微机原理 第八章 可编程通用接口芯片

微机原理及应用第八章可编程通用接口芯片重点掌握内容：可编程并行接口8255A的基本结构、工作方式、在PC机中的应用及应用编程（能设计和分析由8255A组成的简单电路，并进行程控）可编程定时/计数器8253的基本结构、工作方式、在PC机中的应用及应用编程（能分析包含8253的简单电路，并进行初始化编程）有关串行通信和串行接口的基本概念几个重要概念：并行通信、同步串行通信、异步串行通信、波特率了解内容：8255A的工作时序8253的各种工作方式和输出波形EIARS-232标准和可编程异步串行接口芯片8250的工作原理及在PC机中的应用微机原理及应用第八章主要内容§8.1接口芯片的功能及分类§8.2可编程并行接口芯片8255A§8.3可编程计数/定时器8253§8.48255、8253在PC机中的应用§8.5串行通信及接口简介微机原理及应用§8.1接口芯片的功能及分类接口芯片的功能寻址功能信息交换功能接口芯片的分类按用途分类按控制方式分微机原理及应用寻址功能与信息交换功能芯片内部可以有多个寄存器，通过不同的端口地址进行读/写访问：写控制字到控制口，用来设置芯片功能；从状态口读状态字；读/写数据，以实现CPU与数据口之间的信息交换。芯片有片选信号/CS及片内端口选择信号：系统高位地址线经译码产生片选线/CS；在/CS有效的前提下，由系统低位地址线选择片内寄存器，由此确定芯片内各端口的地址微机原理及应用按用途分类通用接口芯片74LS373、8282（锁存器）、8286、74LS245（双向数据收/发器）、8255A（并行接口）、8250（串行接口）、8253（定时/计数）……专用接口芯片DMA控制器8237A;中断控制器8259A……微机原理及应用按控制方式分类不可编程控制芯片（芯片功能固定）74LS373、74LS245、8282、8286可编程控制芯片（芯片功能可变）8255A、8253、8259A、8237A、8250微机原理及应用§8.2可编程并行接口芯片8255A8255A的基本功能8255A的内部结构8255A的引脚特性8255A的控制命令字8255A的工作方式应用实例微机原理及应用一、8255A的基本功能有三个相互独立的8位双向输入/输出通道：A端口、B端口、C端口。C端口可以用作两个独立的4位口；输入/输出与TTL电平兼容；三种工作方式，适用于进行同步、查询、中断I/O控制方式；通用性强、使用灵活。微机原理及应用二、8255A的内部结构A组控制逻辑B组控制逻辑A组(A口,8位)A组(C口上半部，4位)B组(B口,8位)B组(C口下半部，4位)读/写控制逻辑/RD/WRA1A0RESET/CS8位内部数据总线数据总线缓冲器双向数据总线D0~D7PA0~PA7PC4~PC7PB0~PB7内部逻辑与系统总线的接口与外设的接口PC0~PC3微机原理及应用三、8255A的引脚特性8255A与外设的接口：8位双向A端口——PA0~PA78位双向B端口——PB0~PB78位双向C端口——PC0~PC78255A与CPU的接口：8位数据线D0~D7：接数据总线的D0~D7片内寄存器端口选择线A0、A1片选线/CS读写控制线/RD、/WR复位控制线RESET微机原理及应用8255A的地址写控制字地址：A1=1、A0=1A端口读写地址：A1=0、A0=0B端口读写地址：A1=0、A0=1C端口读写地址：A1=1、A0=0控制字仅允许写操作，其余端口可读可写微机原理及应用四、8255A的控制（命令）字共两个控制命令字：工作方式控制字C口置/复位控制字一址两字的识别位：最高位=1时,写入工作方式控制字最高位=0时,写入C口置/复位控制字微机原理及应用控制字1特征位A口工作方式00:方式001:方式11x:方式2A口输入/出0:输出1:输入PC7~PC4输出0:输出1:输入B口方式0:方式01:方式1PC3~PC0输入/出0:输出1:输入D7D6D5D4D3D2D1D0B口输入/出0:输出1:输入置位/复位0特征位XC口置位/复位8位编码000-111XXD7D6D5D4D3D2D1D0C口置位/复位0：复位1：置位微机原理及应用1.工作方式控制字b7b6b5b4b3b2b1b01•特征识别位：b7=1•A端口工作方式：b6、b5•A端口输入/输出：b4•B端口工作方式：b2•B端口输入/输出：b1•C端口上半部分输入/输出：b3•C端口下半部分输入/输出：b0微机原理及应用1.A端口的可编程工作方式定义A端口工作方式的定义位b6b5=00——方式0,A端口用作基本输入/输出b6b5=01——方式1,A端口用作选通输入/输出b6b5=1x——方式2,A端口用作双向数据传送A端口输入、输出方向的选择位b4=0——A端口用作输出b4=1——A端口用作输入A端口为方式2时,b4位无意义微机原理及应用B端口的可编程工作方式定义B端口工作方式的定义位b2=0——方式0,B端口用作基本输入/输出b2=1——方式1,B端口用作选通输入/输出B端口无方式2！B端口输入、输出方向的选择位b1=0——A端口用作输出b1=1——A端口用作输入微机原理及应用C端口的工作方式定义当A、B端口均为方式0时，C端口全部用作I/O口；当A、B端口工作在方式1或2时，C端口中的某些特定位有固定含义，仅剩余的位可做普通I/O口。C端口输入/输出方向选择b3=0——PC4~PC7用作输出b3=1——PC4~PC7用作输入b0=0——PC1~PC3用作输出b0=1——PC1~PC3用作输入微机原理及应用2.C端口置/复位控制字b7b6b5b4b3b2b1b00———•特征识别位：b7=0•C端口8位的编码：b3、b2、b1（000~111）•置/复位控制位：b0=0，对应PCn位输出低电平b0=1，对应PCn位输出高电平•b6、b5、b4位无意义微机原理及应用C端口的位选择编码b3b2b1PCn编码b0=0b0=1000PC0对应的PCn位置为低电平对应的PCn位置为高电平001PC1010PC2011PC3100PC4101PC5110PC6111PC7微机原理及应用设8255A的A口工作于方式1输入，B口工作于方式0输出，置PC4=H(8255A的地址为60H~63H)：工作方式控制字C口置/复位控制字MOVAL,0B0H；1011000XBOUT63H,AL;写方式控制字MOVAL,09H；0XXX01001BOUT63H,AL;写置/复位控制字b7b6b5b4b3b2b1b01011000xb7b6b5b4b3b2b1b00xxx1001微机原理及应用五、8255A的工作方式A端口可工作于方式0、方式1、方式2B端口可工作于方式0、方式1C端口仅能工作于方式0方式0：基本输入/输出（无条件传送）方式1：选通输入/输出（查询/中断）方式2：双向数据传送（方式1输入与输出的综合）微机原理及应用方式0——基本输入输出功能：A口、B口及C口的上、下半部分均可单独工作于方式0的输入或输出，共有十六种组态电特性：输出锁存，输入无锁存应用：A、B、C端口均传送数据信息，因而适合于无条件传送方式；也可通过程序控制实现查询传送方式，此时可用任一端口传送状态信息微机原理及应用方式1——选通输入输出功能：A、B端口用于进行数据输入或输出，C端口的特定位作为A、B端口的状态位和控制位。电特性：输出锁存，输入时缓冲。应用：A、B端口传数据。C端口的特定位传送状态信息，适于查询方式；C端口其它特定位发中断请求，也适于中断方式。微机原理及应用方式2——双向输入输出功能：仅A端口具有双向数据传送功能，C端口的特定位用作A端口输入、输出时的状态信息和控制信息。电特性：A端口双向锁存和缓冲。应用：A端口双向传送数据。集合了在方式1下分别用于A口输入、输出状态和控制的全部C端口特定位，可以实现查询或中断方式的传送。微机原理及应用A端口——方式1输入方式控制字：C端口特定位的作用PC4：/STBA外设送给8255A的状态信号，表示外设的输入数据已锁存到A端口PC5：IBFA8255A向CPU方向送出的状态信号，表示A端口输入缓冲器已满（查询方式下的查询位）PC3：INTRA8255A向CPU发出的中断请求信号1011？XXX微机原理及应用INTRA的中断允许及中断屏蔽产生INTRA信号的逻辑表达式：INTRA=IBFA&INTEA若输入数据已送A端口锁存，则IBFA(PC5)自动变高若INTEA=“0”,则INTRA(PC3)=“0”→中断屏蔽若INTEA=“1”,则INTRA(PC3)=“1”→中断允许INTEA的控制：对PC4进行置/复位方式操作中断屏蔽，则置PC4=“0”→中断允许，则置PC4=“1”→0XXX10000XXX1001微机原理及应用B端口——方式1输入1XXX？11X方式控制字：C端口特定位的作用PC2：/STBB外设送给8255A的状态信号，表示外设的输入数据已锁存到B端口PC1：IBFB8255A向CPU方向送出的状态信号，表示B端口输入缓冲器已满（查询方式下的查询位）PC0：INTRB8255A向CPU发出的中断请求信号微机原理及应用INTRB的中断允许及中断屏蔽0XXX01000XXX0101产生INTRB信号的逻辑表达式：INTRB=IBFB&INTEB若输入数据已送B端口锁存，则IBFB(PC1)自动变高若INTEB=“0”,则INTRB(PC0)=“0”→中断屏蔽若INTEB=“1”,则INTRB(PC0)=“1”→中断允许INTEB的控制：对PC2进行置/复位方式操作中断屏蔽，则置PC2=“0”→中断允许，则置PC2=“1”→微机原理及应用A端口——方式1输出方式控制字：C端口特定位的作用PC7：/OBFA8255A向外设送出的信号，表示数据已写入A端口，输出缓冲器满PC6：/ACKA外设送给8255A的信号，表示已从A端口将数据取走，同时将/OBFA置为高电平PC3：INTRA8255A向CPU发出的中断请求信号1010？XXX微机原理及应用INTRA的中断允许及中断屏蔽产生INTRA信号的逻辑表达式：INTRA=/OBFA&INTEA若输出数据已从A端口取走，则/OBFA(PC7)自动变高若INTEA=“0”,则INTRA(PC3)=“0”→中断屏蔽若INTEA=“1”,则INTRA(PC3)=“1”→中断允许INTEA的控制：对PC6进行置/复位方式操作中断屏蔽，则置PC6=“0”→中断允许，则置PC6=“1”→0XXX11000XXX1101微机原理及应用B端口——方式1输出1XXX？10X方式控制字：C端口特定位的作用PC1：/OBFB8255A向外设送出的信号，表示数据已写入B端口，输出缓冲器满PC2：/ACKB外设送给8255A的信号，表示已从B端口将数据取走，同时将/OBFB置为高电平PC0：INTRB8255A向CPU发出的中断请求信号微机原理及应用INTRB的中断允许及中断屏蔽产生INTRB信号的逻辑表达式：INTRB=/OBFB&INTEB若输出数据已从B端口取走，则/OBFB(PC1)自动变高若INTEB=“0”,则INTRB(PC0)=“0”→中断屏蔽若INTEB=“1”,则INTRB(PC0)=“1”→中断允许INTEB的控制：对PC2进行置/复位方式操作中断屏蔽，则置PC2=“0”→中断允许，则置PC2=“1”→0XXX01000XXX0101微机原理及应用A端口——方式2（双向数据传送）方式控制字：C端口特定位的作用输入：同A端口方式1输入，使用PC3、PC4、PC5输出：同A端口方式1输出，使用PC3、PC6、PC7中断允许与中断屏蔽输入：中断方式同A端口方式1输入，置/复位PC4输出：中断方式同A