微机原理与接口技术并行接口

方式选择控制字
A组控制 B组控制
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
PC3 ~ PC0 1：输入 0：输出
D7 = 1 特征位
A组工作方式
0 0 ：方式0 0 1 ：方式1 1×：方式2
B口 1：输入 0：输出 B组工作方式 PC7 ~ PC4 1：输入 0：输出 0：方式0 1：方式1
A口 1：输入
方式2中信号的规定
8位数据输入输出
端口A
PC7 输出缓冲区满信号OBFA
8 2 5 5 A
PC6 PC5
响应信号ACK,外设取得数据 输入缓冲区满信号IBFA
选通信号STB,外设数据准备好 中断请求信号输出INTRA
外 设
PC4 PC3
至CPU
PC2
PC1
PC0
外 设
端口B
A端口：方式2
8位数据输入输出
设打印字符在CL中，8255A的端口地址为： A端口:00D0H B端口:00D1H C端口:00D2H 控制口:00D3H PP: MOV AL,81H OUT 00D3H,AL ；写控制寄存器，设置各端口工作方式 MOV AL,0DH OUT 00D3H,AL ；用C端口置0/置1方式使PC6为1，即STB高电平 LPS: IN AL,00D2H ；读取C端口的值 TEST AL,04H ；测试PC2是否为1，即BUSY信号是否为1 JNZ LPS ；不为0，说明BUSY信号为1，循环等待 MOV AL,CL ；将打印字符送AL OUT 00D0H,AL ；如不忙，将CL的内容送端口A MOV AL,0CH OUT 00D3H,AL ；用C端口置0/置1方式使PC6为0，即STB低电平 ADD AL,1 ；将AL加1 OUT 00D3H,AL ；用C端口置0/置1方式使PC6为1，即STB高电平
8255A的内部功能结构
8255A端口工作方式
8255A有三种基本工作方式
方式0：基本的输入/输出方式 方式1：选通的输入/输出方式 方式2：双向传输方式 端口A可以工作在3种工作方式中的任何一种。 端口B只能工作方式0或者方式1。 端口C一般分为两组，高4位与端口A构成一组配合工作， 低4位与端口B构成一组配合工作，为A和B端口的输入/输出提 供控制信号和状态信号。
„ „ „ „
8255A的工作方式－方式1
方式1称为选通的输入/输出方式。和方式0相比最主要的差 别是A端口和B端口用方式1输入输出时， 端口C配合A端口和 B端口工作，提供选通信号和联络信号，而这些信号与端口C 中的数位有固定的对应关系。 特点： 1)端口A和端口B可以分别工作在方式1，任何一个端口都可作 为输入端和输出端。 2)如果8255A的A端口工作于方式1，那么C端口就有3位配合A端 口工作，B端口和C端口的剩下的5位可以工作在方式0即可以 作为输出也可作为输入；反之亦然。 3)如果A端口和B端口都工作在方式1，那么C端口有3位配合A端 口工作，有3位配合B端口工作，剩下2位可作为输入输出。 方式1使用场合主要是外设和CPU使用不同的时序信号，工作 在异步方式下，接口需要传递应答信号和查询外设的状态。
PC0
至CPU
外 设
端口B
8位数据输出
B端口：方式1输出
9.2 8255A应用举例

8255A作为非编码键盘的接口
+5V 10kΩ *4
8 2 5 5 A
PA0 PA1 PA2 PA3
键0 键1 键2 键3
在有键按下时，与之对应列短接，形成通路，A端口的对应位输入为低 电平0，通过读取A端口的数据就能判别是哪个键按下(闭合)。该方式的缺 点是占用的端口太多。
PC1
PC0
至CPU
外 设
端口B
8位数据输出
8255A的工作方式－方式2
方式2也称为双向传输方式。只有端口A能工作在该方式下。
外设可以通过8位数据线，即向CPU发送数据，又从CPU接收数 据。和方式1相同，端口C的固定位提供控制和状态信号。 特点： 1)端口A工作于方式2时，C端口的PC3-PC7共5位数位分别提供 控制信号和状态信号配合A端口工作。 2)端口A工作于方式2时，B端口可以工作在方式0的输入输出 下，端口C的PC0-PC2共3位可以工作在方式0的输入输出下； 端口B也可以工作在方式1的输入输出下，端口C的PC0-PC2共3 位配合B端口工作。 方式2的使用场合：如果一个外部设备即可以作为输入设备 也可以作为输出设备，并且输入输出不会同时进行，将该设 备连接在A端口，并工作于方式2非常合适（例如磁盘）。
端口A
PC7 输出缓冲区满信号OBFA
8 2 5 5 A
PC6 PC5
响应信号ACK,外设取得数据 输入缓冲区满信号IBFA
选通信号STB,外设数据准备好 中断请求信号输出INTRA
外 设
PC4 PC3
至CPU
PC2
PC1
响应信号ACK,外设取得数据 输出缓冲区满信号OBFA 中断请求信号输出INTRB
－ CPU将待打印的数据通过8255A送给打印机
状态信号：
－ 打印机的忙信号(BUSY)通过8255A输入给CPU
－ CPU通过8255A将数据准备好信号(STB)输出给打印机
8255A端口工作方式选择 － A端口工作于方式0，用于数据输出 － B端口不用 － C端口工作于方式0，PC2为BUSY信号输入端，故PC3～PC0 为输入方式；PC6为STB信号输出端，故PC7 ～PC4为输出方式
非编码键盘的行扫描法识别按键
+5V
10KΩ
第0行
PA0
PA1 PA2
„ „
第7行 第0列
…
PA7
PB0 PB1 PB2
8 2 5 5 A
第7列
„ „
…
PB7
键盘扫描程序
第一步：判断有无按键按下 使A端口输出00H，读入B端口的数据，如果是FFH，则没有 按键按下，继续第一步。否则进行第二步。 第二步：行扫描法识别按键 （1）使A端口的PA0输出低电平，其余为高电平。 （2）观察列线的状态。 （3）如果某条列线变为低电平，则第0行与该列相交位置上的 键被按下；否则第0行没有键按下。 （4）使PA1输出低电平，其余为高电平。 （5）观察列线的状态判断是否有键按下。 （6）如此逐行扫描下去，直到最后一行。 通过分析可知，8255A的端口A工作在方式0的输出，端口B 工作在方式0的输入，端口C不用。8255A端口的地址如下：
外 设
端口B
8位数据输入
方式1输出时信号的规定
8位数据输出
端口A
PC7 PC6 输出缓冲区满信号OBFA
响应信号ACK,外设取得数据
8 2 5 5 A
外 设
PC5 PC4 PC3 中断请求信号输出INTRA
至CPU
PC2
响应信号ACK,外设取得数据 输出缓冲区满信号OBFA 中断请求信号输出INTRB

方式1输入时信号的规定
8位数据输入
端口A
PC7 PC6
8 2 5 5 A
PC5 PC4 PC3
输入缓冲区满信号IBFA 选通信号STB,外设数据准备好 中断请求信号输出INTRA
外 设
至CPU
PC2
选通信号STB,外设数据准备好 输入缓冲区满信号IBFB 中断请求信号输出INTRB
PC1
PC0
至CPU

8255A的工作方式－方式0
方式0也称为基本输入/输出方式。该方式下端口A和端口B可
以通过方式选择控制字作为输入口或者输出口；端口C分为两 个4位端口，也可以规定位输入口或输出口。 方式0的特点是任何1个端口可作为输入口或作为输出口，各 端口之间没有必然的联系。各端口的输入或者输出可以有16 中组合，适用于多种使用场合。 方式0的使用场合有两个： 一种是同步传输，发送方和接受方的动作由一个时序信 号来管理，不需要应答信号和查询外设的状态，对接口的要 求简单，只要能传递数据，可以实现3路并行传输。 二种是查询传输，端口A和端口B传送数据，端口C配合端 口A和B工作：作为输出口，输出对外设的控制信号；作为输 入口，读取外设的状态。信号与端口C的数位没有具体关系。
注意：只有端口A可以工作在方式2
8255A的初始化
8255A的控制寄存器控制着它的3个端口的工作方式和数 据传送方式，所以对8255A的初始化就是对控制寄存器写入控 制字的过程。 8255A控制寄存器的端口的选中要求A1、A0＝11 8255A的控制字分为两类： 一类是芯片各端口的方式选择控制字，它可以使8255A的 各端口工作于不同的方式下。方式选择控制字总是将端口C分 为2组来控制。控制字的第7位称为标识位。如果为1，则写入 控制寄存器的是方式选择控制字。 一类是C端口按位置1/置0方式字，它可以使C端口中的任 何1位置0或者置1。控制字的第7位如果为0，则写入控制寄存 器的是C端口按位置1/置0方式字。
8255A的引腿功能
端口C对应1个8位的数据输入缓冲器和1 8255A的控制寄存器，A组控制决定A端口 个8位的数据输出锁存/缓冲器，端口C作 和C端口高4位的输入输出和工作方式，B 端口B对应1个8位的数据输入缓冲器和1 端口A对应1个8位的数据输入锁存器和1 为输出时数据收到锁存。端口C通常被划 组控制决定B端口和C端口低4位的输入输 个8位的数据输出锁存/缓冲器,端口B作 个8位的数据输出锁存/缓冲器,端口A作 分为两个4位端口，它们分别为端口A和 出和工作方式， 为输出时数据收到锁存。 为输入输出时数据均收到锁存。 端口B提供控制和状态信号。
0：输出
C端口按位置1/置0方式字
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
1：置位 0：复位 任选（可1可0） C口选择 000：PC0 001：PC1 010：PC2 011：PC3 100：PC4 101：PC5 110：PC6 111：PC7
D7 = 0 （特征位）
例如微机系统中，8255A的控制端口的地址为00E7H，要求各 端口的工作方式如下： 端口A：方式0，输出 端口B：方式0，输入 端口C的高4位：输出 端口C的低4位：输入 设置8255A的方式选择控制字的程序段如下： MOV AL, 83H 1 00 0 0 0 1 1 MOV DX,00E7H OUT DX, AL 例如微机系统中，8255A的控制端口的地址为00E7H，要求端 口C的PC3位置0，下面的程序段可以实现该要求。 MOV AL, 06H 0 000 011 0 MOV DX,00E7H OUT DX, AL源自例：8255A作为打印机接口
8255A作为连接打印机的接口，工作过程如下： 当主机要往打印机输出字符时，首先查询打印机的忙信
号，如果打印机正在处理一个字符或者打印一行字符，忙信
号为1；反之忙信号为0。当CPU查询到忙信号为1时，则循环 等待，当忙信号为0，则通过8255A向打印机输出一个字符。
数据信号：
第9章
并行接口
9.1 8255A的工作原理
并行通信的基本概念
并行通信就是把一个字符的各数据位用几条传输线同时进行传输。
D0 D1
优点： 实际的传输速度快，信息率高。 缺点： 随着传输距离的增加，电缆开销大。
… …
… …
D7
… …
t

并行接口的基本结构
输入准备好
数据总线
读信号 写信号 复位
控制寄存器
端口c配合a端口和8255a外设外设方式1输入时信号的规定端口a端口b8位数据输入8位数据输入pc5pc4pc3pc2pc1pc0pc7pc6选通信号stb外设数据准备好选通信号stb外设数据准备好至cpu中断请求信号输出intrb至cpu中断请求信号输出intra输入缓冲区满信号ibfa输入缓冲区满信号ibfb8255a外设外设方式1输出时信号的规定端口a端口bpc5pc4pc2pc1pc0pc7pc6响应信号ack外设取得数据响应信号ack外设取得数据至cpu中断请求信号输出intrb至cpu中断请求信号输出intra8位数据输出8位数据输出pc3输出缓冲区满信号obfa输出缓冲区满信号obfa8255a的工作方式方式2?方式2也称为双向传输方式
输入应答
数据输入
输 入 设 备
输入缓冲寄存器
CPU
中断信号 地址 地址 译码
输出缓冲寄存器
CS A0 A1
数据输出
状态寄存器
输出准备好 输出应答
输 出 设 备
并行接口
可编程并行接口8255A
8255A是INTEL系列的并行 接口芯片，使用单一5V电源且 具有40个引脚的双列直插式芯 片，其特点是： 利用软件编程控制芯片的工 作方式。 构成系统不需要附加电路 与外设提供3组8位数据的并 行通信端口，称为A端口、B端 口、C端口。
8255A的芯片引腿信号，除了电源 和地之外，其他信号分为两组：
与外设相连的引腿信号： PA7~PA0： A组数据信号输入输出 PB7~PB0： B组数据信号输入输出 PC7~PC0： C组数据信号输入输出 与CPU相连的引腿信号： RESET：复位信号 RD: 读信号，CPU从8255A读数据 WR：写信号，CPU向8255A写数据 CS：片选信号，8255A被选中 D7~D0：8255A数据线，与数据总线相连 A1、A0 ：端口选择信号。8255A一共有 3个数据端口和1个控制端口，共4个端口 当A1、A0为00时，选中A端口 当A1、A0为01时，选中B端口 当A1、A0为10时，选中C端口 当A1、A0为11时，选中控制端口