微型计算机原理及应用第8章-接口技术课件.ppt
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- 微型计算机 原理 应用 接口 技术 课件
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1、第第8章章 接口技术接口技术一、一、可编程并行输入可编程并行输入/输出接口芯片输出接口芯片8255A 习题习题二、二、可编程定时器可编程定时器/记数器记数器8253 习题习题7/21/2022微机原理及应用微机原理及应用1一、可编程并行输入一、可编程并行输入/输出接口芯片输出接口芯片8255AIntel 8255A是可编程接口芯片,可以用程序设定或是可编程接口芯片,可以用程序设定或改变其工作方式,改变其工作方式,CPU通过它与外设连接。通过它与外设连接。1、8255A的结构与工作方式的结构与工作方式2、8255A的使用及初始化程序的使用及初始化程序例题例题作业作业7/21/2022微机原理及应
2、用微机原理及应用21、8255A的结构与工作方式的结构与工作方式(1)内部结构及引脚内部结构及引脚(2)8255A工作方式工作方式7/21/2022微机原理及应用微机原理及应用38255A的内部结构框图的内部结构框图1 1、并行输入、并行输入/输出端口输出端口 8255A有有3个独立的输个独立的输入入/输出端口输出端口A、B、C,每个端口每个端口8位,位,分别与不同的外设分别与不同的外设进行数据交换。进行数据交换。在与外设数据传送中需在与外设数据传送中需要联络控制线时,要联络控制线时,C端口作控制信号输端口作控制信号输出和状态信号输入,出和状态信号输入,与与A、B口配合。口配合。读/写控制部件
3、数据总线缓冲器RDWRA1A0RESETD7 D0CSA 组端口A(8)B 组端口C下半部(4)B 组端口B(8)A 组端口C上半部(4)A 组控制部件B 组控制部件8位内部数据总线 I/OPB7 PB0 I/OPA7 PA0 I/OPC7 PC4 I/OPC3 PC07/21/2022微机原理及应用微机原理及应用4 8255A的内部结构框图的内部结构框图2、A组和B组控制电路A组:组:A口、口、C口高口高4位;位;B 组:组:B口、口、C口低口低4位;位;各有控制电路,负责接受各有控制电路,负责接受来自读来自读/写控制逻辑的写控制逻辑的各种命令,以及来自各种命令,以及来自数据总线的控制字,数
4、据总线的控制字,从而决定从而决定A组和组和B组的组的工作方式;工作方式;根据根据CPU的命令对的命令对C端口端口的每一位实现的每一位实现“复位复位”或或“置位置位”。读/写控制部件数据总线缓冲器RDWRA1A0RESETD7 D0CSA 组端口A(8)B 组端口C下半部(4)B 组端口B(8)A 组端口C上半部(4)A 组控制部件B 组控制部件8位内部数据总线 I/OPB7 PB0 I/OPA7 PA0 I/OPC7 PC4 I/OPC3 PC07/21/2022微机原理及应用微机原理及应用53、读/写控制部件8255A内部完成读内部完成读/写控写控制功能的部件。制功能的部件。与与6条输入控制
5、线连接,条输入控制线连接,负责接受负责接受CPU输入的输入的控制信号。控制信号。4、数据总线缓冲器是一个是一个8位双向三态缓冲位双向三态缓冲器,是器,是8255A与与CPU交换各类数据的接口。交换各类数据的接口。8255A的内部结构框图的内部结构框图读/写控制部件数据总线缓冲器RDWRA1A0RESETD7 D0CSA 组端口A(8)B 组端口C下半部(4)B 组端口B(8)A 组端口C上半部(4)A 组控制部件B 组控制部件8位内部数据总线 I/OPB7 PB0 I/OPA7 PA0 I/OPC7 PC4 I/OPC3 PC07/21/2022微机原理及应用微机原理及应用68255A的引脚的
6、引脚82558255A A是双列直插式是双列直插式4040引脚芯片引脚芯片。1 1、与外设连接的引脚、与外设连接的引脚 A口、口、B口和口和C口共口共24条;条;2 2、与、与CPUCPU连接的引脚连接的引脚 (1)数据线数据线D0D7;(2)输入控制线:输入控制线:*RESET复位信号复位信号RESET有效时,清除有效时,清除8255A内部寄存器,内部寄存器,包括控制寄存器,包括控制寄存器,A口、口、B口和口和C口设口设置为输入方式。置为输入方式。*RD读信号读信号当当RD低电平时,表示低电平时,表示CPU读出读出8255A的的数据或状态信息。数据或状态信息。1 402 393 384 37
7、5 366 357 348 339 8255A 3210 3111 3012 2913 2814 2715 2616 2517 2418 2319 2220 21 PA3 PA2 PA1 PA0 RD CSGND A1 A0 PC7 PC6 PC5 PC4 PC0 PC1 PC2 PC3 PB0 PB1 PB2 PA4 PA5 PA6 PA7 WR RESET D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Vcc PB7 PB6 PB5 PB4 PB37/21/2022微机原理及应用微机原理及应用78255A的引脚的引脚 *WR写信号写信号表示表示CPU将数据或命令写入将数据或命令写入825
8、5A。*CS片选信号。片选信号。*A1A0端口寻址线,直接与端口寻址线,直接与CPU地地址线连接(址线连接(8088的的A1A0),确定),确定CPU要访问的端口地址。要访问的端口地址。8255A内部有内部有3个输入个输入/输出端口和一个输出端口和一个控制寄存器,由控制寄存器,由A1A0组合对应:组合对应:A1A0 00 端口端口AA1A0 01 端口端口BA1A0 10 端口端口CA1A0 11 控制寄存器控制寄存器1 402 393 384 375 366 357 348 339 8255A 3210 3111 3012 2913 2814 2715 2616 2517 2418 2319
9、 2220 21 PA3 PA2 PA1 PA0 RD CSGND A1 A0 PC7 PC6 PC5 PC4 PC0 PC1 PC2 PC3 PB0 PB1 PB2 PA4 PA5 PA6 PA7 WR RESET D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 Vcc PB7 PB6 PB5 PB4 PB3返回7/21/2022微机原理及应用微机原理及应用8(2)8255A工作方式工作方式工作方式0基本输入输出工作方式A、B、C端口都可以作为输入或输出数据端口,以无端口都可以作为输入或输出数据端口,以无条件传送方式进行输入输出操作。条件传送方式进行输入输出操作。工作方式1 应答式单向输入输
10、出工作方式A、B端口作为输入或输出数据端口,端口作为输入或输出数据端口,C口分为两组分口分为两组分别作为别作为A口和口和B口的应答联络线。口的应答联络线。工作方式2 应答式双向输入输出工作方式只有只有A口可以工作于方式口可以工作于方式2,可以双向操作,即可以输,可以双向操作,即可以输入也可以输出数据,入也可以输出数据,C口作为应答信号。口作为应答信号。位操作工作方式只有只有C口可以进行位操作。口可以进行位操作。7/21/2022微机原理及应用微机原理及应用9工作方式0基本输入输出工作方式1)方式方式0下下8255A有两个有两个8位端口:端口位端口:端口A和端口和端口B,两个两个4位端口:端口位
11、端口:端口C的高的高4位和端口位和端口C的低的低4位;位;2)任何一个端口可以作输出或输入,由用户程序设)任何一个端口可以作输出或输入,由用户程序设定;定;3)输出锁存,输入不锁存;)输出锁存,输入不锁存;4)方式)方式0适用于无条件传送方式。适用于无条件传送方式。7/21/2022微机原理及应用微机原理及应用10工作方式1 应答式单向输入输出工作方式1)方式方式1下下8255A可作为一个或两个选通端口,每个选通端口可作为一个或两个选通端口,每个选通端口包含有:包含有:8位数据端口、位数据端口、3位控制线(由端口位控制线(由端口C规定的位提规定的位提供)、中断逻辑;供)、中断逻辑;2)任何一个
12、选通端口都可以作输出或输入,输出、输入均锁)任何一个选通端口都可以作输出或输入,输出、输入均锁存;存;3)若只有一个端口工作于方式)若只有一个端口工作于方式1时,余下的时,余下的13位可工作于方式位可工作于方式0;若两个端口都工作于方式;若两个端口都工作于方式1时,端口时,端口C余下的余下的2位可设定位可设定为输入或输出,且也具有置位为输入或输出,且也具有置位/复位功能。复位功能。在方式在方式1下,端口下,端口C的某些位规定作为联络信号,但这种规定的某些位规定作为联络信号,但这种规定在输入和输出时不相同。在输入和输出时不相同。7/21/2022微机原理及应用微机原理及应用11工作方式1 输入A
13、、B端口工作于方式端口工作于方式1输入时,方式选输入时,方式选择控制字及端口择控制字及端口C对应的控制信号见对应的控制信号见图示;图示;每端口有每端口有3个控制信号:个控制信号:STB选通信号,选通信号,低电平有效,由外低电平有效,由外设产生的输入信号;设产生的输入信号;D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01011I/OXXXPC7,PC6作I/O0:输出1:输入STBAIBFAINTRA端口A方式1输入方式控制字PA7PA0PC7,6INTEAPC4PC5&PC3I/ORD2 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01XXXX11X端口B方式1输入方式控制字PB7PB0RDS
14、TBBIBFBINTRBINTEBPC2PC1PC0&IBFIBF输入缓冲器满,是输入缓冲器满,是82558255A A的输出信号,可供的输出信号,可供CPUCPU查询或查询或用于外设联络。用于外设联络。IBFIBF有效时,表明在输入锁存器中已存放有效时,表明在输入锁存器中已存放了一个数据;了一个数据;7/21/2022微机原理及应用微机原理及应用12工作方式1 输入INTR中断请求信中断请求信号,是号,是8255A的输的输出信号,供出信号,供CPU查查询或向询或向CPU发出中发出中断请求;断请求;INTE中断允许标中断允许标志;志;*A口中断允许,口中断允许,PC4置位;置位;*B口中断允许
15、,口中断允许,PC2置位;置位;D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01011I/OXXXPC7,PC6作I/O0:输出1:输入STBAIBFAINTRA端口A方式1输入方式控制字PA7PA0PC7,6INTEAPC4PC5&PC3I/ORD2 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01XXXX11X端口B方式1输入方式控制字PB7PB0RDSTBBIBFBINTRBINTEBPC2PC1PC0&方式方式1 1中断输入过程首先必须对端口进行初始化:设置方式选中断输入过程首先必须对端口进行初始化:设置方式选择控制字,设置端口择控制字,设置端口C C置位置位/复位控制字,将端口设置为
16、中复位控制字,将端口设置为中断允许。断允许。方式方式1 1程序查询传送方式,查询程序查询传送方式,查询IBFIBF的状态。的状态。7/21/2022微机原理及应用微机原理及应用13工作方式1 输出A、B端口工作于方端口工作于方式式1输出时,方输出时,方式选择控制字及式选择控制字及端口端口C对应的控对应的控制信号见图示;制信号见图示;每端口有每端口有3个控制信个控制信号:号:OBF输出缓冲输出缓冲器满,器满,8255A给给外设的控制信号;外设的控制信号;D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01011I/OXXXPC5,PC4作I/O0:输出1:输入ACKAOBFAINTRA端口A方式1输
17、出方式控制字PA7PA0PC5,4INTEAPC6PC7PC3I/OWR2&D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01XXXX11X端口B方式1输出方式控制字PB7PB0WRACKBOBFBINTRBINTEBPC2PC1PC0&ACKACK外设响应信号,外设给外设响应信号,外设给82558255A A的输入信号,表明输出的输入信号,表明输出数据已经接受了;数据已经接受了;INTRINTR中断请求信号,若中断请求信号,若INTEINTE1 1,8255A8255A向向CPUCPU发出中断请发出中断请求信号;求信号;INTEINTE中断允许标志。中断允许标志。7/21/2022微机原理及应
18、用微机原理及应用14工作方式工作方式1 1 输出输出方式方式1输出与输入相输出与输入相同,首先必须对同,首先必须对端口进行初始化:端口进行初始化:设置方式选择控制设置方式选择控制字,设置端口字,设置端口C置位置位/复位控制复位控制字,将端口设置字,将端口设置为中断允许。为中断允许。D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01011I/OXXXPC5,PC4作I/O0:输出1:输入ACKAOBFAINTRA端口A方式1输出方式控制字PA7PA0PC5,4INTEAPC6PC7PC3I/OWR2&D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01XXXX11X端口B方式1输出方式控制字PB7PB
19、0WRACKBOBFBINTRBINTEBPC2PC1PC0&同样,方式同样,方式1输出可用于程序查询传送方式,输出可用于程序查询传送方式,CPU可通过查询可通过查询输出缓冲器满信号输出缓冲器满信号OBF的状态,确定是否可以送出数据。的状态,确定是否可以送出数据。端口端口A或或B可分别设为输入和输出,不受另一端口影响。可分别设为输入和输出,不受另一端口影响。7/21/2022微机原理及应用微机原理及应用15工作方式工作方式2 2 双向传送方式双向传送方式1)方式方式2只用于端口只用于端口A;2)端口端口A工作于方式工作于方式2下,端口下,端口C的的PC7 PC3作其联络控制;作其联络控制;3)
20、输入、输出均锁存;)输入、输出均锁存;4)方式)方式2的输入的输入/输出过程相当于方式输出过程相当于方式1的输入过程和输出过程的输入过程和输出过程的组合。的组合。D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D011XXX1/01/0I/OSTBAIBFAINTRA端口A方式2方式控制字PA7 PA0INTE2PC4PC5PC3WRRDINTE1PC6PC7&1ACKAOBFA端口 B&7/21/2022微机原理及应用微机原理及应用162、8255A的使用及初始化程序的使用及初始化程序8255A各端口的工作方式由各端口的工作方式由CPU通过通过I/O指令写入控制指令写入控制寄存器的控制字来决定。寄
21、存器的控制字来决定。8255A有两个控制字:有两个控制字:(1)方式选择控制字方式选择控制字(2)端口端口C置位置位/复位控制字复位控制字 初始化编程初始化编程7/21/2022微机原理及应用微机原理及应用17(1)方式选择控制字方式选择控制字方式选择控制字用于设置各端口的工作方式和数据输方式选择控制字用于设置各端口的工作方式和数据输入入/输出的传送方向。输出的传送方向。例题例题1D6D5D4D3D2D1D 00:端口C PC3PC0输出1:端口C PC3PC0输入0:端口B输出1:端口B输入0 0:端口A方式00 1:端口A方式11 X:端口A方式20:端口B方式01:端口B方式10:端口C
22、 PC7PC4输出1:端口C PC7PC4输入0:端口A输出1:端口A输入方式控制字标志位7/21/2022微机原理及应用微机原理及应用18例题(方式选择控制字)例题(方式选择控制字)设某片设某片8255A的端口地址是的端口地址是60H63H,工作于方式工作于方式0,端口端口A和端口和端口C高高4位输出,端口位输出,端口B和端口和端口C低低4位输位输入,设置该入,设置该8255A的方式选择控制字。的方式选择控制字。解:方式选择控制字解:方式选择控制字=1000 00111D6D5D4D3D2D1D 00:端口C PC3PC0输出1:端口C PC3PC0输入0:端口B输出1:端口B输入0 0:端
23、口A方式00 1:端口A方式11 X:端口A方式20:端口B方式01:端口B方式10:端口C PC7PC4输出1:端口C PC7PC4输入0:端口A输出1:端口A输入方式控制字标志位7/21/2022微机原理及应用微机原理及应用19(2)端口端口C置位置位/复位控制字复位控制字端口端口C C置位置位/复位控制字复位控制字只对端口只对端口C的某一个位进行的某一个位进行操作,其他位不受影响。操作,其他位不受影响。注意:必须写入控制端口。注意:必须写入控制端口。例题例题0XXXD3D2D1D0端口C的位选择:PC0 0 0 0 PC1 0 0 1 PC2 0 1 0 PC3 0 1 1 PC4 1
24、0 0 PC5 1 0 1 PC6 1 1 0 PC7 1 1 10:复位1:置位标志位不用7/21/2022微机原理及应用微机原理及应用20例题例题(位操作控制字)(位操作控制字)已知已知8255A的端口地址为的端口地址为02E0H02E3H,请实现对端口请实现对端口C的的PC2置位和置位和PC4复位。复位。解:解:MOV DX,02E3H;大于大于8位的端口地址送位的端口地址送DXMOV AL,05H;位操作控制字位操作控制字0000 0101OUTDX,AL;置位置位PC2MOV AL,08H;位操作控制字位操作控制字0000 1000 OUTDX,AL;复位复位PC4 0XXXD3D2
25、D1D0端口C的位选择:PC0 0 0 0 PC1 0 0 1 PC2 0 1 0 PC3 0 1 1 PC4 1 0 0 PC5 1 0 1 PC6 1 1 0 PC7 1 1 10:复位1:置位标志位不用7/21/2022微机原理及应用微机原理及应用21例题例题(位操作控制字)(位操作控制字)(2)请在请在8255A的的C端口的端口的PC7位输出一个正脉冲(设原来位输出一个正脉冲(设原来PC7=0)。)。解:程序段如下解:程序段如下MOV AL,0FH;置位置位PC7,操作控制字操作控制字00001111OUT CTRL_PORT,AL;写入控制端口写入控制端口MOV AL,0EH ;复位
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