大学电子信息工程之微机学第5章23学时并行接口课件.ppt
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- 大学 电子信息工程 微机 23 学时 并行 接口 课件
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1、1第第5章章-2 并行接口并行接口教学重点:并行数据传输 8255A的工作方式 8255A的编程 8255A的应用2并行数据传输以计算机的以计算机的字长字长,通常是,通常是8位位、16位位或或32位位为传输单位,为传输单位,一次传送一次传送一个字长一个字长的数据的数据;适合于外部设备与微机之间进行适合于外部设备与微机之间进行近距离、大近距离、大量和快速量和快速的信息交换;的信息交换;例如:微机与并行接口打印机、磁盘驱动器例如: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;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,接口电路板上各例如:系统板上各部件之间,接口电路
2、板上各部件之间。部件之间。3并行数据传输并行接口和串行接口的结构示意图并行接口和串行接口的结构示意图4并行接口的基本组成两个或两个以上的具有两个或两个以上的具有缓冲能力缓冲能力的数据的数据寄存器;寄存器;可供可供CPU访问的访问的控制及状态控制及状态寄存器;寄存器;片选片选和和内部控制内部控制逻辑电路;逻辑电路;与外设进行数据交换的与外设进行数据交换的控制和联络信号控制和联络信号线线;与与CPU用中断方式传送数据的相关用中断方式传送数据的相关中断中断控制控制。5并行接口的基本组成6并行数据传输通常通常按按Centronic标准来定义插座引脚,标准来定义插座引脚,有时也称为有时也称为Centro
3、nic-Epson标准;标准;可单独作为输出或输入接口,也可同时可单独作为输出或输入接口,也可同时既作为输出接口也作输入接口;既作为输出接口也作输入接口;实现并行数据传输的接口就是并行接口,实现并行数据传输的接口就是并行接口,如如 Intel 8255A、Motorola MC6820、Zilog Z80PIO等。等。7目录5.1 并行接口电路并行接口电路8255A 5.1.1 8255A的内部结构和引脚的内部结构和引脚5.1.2 8255A的工作方式的工作方式5.1.3 8255A的编程的编程5.2 8255A的应用的应用85.1 并行接口电路并行接口电路8255A具有多种功能的可编程并行接
4、口电路芯片;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:最基本的接口电路:三态缓冲器和锁存器;三态缓冲器和锁存器;与与CPU间、与外设间的接口电路:间、与外设间的接口电路:状态寄存状态寄存器和控制寄存器;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。还有端口的译码和控制电路、中断控制电路。共共40个个引脚;引脚;与外设相连的引脚与外设相连的引脚24个个,分,分3个个端口;端口;共共三种三种输入输出工作方式。输入输出工作方式。95.1.1 8255A的引脚和内部结构共共40个引脚、双列直插封装、个引脚、双列直插封装、+5V供电,供电,24条可编程条可编程I/O引引脚。脚。主
5、要引脚:主要引脚:PA0PA7,PB0PB7,PC0PC7:A、B和和C口口I/O数据线数据线D7D0:系统数据线系统数据线CS*:片选信号片选信号RD*和和WR*:读、写信号线读、写信号线RESET:复位线复位线A1、A0:地址信号线地址信号线105.1.1 8255A的内部结构和引脚111、外设数据端口端口端口A:PA0PA7A组,支持工作方式组,支持工作方式0、1、2端口端口B:PB0PB7B组,支持工作方式组,支持工作方式0、1端口端口C:PC0PC7仅支持工作方式仅支持工作方式0A组控制高组控制高4位位PC4PC7B组控制低组控制低4位位PC0PC3n端口端口A:PA0PA7n常作数
6、据端口,功能最强大常作数据端口,功能最强大n端口端口B:PB0PB7n常作数据端口常作数据端口n端口端口C:PC0PC7n可作数据、状态和控制端口可作数据、状态和控制端口n分两个分两个4位,每位可独立操作位,每位可独立操作n控制最灵活,最难掌握控制最灵活,最难掌握122、A组和B组控制接受来自读接受来自读/写控制逻辑的命令,接收写控制逻辑的命令,接收来自内部数据总线的控制字,并发出合来自内部数据总线的控制字,并发出合适的命令至相应接口,以控制它们的工适的命令至相应接口,以控制它们的工作方式和读作方式和读/写操作;写操作;A组控制:组控制:控制控制A口和口和C口的上部(高口的上部(高4位);位)
7、;B组控制:组控制:控制控制B口和口和C口的下部(低口的下部(低4位)。位)。133、8255A的读写信号144、8255与系统的连接示意图15目录5.1 并行接口电路并行接口电路8255A 5.1.1 8255A的内部结构和引脚的内部结构和引脚5.1.2 8255A的工作方式的工作方式5.1.3 8255A的编程的编程5.2 8255A的应用的应用165.1.2 8255A的工作方式方式方式0:基本输入输出方式(基本输入输出方式(A、B、C口)口)适用于适用于无条件传送和查询方式无条件传送和查询方式的接口电路;的接口电路;方式方式1:选通输入输出方式(选通输入输出方式(A、B口)口)适用于适
8、用于查询和中断方式查询和中断方式的接口电路;的接口电路;方式方式2:双向选通传送方式(双向选通传送方式(A口)口)适用于与双向传送数据的外设;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。适用于查询和中断方式的接口电路。某端口工作于哪一种方式,可通过软件编程来指定某端口工作于哪一种方式,可通过软件编程来指定。即向。即向8255写入方式控制字来决定其工作方式。写入方式控制字来决定其工作方式。171、工作方式08255相当于相当于三个独立三个独立的的8位位简单接口;简单接口;各端口既可设置为输入口,也可设置为输出口,各端口既可设置为输入口,也可设置为输出口,但不能但不能同时同时实现输
9、入及输出;实现输入及输出;C端口即可以是一个端口即可以是一个8位的简单接口,也可以分为位的简单接口,也可以分为两个独立的两个独立的4位端口;位端口;A口设置为输出口设置为输出/入口时均有锁存能力,入口时均有锁存能力,B口、口、C口口设置为输出口时有锁存能力,而设置为输入口时设置为输出口时有锁存能力,而设置为输入口时无锁存能力。无锁存能力。18方式0输入时序19方式0输出时序20方式0的应用用于连接简单外设用于连接简单外设适用于:适用于:无条件输入输出方式;无条件输入输出方式;查询输入输出方式:把查询输入输出方式:把A、B口作为口作为8位数位数据的输入或输出口,据的输入或输出口,C口的高口的高/
10、低低4位分别定位分别定义为义为A、B口的控制位和状态位。口的控制位和状态位。21Reviewn并行传输:一次数据传输的位宽为并行传输:一次数据传输的位宽为8位、位、16位或位或32位位n并行接口:可在并行接口:可在CPU与外设之间进行并行传输的接口电路与外设之间进行并行传输的接口电路n典型的并行接口(用在典型的并行接口(用在IBM PC/XT主机板上)是主机板上)是8255An三种工作方式三种工作方式n方式方式0(基本输入输出方式):所有(基本输入输出方式):所有A口、口、B口和口和C口的单独某一位都口的单独某一位都可控制某外设。可控制某外设。222、工作方式1利用一组利用一组选通信号选通信号
11、控制控制A端口和端口和B端口的端口的数据输入输出;数据输入输出;A、B口作输入或输出口,口作输入或输出口,C口的口的部分位固部分位固定用作定用作A、B口的选通控制信号,程序员口的选通控制信号,程序员不必干预;不必干预;A口、口、B口在作为口在作为输入输入和和输出输出时的选通信时的选通信号不同。号不同。23方式1输入引脚: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PC4PC5PC3PA7PA0INTEAIBFAINTRASTBA中断允许触发器24方式1输入引脚:B端口PC2PC1PC0PB7PB0INTEBIBFBINTRBSTBB
12、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方式1 1需借用端口需借用端口C C用做联络信号用做联络信号同时还具有中断请求和屏蔽功能同时还具有中断请求和屏蔽功能25方式1输入联络信号STB*选通信号,低电平有效选通信号,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打入至设备送来的数据打入至8255A的输入缓冲器。的输入缓冲器。IBF输入缓冲器满信号,高电平有效输入缓冲器满信号,高电平有效8255A输出的联络信号。当其有效时,表示数输出的联络信号。当其有效时,表示
13、数据已打入至输入缓冲器。据已打入至输入缓冲器。INTR中断请求信号,高电平有效中断请求信号,高电平有效8255A输出的信号,可用于向输出的信号,可用于向CPU提出中断请提出中断请求,要求求,要求CPU读取输入缓冲器中的数据。读取输入缓冲器中的数据。26方式1输入时序dataINTRIBF data输入端口输入端口D0D7STBRD1、当输入设备已准备好一个新数据时当输入设备已准备好一个新数据时,首先检测首先检测IBF线的状态线的状态,若为低若为低(表示输入锁存器表示输入锁存器空空),则输入设则输入设备将数据放入备将数据放入PA7-PA0。2、然后发出选通信号然后发出选通信号STB,STB将将P
14、A7-PA0上的数据置入数据锁存器上的数据置入数据锁存器,这时这时8255A使使IBF有效有效,指示输指示输入锁存器已入锁存器已满满。3、STB变为无效后变为无效后,8255A使使INTR由低变高由低变高,通过通过8259A向向CPU发出中断请求发出中断请求,CPU响应请求并进入响应请求并进入相应的中断服务程序。相应的中断服务程序。4、在中断服务程序中在中断服务程序中,CPU读端口读端口A,RD的下降沿使的下降沿使INTR无效。无效。5、RD的上升沿使的上升沿使IBF变无效变无效,指示输入锁存器的数据已传送给指示输入锁存器的数据已传送给CPU,处于处于空空状态状态,准备接收新的数据。准备接收新
15、的数据。27方式1的输入过程1、当输入设备已准备好一个新数据时当输入设备已准备好一个新数据时,首先检测首先检测IBF线的状线的状态态,若为低若为低(表示输入锁存器表示输入锁存器空空),则输入设备将数据放入则输入设备将数据放入PA7-PA0。2、然后发出选通信号然后发出选通信号STB,STB将将PA7-PA0上的数据置入上的数据置入数据锁存器数据锁存器,这时这时8255A使使IBF有效有效,指示输入锁存器已指示输入锁存器已满满。3、STB变为无效后变为无效后,8255A使使INTR由低变高由低变高,通过通过8259A向向CPU发出中断请求发出中断请求,CPU响应请求并进入相应的中断服务响应请求并
16、进入相应的中断服务程序。程序。4、在中断服务程序中在中断服务程序中,CPU读端口读端口A,RD的下降沿使的下降沿使INTR无效。无效。5、RD的上升沿使的上升沿使IBF变无效变无效,指示输入锁存器的数据已传指示输入锁存器的数据已传送给送给CPU,处于处于空空状态状态,准备接收新的数据。准备接收新的数据。STBSTB*和和IBFIBF是外设和是外设和8255A8255A间间的一对应答联络信号,的一对应答联络信号,为的是可靠地输入数据为的是可靠地输入数据28方式1中断控制8255A的中断由中断允许触发器的中断由中断允许触发器INTE控制控制置位允许中断,复位禁止中断;置位允许中断,复位禁止中断;对
17、对INTE的操作通过写入端口的操作通过写入端口C的对应位实的对应位实现,现,INTE触发器对应端口触发器对应端口C的位是作应答的位是作应答联络信号的联络信号的输入信号(输入信号(STB*)的那一位,的那一位,只要对此位置位只要对此位置位/复位就可以控制复位就可以控制INTE触触发器;发器;选通输入方式下:选通输入方式下:端口端口A的的INTEA对应对应PC4;端口端口B的的INTEB对应对应PC2。29方式1输出引脚: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PC6PC7PC3PA7PA0INTEAOBFAINTRAACK
18、A中断允许触发器30方式1输出引脚:B端口PC2PC1PC0PB7PB0INTEBOBFBINTRBACKB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31方式1输出联络信号OBF*输出缓冲器满信号,低有效输出缓冲器满信号,低有效8255A输出给外设的一个控制信号,当其有效时,表输出给外设的一个控制信号,当其有效时,表示示CPU已把数据输出给指定的端口,外设可以取走;已把数据输出给指定的端口,外设可以取走;ACK*响应信号,低有效响应信号,低有效外设的响应信号,指示外设的响应信号,指示8255A的端口数据已由外设接的
19、端口数据已由外设接受;受;INTR中断请求信号,高有效中断请求信号,高有效当输出设备已接受数据后,当输出设备已接受数据后,8255A输出此信号向输出此信号向CPU提出中断请求,要求提出中断请求,要求CPU继续提供数据。继续提供数据。端口端口A A的的INTEAINTEA对应对应PCPC6 6端口端口B B的的INTEBINTEB对应对应PCPC2 232方式1输出时序 INTR datadata输出端口输出端口D0D7WROBFACK 1、以端口以端口A为例为例,当输出设备接收了前一次数据后当输出设备接收了前一次数据后,8255A通过通过8259A向向CPU请求中断。请求中断。2、在中断服务程
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