微机原理并行通信和并行接口8255A

1微型计算机原理及其应用——第八章：并行通信和并行接口8255A2第八章：并行通信和并行接口8255A1.串行通信和并行通信2.可编程并行接口芯片8255A3第八章：并行通信和并行接口8255A——串行通信和并行通信在计算机领域中有两种数据通信方式：串行传送和并行传送。并行传送：数据在多条并行1位宽的传输线上同时由源传送到目的。以1字节的数据为例，在并行传送中，1字节的数据通过8条并行传输线同时由源传送到目的。串行传送：数据在单条1位宽的传输线上，一位一位地按顺序分时传送。以1字节为例，在串行传送中，1字节的数据要通过一条传输线分8次由低位到高位按顺序一位一位地传送。源目的T801101010源01101010目的011010100D7DT4第八章：并行通信和并行接口8255A——串行通信和并行通信5第八章：并行通信和并行接口8255A——串行通信和并行通信串行通信和并行通信比较距离：并行——近距离传送（通常小于30米）串行——远距离传送（几米~数千公里）速度：二者的传送速率与距离成反比，但在短距离内并行快得多。设备费用：随着大规模和超大规模集成电路的发展、逻辑器件价格趋低，而通信线路费用趋高，因此对远距离通信而言，串行通信的费用显然会低得多。另一方面串行通信还可利用现有的电话网络来实现远程通信，降低了通信费用。6第八章：并行通信和并行接口8255A1.可编程并行接口芯片8255A7第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A概述Intel8255A是一种通用的可编程序并行I/O接口芯片，又称“可编程外设接口芯片”，是为Intel8080/8085系列微处理据设计的，也可用于其它系列的微机系统。可由程序来改变其功能，通用性强、使用灵活。通过8255A，CPU可直接同外设相连接，是应用最广的并行I/O接口芯片。含3个独立的8位并行输入/输出端口，各端口均具有数据的控制和锁存能力。可通过编程设置各端口的工作方式和数据传送方向(入/出/双向)。8第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A8255A的内部结构A组控制数据总线缓冲器读/写控制逻辑B组控制A组A口（8位）A组C口高位（4位）B组C口低位（4位）B组B口（8位）D0~D7RDRDA1A0RESETRDPA0~PA7PC4~PC7PC0~PC3PB0~PB79第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A8255A的内部结构1.数据总线缓冲器：三态8位双向缓冲器，与系统数据总线连接的缓冲部件；传送数据、控制字、状态字的通道。2.3个8位数据端口(PA、PB、PC)：通常PA口与PB口用作输入输出的数据端口，PC口用作数据传输或提供联络线的端口。在方式字的控制下，PC口可以分成两个4位的端口，其中PC7～PC4同端口A配合使用，PC3～PC0同端口B配合使用。3.A组、B组控制电路：这两组控制电路根据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组控制电路控制PA口和PC口高4位，B组控制电路控制PB口和PC口低4位。4.读/写控制逻辑：用来管理数据、控制字和状态字的传送，接收系统总线发来的有关信号，并向A、B两组控制部件发送命令。10第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A8255A的引脚功能DIP封装，共40个引脚。1.连接系统总线的主要引脚D0～D7：数据线，双向，连CPU数据总线；RESET：复位输入，接系统总线的RESET；CS*：片选控制输入，接译码器；RD*：读命令输入，接CPU的RD*或IOR*；WR*：写命令输入，接CPU的WR*或IOW*；A0，A1：片内端口地址输入，可选4个片内端口。接AB的任2位。WRD0D1D2D3D4D5D6D7VCCPB7RDCSGNDA1A0PA4PA5PA6PA7PB5PB6PB4PB3RESETPB1PB2PB0PC3PC2PC1PC0PC4PC5PC6PC7PA3PA2PA1PA0511015354030252111第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A8255A的引脚功能A1、A0端口选择情况，见右表由CS*、A1、A0、RD*、WR*引脚的不同组合，实现各种不同的功能。见下表：A1A0端口00011011ABC控制口CSA1A0RDWR功能00001对端口A读00101对端口B读01001对端口C读01非法，不能对控制口读输入0对端口A写0对端口B写0对端口C写0对控制口写输出1×××××××11数据缓冲器为三态断开011111100000101001112第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A8255A的引脚功能2.连接外设端的引脚PA0~PA7：A口外设数据线，接外设；PB0~PB7：B口外设数据线，接外设；PC0~PC7：C口外设数据线或联络线，接外设。WRD0D1D2D3D4D5D6D7VCCPB7RDCSGNDA1A0PA4PA5PA6PA7PB5PB6PB4PB3RESETPB1PB2PB0PC3PC2PC1PC0PC4PC5PC6PC7PA3PA2PA1PA0511015354030252113第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A8255A与系统的连接示意图D0~D7WRRDA1A0CSDBIOWIORA1A0译码器8255A口B口C口D0~D7外设1A15～A2系统总线外设2外设314第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A8255A的工作方式•方式0——基本输入/输出方式（A、B、C口）•方式1——选通工作方式（A、B口）•方式2——双向选通传送方式（仅A口）某端口工作于哪一种方式，可通过软件编程来指定。即向8255写入方式控制字来决定其工作方式。15第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A8255A的工作方式——方式0(基本输入/输出方式)特点：8255A相当于三个独立的8位数据口。各端口既可设置为输入口，也可设置为输出口，但不能同时实现输入及输出。C端口即可以是一个8位的简单接口，也可以分为两个独立的4位端口。设置为输出口时有锁存能力，设置为输入口时无锁存能力。适用于：无条件输入输出方式。查询输入输出方式：把A、B口作为8位数据的输入或输出口，C口的高/低4位分别定义为A、B口的控制位和状态位。16第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A8255A的工作方式——方式0(基本输入/输出方式)INAL,PORT①外设将数据送到8255输入缓冲器中；②CPU给出有效的8255地址；③CPU发读命令，将8255A输入缓冲器中数据读入CPU的AL寄存器中。输入缓冲器译码器数据DBAB外设8nIO/MRD17第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A8255A的工作方式——方式0(基本输入/输出方式)方式0输入时序：tRRtIRtARtRDtDFtRAtHR输入数据数据有效数据有效A1、A0D7～D0RDCS有效18第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A8255A的工作方式——方式0(基本输入/输出方式)OUTPORT,AL①CPU给出有效的8255地址；②CPU发写命令，将CPU的AL寄存器中数据写入8255A输出锁存器中。输出锁存器译码器数据DBAB外设8nIO/MWR19第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A8255A的工作方式——方式0(基本输入/输出方式)方式0输出时序：数据有效数据有效A1、A2D7～D0WRCS输出数据tWWtDWtWDtWAtWBtAW有效20第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A8255A的工作方式——方式1(选通工作方式)利用一组选通控制信号控制A端口和B端口的数据输入输出。特点：1.A、B口作输入或输出口，C口分为两部分，其部分位（6位）固定用作A口、B口的选通控制信号。2.C口的剩余位仍可作数据位使用。3.A口、B口在作为输入和输出时的选通信号不同。方式1的应用：主要用于中断控制方式下的输入输出。说明：C口除部分位用作选通信号外，其余位(2位)可工作在方式0下，作为输入或输出线，用程序指定其数据传送方向。21第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A8255A的工作方式——方式1(选通工作方式)A、B口都设为方式1输入C口的联络信号：STB#——选通信号，由外设输入。=0时，将外设数据送入8255的输入锁存器。A组对应PC4；B组对应PC2。IBF——输入锁存器满信号，由8255A输出。=1时通知外设输入的数据已写入缓冲器，此时不能送下一个数据。此信号由STB#的前沿产生。CPU用IN指令取走数据后（RD#的后沿），此信号被清除。A组对应PC5；B组对应PC1。PA7~PA0PC4PC5PC3INTEAIBFAINTRAD7~D0输入设备(到CPU)RDASTBPB7~PB0PC2PC1PC0INTEBD7~D0IBFBINTRB输入设备(到CPU)RDBSTB22第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A8255A的工作方式——方式1(选通工作方式)A、B口都设为方式1输入C口的联络信号：INTE——中断允许，是否允许发出INTR请求。INTE=1和IBF为高电平时，允许发出INTR请求。无引出。INTR——中断请求，由8255A输出。中断允许时，由STB#的后沿产生，向CPU请求中断，让CPU读走输入锁存器中的数据。INTR信号由RD#的前沿清除。A组对应PC3；B组对应PC0。PA7~PA0PC4PC5PC3INTEAIBFAINTRAD7~D0输入设备(到CPU)RDASTBPB7~PB0PC2PC1PC0INTEBD7~D0IBFBINTRB输入设备(到CPU)RDBSTB23第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A8255A的工作方式——方式1(选通工作方式)方式1输入时序：PB7~PB0PA7~PA0STBIBFINTRRD外设送来数据②③当INTE=1时①24第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A8255A的工作方式——方式1(选通工作方式)A、B口都设为方式1输出C口的联络信号：OBF#——输出缓冲器满信号，8255A输出。=0时通知外设取走数据。A组对应PC7；B组对应PC1ACK#——响应信号，外设输入。＝0时表示外设已从数据端口取走数据。此信号使OBF#变高。A组对应PC6；B组对应PC2。PA7~PA0PC7PC6PC3INTEAINTRAD7~D0输出设备(到CPU)WRAOBFAACKPB7~PB0PC1PC2PC0INTEBD7~D0INTRB输出设备(到CPU)WRBACKBOBF25第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A8255A的工作方式——方式1(选通工作方式)A、B口都设为方式1输出C口的联络信号：INTR——ACK#上升沿产生，8255输出。=1时请求CPU输出下一个数据(通常接到8259)。A组对应PC3；B组对应PC0。INTE——中断允许位，INTE=1和OBF#为高电平时，允许产生INTR信号。无引出。PA7~PA0PC7PC6PC3INTEAINTRAD7~D0输出设备(到CPU)WRAOBFAACKPB7~PB0PC1PC2PC0INTEBD7~D0INTRB输出设备(到CPU)WRBACKBOBF26第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A8255A的工作方式——方式1(选通工作方式)方式1输出时序：①D7~D0送往外设数据数据写入端口WROBFINTRACK②③当INTE=1时27第八章：并行通信和并行接口8255A——8255A8255A的工作方式——方式2(双向选通传送方式)特点：1.双向方式——既是输入口，又是输出口。2.利用C口的5条线提供传输联络信号。3.类似于A口方式1下输入和输出的组合。工作时输入、输出