微机原理及应用第8章课件.ppt
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- 微机 原理 应用 课件
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1、1v8.1 可编程接口芯片概述v8.2 8255A可编程并行接口芯片v8.3 8253可编程定时器/计数器第八章 常用可编程接口芯片及其应用28.1 可编程接口芯片概述 34并行接口技术5v并行接口连接CPU与并行外设,实现两者间的并行通信,在信息传送过程中,起到输出锁存或输入缓冲的作用。v并行接口的典型硬件结构包括:1、一个或一个以上具有锁存或缓冲的数据端口2、与CPU进行数据交换所必须的控制和状态信号3、与外设进行数据交换所必须的控制和状态信号4、端口译码电路5、控制电路68.1.2 可编程通用接口芯片简介1.接口芯片可实现的功能(1)寻址功能v芯片有片内寄存器,由端口地址访问 对芯片写控
2、制字,设置芯片功能 CPU与芯片寄存器间交换信息 v芯片有片选控制线CS CPU地址线经译码产生 片选控制线 CS CS和片内寄存器端口地址确定 片内寄存器地址值的唯一性7(2)联络功能:联络功能:如果需要,接口芯片应能完成如果需要,接口芯片应能完成CPU与外设之间与外设之间的通信挂钩任务。的通信挂钩任务。8信息交换功能v芯片控制(命令)字的 写入特点v数据、状态、控制信息的 交换特点v数据、状态、控制信息的 传送方向91)按用途分类v通用接口芯片 74LS373、74LS245、8282、8286 8255A、8251、8253 v专用接口芯片 DMA接口芯片8237A 中断接口芯片8259
3、A 2接口芯片的分类接口芯片的分类102)按数据传输方式分类v并行接口芯片将数据的各位同时在多根并行传输线上进行传输,适于短距离、高速通信 D0D1D2D3D4D5D6D7目目的的D0D1D2D3D4D5D6D7源源01010110将数据的各位将数据的各位按时间顺序依次在一根传输线按时间顺序依次在一根传输线上传输,适上传输,适于于长距离、中低速长距离、中低速通信通信RD目目的的TD源源0 1 1 0 1 0 1 0113)按控制方式分类v不可编程控制芯片功能是由硬件接线决定,不能用软件来控制74LS373、74LS245、8282、8286注:芯片的功能不可改变v可编程控制芯片功能:可用软件编
4、程的方法改变,使接口具有更大的灵活性和通用性8255A、8253、8259A、8237A注:芯片的功能可改变123.可编程通用接口芯片的开发应用13 8255A是是Intel公司生产的一种可编程并行输入公司生产的一种可编程并行输入/输输出接口芯片。它的通用性强,可以方便地和微机连出接口芯片。它的通用性强,可以方便地和微机连接,用来扩展输入接,用来扩展输入/输出口。输出口。8255A有有3个个8位并行端位并行端口,根据不同的初始化编程,可以分别定义为输入口,根据不同的初始化编程,可以分别定义为输入或输出方式,以完成或输出方式,以完成CPU与外设的数据传送。与外设的数据传送。8.2 可编程并行接口
5、芯片8255A14cscsRDRD15 :WRWR16178255A的内部结构的内部结构数据总线数据总线缓冲器缓冲器读读/写写逻辑控制逻辑控制端口端口A(8bit)端口端口C上上半部半部(4bit)端口端口C下下半部半部(4bit)端口端口B(8bit)A组组控控制制B组控组控制制RDWRCSA0A1RESETD7D0PA7PA0PC7PC4PC3PC0PB7PB0CPU接口接口内部逻辑内部逻辑外设接口外设接口图图 8255A内部结构图内部结构图18 19 208255A 的内部结构外外设设resetD7D0A9A2A1A0IORIOW片选片选译码译码总线总线数据数据缓冲器缓冲器读写读写控制控
6、制片内片内译码译码CSRESETA1A0RDWRPC7PC0PB7PB0PA7PA0控制口控制口D端口端口A端口端口C端口端口B+5VGNDD7D08255A2122r 每个端口每个端口8位,通过编程设定其为输入口或输出口位,通过编程设定其为输入口或输出口r 可用来和外设传送信息可用来和外设传送信息resetD7D0A9A2A1A0IORIOW片选片选译码译码数据数据缓冲器缓冲器读写读写控制控制片内片内译码译码CSRESETA1A0RDWRPC7PC0PB7PB0PA7PA0控制口控制口D端口端口A端口端口C端口端口B+5VGNDD7D0外外设设8255A总线总线1.数据端口A、B、C23p8
7、位端口,无对外引脚p控制端口的内容决定A、B、C口的工作状态(输入或输出)和工作方式(方式 0、1、2)2.控制端口DresetD7D0A9A2A1A0IORIOW片选片选译码译码数据数据缓冲器缓冲器读写读写控制控制片内片内译码译码CSRESETA1A0RDWRPC7PC0PB7PB0PA7PA0控制口控制口D端口端口A端口端口C端口端口B+5VGNDD7D0外外设设8255A总线总线243.数据总线缓冲器(引脚D0D7)p由1个8位双向三态缓冲器构成 p8255A内各端口通过数据缓冲器与系统总线相连。CPU与端口A、B、C间传送的数据,以及CPU写入控制端口D中的控制字均通过数据缓冲器传送。
8、resetD7D0A9A2A1A0IORIOW片选片选译码译码数据数据缓冲器缓冲器读写读写控制控制片内片内译码译码CSRESETA1A0RDWRPC7PC0PB7PB0PA7PA0控制口控制口D端口端口A端口端口C端口端口B+5VGNDD7D0外外设设8255A总线总线254.读写控制电路(引脚CS、RD、WR)p控制数据总线缓冲器的状态。p数据总线缓冲器有3种状态:输入、输出、高阻态 resetD7D0A9A2A1A0IORIOW片选片选译码译码数据数据缓冲器缓冲器读写读写控制控制片内片内译码译码CSRESETA1A0RDWRPC7PC0PB7PB0PA7PA0控制口控制口D端口端口A端口端
9、口C端口端口B+5VGNDD7D0外外设设8255A总线总线26 CS RD WR 数据总线缓冲器状态数据总线缓冲器状态 0 0 1 D7D0 内部数据总线内部数据总线 0 1 0 D7D0 内部数据总线内部数据总线 1 1 1 0 0 三态三态,处于断开状态处于断开状态 resetD7D0A9A2A1A0IORIOW片选片选译码译码数据数据缓冲器缓冲器读写读写控制控制片内片内译码译码RESETA1A0PC7PC0PB7PB0控制口控制口D端口端口A端口端口C端口端口B+5VGNDD7D0外外设设RDWRCSPA7PA0275.片内译码电路(引脚A1、A0)选择被操作的端口选择被操作的端口re
10、setD7D0A9A2A1A0IORIOW片选片选译码译码数据数据缓冲器缓冲器读写读写控制控制片内片内译码译码CSRESETA1A0RDWRPC7PC0PB7PB0PA7PA0控制口控制口D端口端口A端口端口C端口端口B+5VGNDD7D0外外设设8255A总线总线28功能表298255A 的工作方式控制字1D7D6D5D4D3D2D1D00 输出输出1 输入输入PC3PC0B口口0 输出输出1 1 输入输入0 方式方式01 方式方式1B口工作方式口工作方式PC7PC40 输出输出1 输入输入A口口0 输出输出1 输入输入特征位,特征位,D7=1表示是方式控制字表示是方式控制字A口工作方式口工
11、作方式00 方式方式001 方式方式11x 方式方式230例vA端口方式 1 输入、B 端口方式 1 输出、PC6,PC7 作输入,给出方式控制字。1 0 1 1 110X 1 0 1 0 011X31例8255A与系统的连线如下,片选译码地址为0F00F3H1)确定各端口地址?2)编程设置8255A:A口方式 0 输入,PC7PC4输出 B口方式 0 输出,PC3PC0输入resetD7D0A7A2A1A0IORIOW片选片选译码译码数据数据缓冲器缓冲器读写读写控制控制片内片内译码译码RESETA1A0PC7PC0PB7PB0控制口控制口D端口端口A端口端口C端口端口B+5VGNDD7D0外
12、外设设RDWRCSPA7PA0F0F3H32最后得出结论:最后得出结论:A口地址口地址为为 F0 H B口地址口地址为为 F1 H C口地址口地址为为 F2 H D口地址口地址为为 F3 H由由8255A编程结构知:编程结构知:由由8255A的的CS与系统总线的连线知与系统总线的连线知,地址在地址在F0F3H可可使使CS有效,故有效,故:4个端口的地址在个端口的地址在0F00F3H中。中。结合结合8255A与系统总线的连线与系统总线的连线:A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 F0H 1 1 1 1 0 0 0 0 A口口F1H 1 1 1 1 0 0 0 1 B口口F2H 1 1
13、1 1 0 0 1 0 C口口F3H 1 1 1 1 0 0 1 1 D口口 CSA1 A0 8255A总线总线解:1)端口地址A1A0选中端口00端口A01端口B10端口C11控制端口331特征位特征位00A口口方式方式 01A口口输入输入0PC7PC4输出输出0B口口方式方式 00B口口输出输出1PC3PC0输入输入所以,方式控制字为所以,方式控制字为 1001 0001B,即,即91H 要求设置要求设置:A口方式口方式0输入,输入,PC7PC4输出输出 B口方式口方式0输出,输出,PC3PC0输入输入 2)确定方式控制字D7D6D5D4D3D2D1D034MOV DX,0F3H ;控制口
14、地址MOV AL,91H ;方式控制字OUT DX,AL或 MOV AL,91H ;方式控制字OUT 0F3H,AL初始化程序350D7D6D5D4D3D2D1D00 复位复位1 置位置位设置内容设置内容特征位,特征位,D7=0表示是表示是C口按位口按位置位置位/复位控制字复位控制字无意义无意义选择设置位选择设置位C端口置/复位控制字D3 D2 D1C端口位0 0 0PC00 0 1PC10 1 0PC20 1 1PC31 0 0PC41 0 1PC51 1 0PC61 1 1PC736通过控制口置 PC2 为 0,置 PC4 为 1解:MOV DX,0FF06H ;置DX为控制口地址 MOV
15、 AL,0000 0100B ;置PC2为0 OUT DX,AL MOV AL,0000 1001B ;置PC4为1 OUT DX,AL 例37例:设8255A的A端口工作于方式1输入,B端口工作于方式0输出,置PC4=H,(8255A的操作地址为60H 66H)vMOV AL,0B0H;1011000X OUT 66H,AL ;写方式控制字 MOV AL,09H ;0XXX01001 OUT 66H,AL ;写置/复位控制字D7 D6D5 D4D3 D2 D1 D0 1 0 1 1 0 0 0 x D7D6 D5 D4 D3D2D1 D0 0 x x x 1 00 1388.2.2 8255
16、A的工作方式vA端口有三种工作方式 方式0、方式1、方式2 vB端口有二种工作方式 方式0、方式1 vC端口无工作方式选择工作于方式0,或作为A、B端口工作于方式1、2时的联络信号注:方式0(基本输入/输出)方式1(选通输入/输出)方式2(双向数据传送)39方式 0 基本输入输出v功能:A、B、C端口可单独工作于输入或输出,共有十六种组态v电特性:作输出用,各端口有锁存功能 作输入用,各端口无锁存功能 v应用:程序控制下的无条件传送方式(查询方式)A、B、C端口均传送数据信息 程序控制下的有条件传送方式 A、B端口传送数据,C端口传送状态40表 8255方式0之下的输入输出组合 41方式 1
17、选通输入输出v功能 A、B端口作 8 位数据输入或 输出 C端口的特定位为A、B端口服务 v电特性 作输出用时,A、B端口有锁存功能 作输入用时,A、B端口有缓冲功能 v应用 A、B端口传数据 查询方式:C端口特定位传送状态 中断方式:C端口特定位发中断请求421 0 1 1A A口方式口方式1 1输入控制字输入控制字11 1B B口方式口方式1 1输入控制字输入控制字PAPA7 7PAPA0 0PCPC4 4PCPC5 5PCPC3 3INTEAINTEAPCPC4 4与门与门IBFAIBFASTBASTBAINTRAINTRARDRDD D7 7D D0 0A口方式口方式1输入时输入时相应
18、的联络信号相应的联络信号B口方式口方式1输入时输入时相应的联络信号相应的联络信号方式1下输入端口的联络信号PBPB7 7PBPB0 0PCPC2 2PCPC1 1PCPC0 0INTEBINTEBPCPC2 2与门与门IBFBIBFBSTBBSTBBINTRBINTRBRDRDD D7 7D D0 043方式1下输入端口的联络信号由外设发出,送给8255A作用是将外设送来的数据锁存到8255A的输入端口。IBF:输入缓冲器满信号(高电平有效)8255A 发出,表示外设送来的数据已进入输入端口。当外设送来的数据送入输入端口后,8255A自动发出IBF。INTR:中断申请信号(高电平或上升沿有效)
19、8255A 发出,用来向CPU发出中断申请。44方式1下输入端口的联络信号INTE:中断允许控制信号作用是控制是否允许8255A的中断申请信号INTR发出。此信号无引出,通过控制口对C口相应位的置位/复位,设置允许或不允许。v A口,对PC4置位,使INTEA=1,允许中断 对PC4复位,使INTEA=0,不允许中断v B口,对PC2置位,使INTEB=1,允许中断 对PC2复位,使INTEB=0,不允许中断v在方式1下,作为联络信号的外部引脚PC4、PC2,不受C口按位置位/复位控制字控制,而只在8255A内部对INTE信号起作用45图 8255A工作方式1输入的时序STBIBFINTRRD
20、外部输入数据461 0 1 0A A口方式口方式1 1输出控制字输出控制字11 0B B口方式口方式1 1输出控制字输出控制字A口方式口方式1输入时相输入时相应的联络信号应的联络信号B口方式口方式1输入时相输入时相应的联络信号应的联络信号方式1下输出端口的联络信号PAPA7 7PAPA0 0PCPC7 7PCPC6 6PCPC3 3INTEAINTEAPCPC6 6与门与门ACKAACKAOBFAOBFAINTRAINTRAWRWRD D7 7D D0 0PBPB7 7PBPB0 0PCPC1 1PCPC2 2PCPC0 0INTEBINTEBPCPC2 2与门与门ACKBACKBOBFBOB
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