微机原理并行接口8255A

教学要求1.了解I/O接口电路的主要功能、内部和外部特点、端口编址方法、I/O地址译码特点2.掌握输入输出指令3.掌握无条件、查询传送方式4.理解中断、中断源、中断工作过程、中断源识别、优先权排队和中断嵌套5.理解DMA传送的工作过程习题：P2258.3,8.4传送方式的比较无条件传送：接口电路和控制程序最简单慢速外设需与CPU保持同步查询传送：接口电路和控制程序简单实用，但CPU工作效率较低中断传送：外设主动，可与CPU并行工作，CPU工作效率高，但每次传送需要额外时间开销用来确定中断源、保护断点或现场等DMA传送：DMAC控制，外设直接和存储器进行数据传送，速度快、效率高但接口电路复杂，适用于数据传输量大、传输速度快的场合8.3并行接口教学重点8255A的工作方式和编程8255A的应用简易键盘的扫描程序LED数码管的多位显示并行数据传输方式以计算机的字长，通常是8位、16位或32位为传输单位，一次传送一个字长的数据适合于外部设备与微机之间进行近距离、大量和快速的信息交换例如：微机与并行接口打印机、磁盘驱动器微机系统中最基本的信息交换方法例如：系统板上各部件之间，接口电路板上各部件之间8.3并行接口芯片8255A具有多种功能的可编程并行接口电路芯片最基本的接口电路：三态缓冲器和锁存器与CPU间、与外设间的接口电路：状态寄存器和控制寄存器还有端口的译码和控制电路、中断控制电路共24个外设引脚，分3个端口、2组控制共三种输入输出工作方式芯片引脚一、8255A的内部结构和引脚数据总线缓冲器内部控制线内部数据线D0～D7A组控制A组端口AA组端口C上部B组控制B组端口BB组端口C下部读写控制逻辑PC0～PC3PB0～PB7PC4～PC7PA0～PA7RDWRA0A1CSRESET1.外设数据端口端口A：PA0~PA7A组，支持工作方式0、1、2端口B：PB0~PB7B组，支持工作方式0、1端口C：PC0~PC7仅支持工作方式0A组控制高4位PC4～PC7B组控制低4位PC0～PC3端口A：PA0～PA7常作数据端口，功能最强大端口B：PB0～PB7常作数据端口端口C：PC0～PC7可作数据、状态和控制端口分两个4位，每位可独立操作控制最灵活，最难掌握2.与处理器接口CS*A1A0I/O地址读操作RD*写操作WR*00000101001160H61H62H63H读端口A读端口B读端口C非法写端口A写端口B写端口C写控制字D0~D7数据线A0~A1地址线CS*片选信号RD*读信号WR*写信号RESET复位信号PC/XT机上的端口地址二、8255A的工作方式方式0：基本输入输出方式（重点）适用于无条件传送和查询方式的接口电路方式1：选通输入输出方式（后讲）适用于查询和中断方式的接口电路方式2：双向选通传送方式（后讲）适用于与双向传送数据的外设适用于查询和中断方式的接口电路三、8255A的编程初始化编程：一个方式控制字采用控制I/O地址：A1A0＝11工作过程中：通过数据端口对外设数据进行读写数据读写利用端口A、B和C的I/O地址，A1A0依次等于00、01、10IBMPC/XT机上，端口A、B、C和控制端口的I/O地址为60H、61H、62H和63H1.控制字（1）方式控制字记忆方法：1=“IN”0=“OUT”（2）端口C的位控制字位控制字写入控制端口特别便于置位复位内部中断允许触发器INTE写入方式控制字：示例要求：A端口：方式1输入C端口上半部：输出，C口下半部：输入B端口：方式0输出方式控制字：10110001B或B1H初始化的程序段：movdx,0fffeh；假设控制端口为FFFEHmoval,0b1h；方式控制字outdx,al；送到控制端口2.读写数据端口初始化编程后：当数据端口作为输入接口时，执行输入IN指令将从输入设备得到外设数据当数据端口作为输出接口时，执行输出OUT指令将把CPU的数据送给输出设备8255A具有锁存输出数据的能力对输出方式的端口同样可以输入不是读取外设数据读取的是上次CPU给外设的数据读写数据端口：示例1利用8255A的输出锁存能力，可实现按位输出控制对输出端口B的PB7位置位的程序段：movdx,0fffah；B端口假设为FFFAHinal,dx；读出B端口原输出内容oral,80h；使PB7＝1outdx,al；输出新的内容四、8255A的应用（8.3.3）作为通用的并行接口电路芯片，8255A具有广泛的应用应用在IBMPC/XT微机上应用于打印机接口电路连接简易键盘驱动LED数码管……1、8255A在IBMPC/XT上的应用工作在基本输入/输出方式0端口A为方式0输入，用来读取键盘扫描码端口B工作于方式0输出，例如控制扬声器等端口C为方式0输入，读取系统状态和配置系统的初始化编程：moval,10011001b；方式控制字99Hout63h,al2、并行打印机接口（补充）一般采用Centronics标准接口或其简化接口Centronics接口是的一个并行接口协议这个协议规定了36脚簧式插头座和信号含义其中前11条线是关键信号：8条数据线3条联络线（选通、响应和打印机忙）还有一些特殊控制线、状态线PC系列机的并行打印机接口是一个25针插口主要信号线DATA0~DATA7：8位并行数据信号线，打印数据通过它们送至打印机STROBE*：选通，用于使打印机接收数据的选通信号。负脉冲的宽度在接收端应大于0.5sBUSY：忙，表示打印机不能接收数据ACK*：响应，打印机接收一个数据字节后就回送一个响应的负脉冲信号（脉宽约为5s）8位数据的可靠输出通过选通STROBE*、响应ACK*和忙BUSY三个联络信号控制打印机接口的信号与时序BUSYDATA0～7ACKSTROBE主机把数据送给引脚DATA0～DATA7同时送出数据选通信号STROBE*打印机在BUSY信号线上发出忙信号打印机处理好输入的数据时撤消忙信号同时又送出一个响应信号ACK*用8255A方式0与打印机接口BUSYDATA0～78255APC7PC2PA0～PA7打印机STROBE地址：端口AFFF8H端口BFFFAH端口CFFFCH控制口FFFEH例8255A的初始化movdx,0fffeh；控制端口地址：FFFEHmoval,10000001b；方式控制字：91Houtdx,al；A端口方式0输出，C端口上输出、下输入moval,00001111b；端口C的复位置位控制字，使PC7＝1(STROBE*)outdx,al例打印子程序：查询printcproc；入口参数：AH=打印数据pushaxpushdxprn:movdx,0fffch；读取端口Cinal,dx；查询打印机状态andal,04h；PC2＝BUSY＝0？jnzprn；PC2＝1，打印机忙，则循环等待例打印子程序：输出movdx,0fff8h；PC2＝0，打印机不忙，则输出数据moval,ahoutdx,al；将打印数据从端口A输出movdx,0fffeh；从PC7送出控制低脉冲moval,00001110B；置STROBE*＝0outdx,alnop；产生一定宽度的低电平nopmoval,00001111B；置STROBE*＝1outdx,al；最终，STROBE*产生低脉冲信号popdxpopaxretprintcendp五、工作方式（续）方式0：基本输入输出方式适用于无条件传送和查询方式的接口电路方式1：选通输入输出方式适用于查询和中断方式的接口电路方式2：双向选通传送方式适用于与双向传送数据的外设适用于查询和中断方式的接口电路1、方式1（1）方式1输入：A端口数据选通信号表示外设已经准备好数据输入缓冲器满信号表示A口已经接收数据中断请求信号请求CPU接收数据PC4PC5PC3PA7~PA0INTEAIBFAINTRASTBA中断允许触发器方式1输入：B端口PC2PC1PC0PB7~PB0INTEBIBFBINTRBSTBB数据选通信号表示外设已经准备好数据输入缓冲器满信号表示B口已经接收数据中断请求信号请求CPU接收数据中断允许触发器方式1需借用端口C用做联络信号同时还具有中断请求和屏蔽功能方式1输入联络信号STB*——选通信号，低电平有效由外设提供的输入信号，当其有效时，将输入设备送来的数据锁存至8255A的输入锁存器IBF——输入缓冲器满信号，高电平有效8255A输出的联络信号。当其有效时，表示数据已锁存在输入锁存器INTR——中断请求信号，高电平有效8255A输出的信号，可用于向CPU提出中断请求，要求CPU读取外设数据实验内容方式1输入时序dataINTRIBFdata输入端口D0～D7STBRDSTB*和IBF是外设和8255A间的一对应答联络信号，为的是可靠地输入数据注意！方式1中断控制8255A的中断由中断允许触发器INTE控制置位允许中断，复位禁止中断对INTE的操作通过写入端口C的对应位实现，INTE触发器对应端口C的位是作应答联络信号的输入信号的那一位(输入为STB*)，只要对那一位置位/复位就可以控制INTE触发器选通输入方式下端口A的INTEA对应PC4端口B的INTEB对应PC2（2）方式1输出：A端口外设响应信号表示外设已经接收到数据输出缓冲器满信号表示CPU已经输出了数据中断请求信号请求CPU再次输出数据PC6PC7PC3PA7~PA0INTEAOBFAINTRAACKA中断允许触发器方式1输出：B端口PC2PC1PC0PB7~PB0INTEBOBFBINTRBACKB外设响应信号表示外设已经接收到数据输出缓冲器满信号表示CPU已经输出了数据中断请求信号请求CPU再次输出数据中断允许触发器方式1输出联络信号OBF*——输出缓冲器满信号，低有效8255A输出给外设的一个控制信号，当其有效时，表示CPU已把数据输出给指定的端口，外设可以取走ACK*——响应信号，低有效外设的响应信号，指示8255A的端口数据已由外设接受INTR——中断请求信号，高有效当输出设备已接受数据后，8255A输出此信号向CPU提出中断请求，要求CPU继续提供数据端口A的INTEA对应PC6端口B的INTEB对应PC2方式1输出时序INTRdatadata输出端口D0～D7WROBFACKOBF*和ACK*是外设和8255A间的一对应答联络信号，为的是可靠地输出数据注意！2、方式2双向方式方式2将方式1的选通输入输出功能组合成一个双向数据端口，可以发送数据和接收数据只有端口A可以工作于方式2，需要利用端口C的5个信号线，其作用与方式1相同方式2的数据输入过程与方式1的输入方式一样方式2的数据输出过程与方式1的输出方式有一点不同：数据输出时8255A不是在OBF*有效时向外设输出数据，而是在外设提供响应信号ACK*时才送出数据方式2双向引脚PC6PC7PC3PA7~PA0INTE1OBFAINTRAACKAPC4PC5IBFASTBAINTE2用PC6设置INTE1（输出）用PC4设置INTE2（输入）输入和输出中断通过或门输出INTRA信号输出联络信号输入联络信号方式2双向时序data-outINTRdata-outdata-indata-inPA0～PA7D0～D7IBFWROBFACKSTBRD六、读写端口C：归纳1C端口被分成两个4位端口，两个端口只能以方式0工作，可分别选择输入或输出在控制上，C端口上半部和A端口编为A组，C端口下半部和B端口编为B组读写端口C：归纳2当A和B端口工作在方式1或方式2时，C端口的部分或全部引脚将被征用其余引脚仍可设定工作在方式0读写端口C：归纳3对端口C的数据输出有两种办法通过端口C的I/O地址：向C端口直接写入字节数据。这一数据被写进C端口的输出锁存器，并从输出引脚输出，但对设置为输入的引脚无效通过控制端口：向C端口写入位控字，使C端口的某个引脚输出1或0，或置位复位内部的中断允许触发器端口C的位控制字位控制字写入控制端口特别便于置位复位内部中断允许触发器INTE读写端口C：归纳4读取的C端口