态。,4.“联络”的概念（了解）STB:选通信号；RDY:就绪信号（Ready)1)以输入接口为例：RDY=“H”表示接口芯片中输入 寄存器已 空,可接受外设信息以实现外设与接口的输入操作。STB=“L”表示接口选通，是外设向接口发出的。,过程：1）外设把数据送上接口芯片端口后，用STB信号有效打人接口芯片输入寄存器；2）在STB的后沿，把RDY信号拉 为“L”，表明输入寄存器已有数据。RDY=“L”正是接口与外设的通信标志，外设 接收RDY=”L”后，暂不送数据；3）CPU发出读数指令，读人该数据，并使RDY置“H”。然后，又开始新一轮的输入操作在输入接口中，RDY信号有时用IBF(

4、输入缓冲器满)表示。,输出过程：RDY=“H”，表示接口寄存器已有数据，通知外设来取数;STB=“L”，表示端口数据已为外设接收，且已处理，CPU可送新数据到接口 寄存器，STB的后沿使RDY变为“L”。在输出接口中，RDY信号有时用OBF(输出 缓冲器满)表示，STB信号有时用ACK(响应)表示。,接口芯片的引脚,6.1.2 并行接口、串行接口和模拟接口,数据信息分：数字量、模拟量和开关量；数字接口（数字量和开关量）；模拟接口（模拟量）；数字接口分并行接口和串行接口；接口芯片与CPU之间传送的总是并行数字量；串行接口内必须含并-串/串-并转换部件；模拟接口内必须含A/D或D/A转换器,6.2

5、 可编程并行接口芯片8255A,6.2.1 8255A的结构和引脚功能,1数据总线缓冲器这是一个三态双向8位缓冲器，它是8255A与系统数据总线的接口。2三个8位端口PA、PB和PC PA、PB和PC端口都可由程序设定为各种不同的工作方式。端口A(PA口)有一个8位数据输入锁存器和一个8位数据输出锁存缓冲器；端口B(PB口)有一个8位数据输入缓冲器和一个8位数据输入输出、锁存缓冲器；端口C(PC口)有一个8位数据输入缓冲器和一个8位数据输出锁存缓冲器。通常PA口与PB口用作输入输出的数据端口，PC口用作控制或状态信息的端口。,一、8255A的内部结构,3A组和B组的控制电路（了解）这两组控制电

6、路根据CPU发出的方式选择控制字来控制8255A的工作方式，每个控制组都接收来自读写控制逻辑的“命令”，接收来自内部数据总线的“控制字”，并向与其相连的端口发出适当的控制信号。A组控制部件用来控制PA口和PC口的高4位(PC7PC4)；B组控制部件用来控制PB口和PC口的低4位(PC3PCo)。4读写控制逻辑 用来管理数据信息、控制字和状态字的传送，它接收来自CPU地址总线的 A1、A0和控制总线的有关信号(RD、WR、RESET等)，向8255A的A、B两组控制部件发送命令。,二、8255A的引脚功能,。CS 选片信号，低电平有效，由它启动CPU与8255A之间的通信（Communicati

7、on）。RD 读信号，低电平有效。它控制8255A送出数据或状态信息至CPU。WR 写信号，低电平有效。它控制把CPU输出的数据或命令信号写到8255A。RESET复位信号，高电平有效，它清除控制寄存器并置所有端口（A、B、C）为输入方式。A1，A0：片内寄存器选择信号(输入)A1A0=00:选中PA口;A1A0=01:选中PB口;A1A0=10:选中PC口;A1A0=11:选中控制端口;D7D0：与CPU侧连接的数据线(双向)PA7PA0：A口外设数据线(双向)PB7PB0：B口外设数据线(双向)PC7PC0：C口外设数据线(双向),表 81 8255A端口功能选择,6.2.2 8255A的

8、工作方式,一、方式0基本输入输出 方式0下，每一个口都作为基本的输入输出口 8255A在方式0工作时 1.CPU可以采用无条件读写方式与8255A交换数据；2.把C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，CPU可以通过对C口的读写，实现A口与B口的查询方式工作；3.方式0中，不允许采用中断方式工作。,二、方式1选通输入输出(应答式输入输出)（了解）方式1下将三个端口分成A、B两组，A、B两个口仍作为数据输入输出口，而C口分成两部分，分别作为A口和B口的联络信号。方式1的输入,(1)STB：输入的选通信号 低电平有效。由外设提供，为低电平时，就把输 入的数据信号(PA7-PA0

9、或PB7-PB0)送入A端口(或B端口)的数据锁存器。(2)IBF：输入缓冲器满信号，高电平有效。由8255A输出，有效时，用以通 知外部设备输入的数据已写入缓冲器。(3)INTR：中断请求信号 高电平有效。当外部设备要向CPU传送数据或请求服务时，8255A就用INTR端的高电平向CPU提出中断请求。当STB、IBF和 INTE都为高电平时，表明数据锁存器内已写入了数据使INTR成为高电平输 出。(4)INTE：中断允许信号 A端口用PC4位的置位复位控制，B端口用PC2位的置位复位控制。只有当PC4或PC2置1时，才允许对应的端口送出中断请求。,方式1的输入过程如下(A口)：1）当外设准备

10、好数据，在送出数据的同时，送出一个选通信号STB。8255A的A口数据锁存器在STB下降沿控制下将数据锁存。2）8255A向外设送出高电平的IBF，表示锁存数据已完成，暂时不要再送数据。如果PC41(INTE1)，这时就会使INTR变成高电平输出，向CPU发出中断请求。3）CPU响应中断，执行IN指令时，RD信号的下降沿清除中断请求，而RD结束时的上升沿则使IBF复位到零。外设在检测到IBF为零后，可以开始输入下一个字节。2方式1的输出 联络信号信号的作用如下：(1)OBF：输出缓冲器满信号；低电平有效。由8255A输出，当其有效时，表示CPU已经将数据输出到指定的端口，通知外设可以将数据取走

11、。(2)ACK：响应信号，低电平有效。由外设送来，有效时表示8255A数据已经为外设所接收。,(3)INTR：中断请求信号高电平有效。当外设接收了由CPU送给8255A的数据后，8255A就用INTR端向CPU发出中断请求，请求CPU再输出后面的数据。INTR是当ACK，OBF和INTE都为高电平时，才能被置成高电平。(4)INTE：中断允许信号。A口的INTE由PC6置复位，B口的INTE由PC2置复位。PC4、PC5位可以由控制字的D3，设置为输入或输出数据用。方式1的输出过程如下(A口)：1）微处理器发WR信号，将数据送入端口的输出缓冲器，WR上升沿一方面清除INTR信号，另一方面使OB

12、F有效，通知外设可以取数；2）外设取数后，发ACK信号，一方面使OBF无效（表示数已取走），另一方面使INTR有效，开始另一个新的输出过程。三、方式2双向选通输入输出（了解）通过8位数据线与外设进行双向通信的方式，既能发送，又能接收数据。工作时可以用中断方式，也可以用查询方式与CPU联系。,6.2.3 8255A 的初始化,一、方式控制字,二、C口按位置/复位（了解）,例：用程序将pc口的第七位置1，第3位置0。设控制口地址为：0EBH,MOV AL,00001111B;0FH OUT 0EBH,AL,MOV AL,00000110B;06H OUT 0EBH,AL,6.2.4 8255A的应

13、用举例,例1：在一系统中，要求8255A工作在方式0。现要求将从A口读取的数据 1)求反后从B口输出；2)将其绝对值从C口输出,Mov al,90h Out 63h,al;送控制字到控制字寄存器。Call delay1 In al,60h;从A口输入数据1)Call delay2 NOT AL Out 61h,al;从B口输出数据2)Call delay3 CMP AL,0 JGE PLD NEG AL PLD:Out 62h,al;从C口输出数据,60h63h,1 0 0 1 0 0 0 0,例2：假定在一个系统中，要求8255工作在方式1，端口A为输出，端口B为输入，PC4PC5 为输出，

14、禁止端口B中断.要求：1)对8255A初始化；2)在PC4引脚上输出负脉冲信号。（了解）,1)Mov al,10100111bMov dx,43h;控制寄存器地址 Out dx,al;8255A初始化Mov al,0dh;A口的INTE（PC6）置1Out dx,al;A口开放中断Mov al,04h;B口的INTE（PC2）置0Out dx,al;B口禁止中断,40H43H,MOV AL,00001001B OUT 43H,AL CALL DELAY MOV AL,00001000B OUT 43H,AL CALL DELAY MOV AL,00001001B OUT 43H,AL,例6-2

15、 开关接口,编程：每隔5分钟从PA口读入8个开关的状态存入2000H:3000H开始的数据区，工作10小时结束。设8255A的端口地址为60H63H,IN AL,60H,MOV AX,2000HMOV DS,AXMOV BX,3000H,MOV CX,120,MOV AL,10010000B(90H)OUT 63H,AL,MOV BX,ALINC BX,CALL DELAY 5M,DEC CXJNZ LOP,MOV AH,4CHINT 21H,LOP:,七段LED显示接口,七段（或八段）LED数码管简介,abcDefgDP,abcdefgDP,阴极,阳极,图6-20 七段（或八段）LED数码管

16、,例6-3 LED接口,编程：开始点亮LED7，每隔5妙钟发光灯向上移动一个，循环点亮8个灯，工作10小时结束。设8255A的端口地址为60H63H,MOV AL,7FHOUT 60H,AL,MOV CX,7200,MOV AL,10000000B(80H)OUT 63H,AL,ROR AL,01H,CALL DELAY 5S,LOOP LOP,MOV AH,4CHINT 21H,LOP:,例6-8 LED/开关接口（p214）,图623 8086CPU、8255A同开关7段LED的接口,LED,8255A,1,1,1,+5v,+5v,PA0,PA1,PA7,PB3,PB2,PB1,PB0,a

17、,b,DP,8255A初始化PA口输出、PB口输入工作于方式0,从PB口读入信息,屏蔽高4位，取开关状态,查7段显示码表,从PA口输出7段显示码,延时,程序流程（工作原理）,A1,A2,A0,A1,要求：用7段显示器现实开关的状态设：8255A端口地址0FFF8H、0FFFAH、0FFFCH、0FFFEH,解题分析,（1）8255A的负载能力较小，所以输出口PA经驱动器同7段LED显示器连接；（2）8255A设置为方式0工作，PA口输出，PB口输入；（3）由于8255A的A0A1与CPU的A1A2相连接，A0可以为“1”或“0”，因此，每个端口有两个地址，如：PA口地址为0FF8H或0FF9H

18、；（4）按题意可写出控制程序如下：,ORG2000HMOVAL，82H；（1000 0010B）8255A方式字MOVDX，0FFFEH；8255A控制字端口地址OUTDX，AL；送方式字RDPORTB：MOVDL，0FAH；送端口B地址INAL，DX；读端口B数据ANDAL，0FH；屏蔽高4位MOVBX，OFFSET SSEGCODE；求段码首地址XLAT；查表BX+ALALMOVDL，0F8H；设A口地址OUTDX，AL；段码输出到A口显示MOVAX，56CH；延时DELAY：DECAXJNZDELAY JMPRDPORTB；返回再次读B口内容HLT；暂停,读开关状态,处理,显示,ORG2

19、500HSSEGCODEDB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，DB 92H，82H，0F8H，80H，98H，88HDB 83H，0C6H，0A1H，86H，8EH；段码定义（共阴）例如：0C0H=1100 0000B；显示“0”PA0=a段=“0”点亮 PA1=b段=“0”点亮 PA2=c段=“0”点亮 PA3=d段=“0”点亮 PA4=e段=“0”点亮 PA5=f段=“0”点亮 PA6=g段=“1”灭 PA7=DP段=“1”灭,a,b,c,d,e,f,g,DP,（1）如果驱动改为反向器，则段码应修改为：SSEGCODEDB 3FH，06H，5BH，4FH，66H，DB 6D

20、H，7DH，07H，7FH，67H，77HDB 7CH，39H，5EH，79H，71H例如：3FH=0C0H=0011 1111B；显示“1”PA0=a段=“1”点亮 PA1=b段=“1”点亮 PA2=c段=“1”点亮 PA3=d段=“1”点亮 PA4=e段=“1”点亮 PA5=f段=“1”点亮 PA6=g段=“0”灭 PA7=DP段=“0”灭（2）如果要求7段LED循环显示0-F十六个数，每个显示5秒，显示20遍，则程序为：,ORG2000HMOVAL，80H（1000 0000B）；8255A方式字MOVDX，0FFFEH；8255A控制字端口地址OUTDX，AL；送方式字 MOVBX，2

21、0；循环次数20次DISFLOP：LEADI，SSEGCODE；求段码首地址MOVCX，16；显示字符个数LOP：MOVAL，DI；取显示字符送A口MOVDL，0F8H；设A口地址OUTDX，AL；段码输出到A口显示INCDI；修改显示指针CALLDELAY5S；延时5秒子程序LOOP LOP；循环16次DECBX；修改循环20次的计数值 JNZDISPLOP；返回再次读B口内容,A口显示一个字符,A口显示0F共16个字符,A口重复显示（0F）16个字符共20遍,8255A初始化,HLT；暂停ORG2100H DELAY5S：ORG2500HSSEGCODEDB 0C0H，0F9H，0A4H，

22、0B0H，99H，DB 92H，82H，0F8H，80H，98H，88HDB 83H，0C6H，0A1H，86H，8EH；段码定义（共阴）例如：0C0H=1100 0000B；显示“0”PA0=a段=“0”点亮 PA1=b段=“0”点亮 PA2=c段=“0”点亮 PA3=d段=“0”点亮 PA4=e段=“0”点亮 PA5=f段=“0”点亮 PA6=g段=“1”灭 PA7=DP段=“1”灭,例：8255A组成交通灯的控制。编写程序实现下列功能：K0、K1、K2全部闭合时，红灯亮；K0、K1、K2全部打开时，绿灯亮；其他情况黄灯亮。,分析：K0、K1、K2全部闭合，PA2PA1PA0：000（00

23、H），红灯亮：PB2PB1PB0：100（04H）；K0、K1、K2全部打开，PA2PA1PA0：111（07H），绿灯亮：PB2PB1PB0：010（02H）；其他情况 黄灯亮：PB2PB1PB0：001（01H）；。,根据电路图可知：8255工作于方式0，A口作输入口，B口作输出口。方式控制字为：10010000.端口A的地址为：340H，端口B的地址为341H，控制字寄存器地址为343H。程序如下：,MOV DX,343H;控制字端口地址 MOV AL,90H;方式控制字OUT DX,AL;初始化8255 AGAIN:MOV DX,340H;送端口A地址IN AL,DX;读端口AAND

24、AL,00000111B;取A口的低3位CMP AL,00000111B(07H);判断是否全部打开JE GREENCMP AL,00000000B(00H);判断是否全部闭合JE REDMOV AL,1;黄灯亮JMP OUTPUT RED:MOV AL,4;红灯亮JMP OUTPUT GREEN:MOV AL,2;绿灯亮 OUTPUT:MOV DX,341H;B口端口地址OUT DX,ALJMP AGAINHLT,622用一片8255A控制一组红、绿、黄灯，如习图8-8所示，反复检测s1、s2，要求由s1、s2的“闭合”和“断开”控制红、绿、黄3灯的点亮。当s1合，S2合时，黄灯亮；当s1合

25、，s2断时，红灯亮；当s1断，s2合时，绿灯亮；当s1断，s2断时，黄灯亮。试根据上述条件编制初始化程序以及控制程序(已知8255A的端口地址为60H63H。,当s1合，S2合时，黄灯亮；当s1合，s2断时，红灯亮；当s1断，s2合时，绿灯亮；当s1断，s2断时，黄灯亮。,S2 S1(PA1 PA0)00 A口(00H)PC2=1 C口(04H)1 0 A口(02H)PC0=1 C口(01H)01 A口(01H)PC1=1 C口(02H)11 A口(03H)PC2=1 C口(04H),解：A口是输入，C口是输出，控制字为10010000B（90H）8255口的地址为60H63H,LOP:IN

26、AL,60H CMP AL,01H JZ GREEN CMP AL,02H JZ RED MOV AL,04H JMP SHOWGREEN：MOV AL,02H JMP SHOW RED:MOV AL,01H SHOW：OUT 62H,AL；灯亮 JMP LOP,当S2合(0),s1合(0)(PA=00H)，黄灯亮(pc2=1)04H；当s2断(1),s1合(0)(PA=02H)，红灯亮(pc0=1)01H；当s2合(0),s1断(1)(PA=01H)，绿灯亮(pc1=1)02H；当s2断(1),s1断(1)(PA=03H)，黄灯亮(pc2=1)04H。,MOV AL,90H OUT 63H,AL;8255A初始化,