第十六讲-可编程接口芯片及应用(8255A)课件.ppt
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- 第十六 可编程 接口 芯片 应用 8255 课件
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1、第第七七章章 可编程接口芯片及应用可编程接口芯片及应用第十六讲第十六讲 随着大规模集成电路及实际的需要,现已设计随着大规模集成电路及实际的需要,现已设计并生产出多种单片通用的外围接口电路。主要有两并生产出多种单片通用的外围接口电路。主要有两类:并行接口芯片和串行接口芯片。类:并行接口芯片和串行接口芯片。l7.1 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片Intel 8255Al7.2 可编程计数器可编程计数器/定时器定时器8253l7.3 可编程串行输入可编程串行输入/输出接口芯片输出接口芯片8250A/8251A7.1 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片Intel 8255A 可编程接口可编程接
2、口是指其功能方式可由微型机的指是指其功能方式可由微型机的指令来设定,通过执行不同的初始化程序,使一个令来设定,通过执行不同的初始化程序,使一个可编程的接口芯片工作于不同的接口功能方式,可编程的接口芯片工作于不同的接口功能方式,从而能与多种外部设备进行接口。从而能与多种外部设备进行接口。Intel 8255A是是可编程并行可编程并行I/O接口芯片,可为多种并行接口芯片,可为多种并行I/O设备设备提供接口。提供接口。返回本章首页返回本章首页7.1.1 8255A的内部结构的内部结构 8255A 8255A的内部结构框图的内部结构框图,40根引脚的分布根引脚的分布图如下页所示。图如下页所示。8255
3、A是是40根引脚,双列直根引脚,双列直插式芯片。这些引脚可分成:插式芯片。这些引脚可分成:(1)与外设连接的引脚;)与外设连接的引脚;(2)与)与CPU连接的引脚。连接的引脚。l图图 8255A的结构框图的结构框图内内部部数数据据总总线线 PB7PB0 B 组组 B 口口 (8 位位)PC3PC0 B 组组 C 口口 (4 位位)PC7PC4 PA7PA0 A 组组 A 口口 (8 位位)A 组组 C 口口 (4 位位)A 组组控控 制制 B 组组控控 制制 D7D0 数数 据据 总总 线线 缓缓 冲冲 器器 读读/写写控控 制制逻逻 辑辑 RD W R A1 A0 RESET CS l图图
4、8255A引脚分布图引脚分布图A口B口C口P A0P A1P A2P A3P A4P A5P A6P A7P B0P B1P B2P B3P B4P B5P B6P B7P C0P C1P C2P C3P C4P C5P C6P C7D0D1D2D3D4D5D6D7A0A1C SR DW RR E SE TV c cG N D3 4 43 3 33 2 23 1 13 0 4 02 9 3 92 8 3 82 7 3 7 1 8 82 55 A 199 2 08 2 16 2 25 2 33 6 2 43 5 2 5 14 15 16 17 132 6 127 11 10F端口端口B:PB0P
5、B7,数据端口输入,数据端口输入/输出线使用,输输出线使用,输出锁存器出锁存器/缓冲器,输入缓冲器;缓冲器,输入缓冲器;F端口端口C:PC0PC7,既可作数据端口,也可作控制,既可作数据端口,也可作控制端口。分成端口。分成4位的两组,分别与位的两组,分别与A口和口和B口组合,以输口组合,以输出控制信号出控制信号/输入状态信号。输入状态信号。从功能上来分,从功能上来分,8255A由以下几部分组成:由以下几部分组成:一、数据端口一、数据端口A、B、C 每个端口都是每个端口都是8位并行数据口,都可以选择作位并行数据口,都可以选择作为输入或输出。为输入或输出。F端口端口A:数据端口,:数据端口,PA0
6、PA7,作为输入,作为输入/输出线输出线使用,输出锁存器使用,输出锁存器/缓冲器,输入锁存器;缓冲器,输入锁存器;三、数据总线缓冲器三、数据总线缓冲器三态双向三态双向8位缓冲器,用作位缓冲器,用作8255A与系统与系统DB的接口。的接口。vCPU控制字、数据控制字、数据 8255A;(CPU写入写入)v8255A 状态信息、数据状态信息、数据CPU;(CPU读读)输出指令输出指令数据总线数据总线输入指令输入指令数据总线数据总线二、二、A组和组和B组控制电路组控制电路FA组:控制端口组:控制端口A和端口和端口C的高的高4位;位;FB组:控制端口组:控制端口B和端口和端口C的低的低4位;位;F接受
7、读接受读/写控制逻辑来的命令;写控制逻辑来的命令;F从数据总线缓冲器接受从数据总线缓冲器接受CPU的输出命令字,决定的输出命令字,决定工作方式;工作方式;F对端口对端口C的每一位实现按位复位或置位。的每一位实现按位复位或置位。四、读四、读/写控制逻辑写控制逻辑接受来自接受来自CPU地址总线和控制总线的输入信号,然后向地址总线和控制总线的输入信号,然后向A组组和和B组控制电路发送命令。组控制电路发送命令。FCS:片选信号,低电平有效,有效时允许:片选信号,低电平有效,有效时允许8255A与与CPU进进行数据传送;行数据传送;FRD:读信号,低电平,:读信号,低电平,CPU从从8255A读取数据或
8、状态信息。读取数据或状态信息。FWR:写信号,低电平,:写信号,低电平,CPU将数据或控制字送至将数据或控制字送至8255A;FRESET:复位信号,高电平,清除内部所有寄存器的内容,:复位信号,高电平,清除内部所有寄存器的内容,并将各端口都置成输入方式;并将各端口都置成输入方式;FA1,A0:AB线最低两位,与线最低两位,与RD、WR、CS的组合构成对的组合构成对8259A的三个端口及控制字寄存器的寻址。具体寻址组合如的三个端口及控制字寄存器的寻址。具体寻址组合如下所示:下所示:l表表6-3 8255A端口寻址组合表端口寻址组合表 7.1.2 8255A的编程控制字的编程控制字 两个控制字:
9、方式控制字、端口两个控制字:方式控制字、端口C按位置位按位置位/复位复位控制字。控制字。一、工作方式控制字:一、工作方式控制字:用来设定通道的工作方式及数用来设定通道的工作方式及数据的传送方向的。据的传送方向的。v有三种工作方式:有三种工作方式:(1)方式)方式0:基本输入、输出;:基本输入、输出;(2)方式)方式1:选通输入、输出;:选通输入、输出;(3)方式)方式2:选通双向传送方式。:选通双向传送方式。v由由CPU输出指令输出一个控制字到输出指令输出一个控制字到8255A的控制寄的控制寄存器来选择。存器来选择。v端口端口A可工作在方式可工作在方式0,1,2;端口;端口B可工作可工作在方式
10、在方式0,1;端口;端口C只能工作在方式只能工作在方式0。v端口端口C分成两部分:高分成两部分:高4位随端口位随端口A设置,低设置,低4位随端口位随端口B设置。设置。l 8255A工作方式控制字格式工作方式控制字格式1A组控制组控制B组控制组控制二、端口二、端口C按位置位按位置位/复位控制字:复位控制字:向控制寄存器写入向控制寄存器写入控制字,而使端口控制字,而使端口C的每一位置位或复位,从而输的每一位置位或复位,从而输出一个开关量去控制外围设备。出一个开关量去控制外围设备。8255A C口按位置位口按位置位/复位控制复位控制000:PC0 001:PC1010:PC2 011:PC3100:
11、PC4 101:PC5110:PC6 111:PC7例:端口例:端口C的的PC7输出一个开关量输出一个开关量MOV AL,0FHOUT 83H,AL ;置;置1(输出高电平输出高电平)MOV AL,0EHOUT 83H,AL ;复位;复位(输出低电平输出低电平)三、两个控制字的差别三、两个控制字的差别工作方式控制字放在程序的开始部分;按位置位工作方式控制字放在程序的开始部分;按位置位/复位控制字可放在初始化程序以后的任何地方。复位控制字可放在初始化程序以后的任何地方。7.1.3 8255A的三种工作方式的三种工作方式一、方式一、方式0:基本输入:基本输入/输出方式输出方式 三个端口都可由程序设
12、置为输入或输出,没有固三个端口都可由程序设置为输入或输出,没有固定的用于应答的联络信号。其特点如下;定的用于应答的联络信号。其特点如下;l 端口端口A、B和端口和端口C的两个高、低半字节分别可作为的两个高、低半字节分别可作为输入或输出,共有输入或输出,共有16种不同的组合。种不同的组合。l 输出是锁存,而输入不能锁存;输出是锁存,而输入不能锁存;l 不用联络线,用于简单无条件传送数据;不用联络线,用于简单无条件传送数据;l 利用端口利用端口C的按位置位的按位置位/复位字,使端口复位字,使端口C的某些位的某些位作为作为A口、口、B口的控制信息和状态信息,用于查询式口的控制信息和状态信息,用于查询
13、式输入输入/输出场合。适用于按状态驱动数据传送的输入输出场合。适用于按状态驱动数据传送的输入/输出接口方式。输出接口方式。方式方式0系统连接图系统连接图PB7PB0 PA7PA0 8位位开开关关 8位位 LED 指指示示灯灯 RESET接接系系统统RESET信信号号线线 蜂蜂鸣鸣片片 按按钮钮 A口口 B口口 8255A PC0 PC4 数数据据总总线线D7D0 CS 8255A方式方式0下的输入输出组合下的输入输出组合序号序号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 十六进制十六进制 A口口 C口高口高4位位 B口口 C口低口低4位位 1 1 0 0 0 0 0 0 0 80H 出出
14、 出出 出出 出出 2 1 0 0 0 0 0 0 1 81H 出出 出出 出出 入入 3 1 0 0 0 0 0 1 0 82H 出出 出出 入入 出出 4 1 0 0 0 0 0 1 1 83H 出出 出出 入入 入入 5 1 0 0 0 1 0 0 0 88H 出出 出出 入入 入入 6 1 0 0 0 1 0 0 1 89H 出出 入入 出出 入入 7 1 0 0 0 1 0 1 0 8AH 出出 入入 入入 出出 8 1 0 0 0 1 0 1 1 8BH 出出 入入 入入 入入 9 1 0 0 1 0 0 0 0 90H 入入 出出 出出 出出 10 1 0 0 1 0 0 0 1
15、 91H 入入 出出 出出 入入 11 1 0 0 1 0 0 1 0 92H 入入 出出 入入 出出 12 1 0 0 1 0 0 1 1 93H 入入 出出 入入 入入 13 1 0 0 1 1 0 0 0 98H 入入 入入 出出 出出 14 1 0 0 1 1 0 0 1 99H 入入 入入 出出 入入 15 1 0 0 1 1 0 1 0 9AH 入入 入入 入入 出出 16 1 0 0 1 1 0 1 1 9BH 入入 入入 入入 入入二、方式二、方式1:选通输入:选通输入/输出方输出方式式方式方式1的基本特点:的基本特点:F端口端口A、B可作为输入可作为输入/输出,但须规定端口输
16、出,但须规定端口C的某些的某些位作为控制或状态信息位作为控制或状态信息(即使用联络信号即使用联络信号)。端口。端口C的的剩余两位可作为输入或输出剩余两位可作为输入或输出(PC6,PC7)。F用于与异步工作的外设连接,具有中断能力。用于与异步工作的外设连接,具有中断能力。F输入输出都锁存。输入输出都锁存。1、方式、方式1:选通输入:选通输入此时的接口结构图如下页所示。此时的接口结构图如下页所示。方式控制字和方式控制字和C口控制字如下页所示。口控制字如下页所示。(a)A通 道 方 式1引 脚 配 置 (b)B通 道 方 式1引 脚 配 置图6-14 8255A方 式1输 入RDSTBaIBFaIN
17、TRaI/OPC4PC5PC3PA7PA0INTEAPC6,7STBbINTRbIBFbRDPC2PC1PC0PB7PB0INTEB8255A方式方式1输入输入72lA口、口、B口方式口方式1选通输入方式控制字:选通输入方式控制字:1 0 1 1 1 1 x D7 D6 D5 D4 D3D2 D1 D0PC7,PC6:1:输入:输入 0:输出:输出lC口方式口方式1选通输入状态字:选通输入状态字:PC7 PC6 IBFA STBA INTRA STBB IBFB INTRB两位两位I/O其中各个控制信号的意义如下:其中各个控制信号的意义如下:lSTB(-A,-B):选通输入,低电平有效。外设提
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