第2章 基本输入输出接口技术

非编码键盘有非编码独立式键盘和非编码矩阵式键盘
2、矩阵式键盘的结构原理和识别方法 (见教材）
2.4 显示器 LED显示器工作原理
g f COM a b a b
10 9 f e 1 2 8 a g d 3 4 7 b c dp 5 6
a b c d e f g dp
COM COM
c d e f g dp
2、专用接口——主要有A/D、D/A转换接口、多路 转换器等。
一、通用并行I/O接口
2.1 并行I/O接口芯片
一、8255A的内部结构及外部引脚
1、8255A的内部结构
2、8255A的外部引脚 3、8255A端口编址与读写操作
二、8255A的控制字与初始化编程 1、方式选择控制字
举例1：现有四种简单外设： 1) 一组8位开关 2）一组8位LED指示灯 3） 一个按钮 4）一个蜂鸣器 要求： 用8255作为接口芯片，将这些外设构成一个简单微机系 统，画出接口连线图并写出8255相应控制字。 分析 ：控制字为：10000011B
MOV AL , 08AH OUT PORTCR , AL MOV CX , 500 MOV DI ,OFFSET BUFF LOOP1: MOV BL,[DI] NEXT: IN AL , PORTC TEST AL , 10H JNZ NEXT Mov AL,BL OUT PORTA , AL INC DI DEC CX
2.3可编程串行通信接口芯片8251A
一、 8251A的内部结构及引脚功能
二、8251A的工作原理 1、异步接收方式： 2、异步发送方式： 3、同步接收方式： 4、同步发送方式：
三、8251A的命令字与初始化编程 1、 8251A的命令字 1）方式选择命令字
2）工作命令字
3）状态字
4）8251A初始化流程图
第二章 基本输入输出接口技术
刘明芹 机械电子工程系
常用的接口电路主要有以下两类：
1、通用接口——包括并行接口、串行接口、中断管 理接口、定时/计数接口等。
通用接口有并行接口、串行接口。
•并行接口是指从接口输入和向接口输出数据，都是按一个字 或一个字节所包含的全部位数同时并行传输；
•串行接口是指面向设备一侧的数据输入和输出只有一根通信电 线，数据按通信规程约定的编码格式一位接一位的串行传送。
/DATASTB:打印机选通信号，当该电平有效时，将CPU数据输出到打印机 /ACK：是打印机的应答信号，当打印机接收完字符后发此信号
假设PA端口用PORTA表示，PB端口用PORTB表示，PC端口 用PORTC表示 , 控制端口用PORTCR表示 。编程实现将缓冲 区BUFF中的500个字符数据送打印机打印。
mov si ,offset tab1 mov bx,0 mov bl,al mov al,[bx+si] out 21h,al mov cx,200h addr2: dec cx jnz addr2 jmp addr1 code: ends ends start
方式1：选通型输入/输出方式 工作在方式1，端口与外设之间需要联络信号，8255 将借用C口来完成CPU与外设间的联络，CPU与8255A之间 可以用中断或查询的方式交换信息。
2、C口按位置0/置1控制字
注意：C口的按位置1/置0控制字对C口进行操作，但此控制字必须写 入控制口，而不写入C口
举例2 用C口置位/复位功能，使8255的PC3端口输出一个 正脉冲（脉冲宽度不计），其中：8255的地址为 60H63H Mov Out Mov Out Mov Out
2、8251A的编程举例 举例1：要求8251A作为外同步通信接口 数据位8位，两个同步方式字符，偶校验 方式选择字为 01111100B
举例3：要求异步方式下，波特率因子为16，8位数据位， 1位停止位，在异步方式下，输入50个字符，采用查询状 态字的方法，在程序中对状态寄存器的RXRDY测试，查询 8251A是否从外设接收一个字符。 MOV AL, 40H MOV DI, 0 OUT PORTE,AL MOV CX,32H MOV AL,4EH INPUT: IN AL,PORTE OUT PORTE,AL TEST AL,02H MOV AL,37H JZ INPUT OUT PORTE,AL IN AL,PORTD MOV BX,OFFSET BUFFER MOV [BX+DI]，AL INC DI DEC CX JNZ INPUT
/RD /WR D7-D0 RESET
PA0 PA1 PA2 PA3 PB0 PB1 8255A PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 a b c d e f g .
GND
cpu总线 系统
AEN
地址译 码器
/CS
A0 A1
地址总线
VCC
举例1：8255A的A口和B口工作在方式0，A口为输入端口，接有 四个开关；B口为输出端口，接有一个七段发光二极管，其硬件 线路如上图所示，试编程序要求七段发光二极管显示开关所拨 通的数字,8255端口地址20H-23H。
MAIN : MOV AL , 10100000B INTERRUT: MOV AL , [DI] OUT 83H , AL OUT 80H , AL MOV AL , 00001001B MOV AL , 00001000B OUT 83H , AL OUT 83H , AL XOR AX , AX MOV AL , 00001001B MOV DS , AX OUT 83H , AL MOV AX , 2000H …. MOV WORD PTR [002CH] , AX IRET MOV AX , 1000H MOV WORD PTR [002EH] , AX MOV AX , 00001101B OUT 83H , AX STI

AL , 00000110B 63H, AL AL, 00000111B 63H,AL AL , 00000110B 63H, AL
思考题：将PC口的PC3置0，将PC6置1，编写程序实现， 其中：8255A的地址为60H-63H。
三 、8255A的工作方式 8255A有3种工作方式： 方式0：基本型输入/输出 方式1：选通型输入/输出 方式2：双向数据传送方式
显示字符
七段代码
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
31
3F 06
5B 4F 66
6D 7D 07
7F 6F 77
7C 39
5E 79
Data segment Tab1 db 3fh,06h,05h … Data ends Code segment Assume cs:code,ds:data Start:mov ax,data mov ds,ax mov al,90h out 23h,al Addr1:in al,20h and al,0fh
/CS PC3 A0
INTR
A1
地址总线
如图所示：由CPU控制PC4产生选通脉冲，PC4作输出用,PC3作为中断请求INTR， 由/ACK信号上升沿，向CPU提请中断。
如图，已知：8255工作在中断方式，设8255地址为80H-83H，将数 据缓冲BUFF中的数据送打印机打印，中断向量设为1000H:2000H, 中断类型号为0BH，编程实现打印功能。
JNZ LOOP1
举例2：PA口工作于方式1，采用中断的方式，通过8255A把CPU中的数据输出 到打印机上，连线如图所示。
数据总线 复位 /IOR
/RD D7-D0 RESET PA0-PA7 PC6 D7-D0 BUSY /DATASTB
/IOW
cpu总线 系统
/WR 8255A
PC4
AEN
地址译 码器
e d COM c dp (a) 段排列 (b) 共阴极
(c) 共阳极
图 6-1 8段LED显示器的结构原理
LED显示器显示方式：动态显示和静态显示
若PA口工作于方式1，PB口工作于方式0，PC口三条线 作为控制线配合PA口工作。 若PA口工作于方式0，PB口工作于方式1，PC口三条线 作为控制线配合PB口工作。 若PA口工作于方式1，PB口工作于方式1，PC口六条线 作为控制线配合PA口、PB口工作。
（1）方式1输入
（2）方式1输出
举例2 ：PA口工作于方式1，采用查询的方式，通过8255A把CPU中的数据输出 到打印机上，连线如图所示。
数据总线 复位 /IOR
/RD D7-D0 RESET PA0-PA7 PC4 PC6 (/ACK) 8255A D7-D0 BUSY /ACK
/IOW
cpu总线 系统
/WR
AEN
地址译 码器
/CS
PC7 （/OBF)
单稳
/DATASTB
A0 A1
Hale Waihona Puke Baidu
地址总线
三个主要信号线：BUSY：表示打印机是否处于‘忙’状态,高电平有效。
三、键盘和显示器的结构和工作原理 2.3 键盘 1、键盘有两种类型：编码键盘和非编码键盘 非编码键盘是用软件方法来分析键的闭合和断开，对按键进 行周期扫描查询是否有键按下。 有键盘的抖动干扰，要进行抖动干扰的消除。
键按下 键释放
前沿抖动
闭合稳定
后沿抖动 释放稳定
图 5-1按键的抖动干扰
图 6-2 按键的抖动干扰
其中：PA口可以工作在方式0、1、2； PB口可以工作在方式0、1； PC口可以工作在方式0，除此之外PC口还可以配合PA 作为控制信号。
1、方式0:
8255A的三个端口都可以工作于方式0，CPU与端口之间交换数据 可直接有CPU执行INOUT指令来完成，不用提供联络信号。
VCC
数据总线 复位 /IOR /IOW
二、微机系统串行I/O接口
2.2 串行通信基础
一、串行通信类型 1、串行异步通信:指一帧字符用起始位和停止位来完成收发 同步.
2、串行同步通信:是靠同步字符来完成收发双方同步.
二、串行数据传送方式 1、单工方式 2、半双工方式 3、全双工方式
三、串行异步通信协议 1、一帧数据的格式 起始位 数据位 奇偶校验位 停止位 2、通信速率：又称波特率,指每秒钟传送0、1代码的个数。