微机原理课件 第8章 接口技术(8255)
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25
方式1输入端口对应的控制信号:
中断允许信号 选通信号 输入缓冲器 中断满请信求号信号
中断允许信号 选通信号 输入缓冲器 中断满请信求号信号
26
方式1输出 :
中断允许信号
Fra Baidu bibliotek
外输设出响缓应冲信器号 满信号
中断请求信号
27
⑶ 方式2——双向传输方式（只适用于端口A ）
输出中断允许信号
INTE1通过PC6的置位/输复入位中操断作允设许信置号 INTE2通过PC4的置位/复位操作设置
A1 A0 A2 A1 A0=0
17
3． 8255A的控制字 根据D7位的状态来决定控制字分两类。
两类
各端口的方式选择控制字 C端口按位置1/置0控制字
18
⑴ 方式选择控制字
A组（D6D5D4D3）
1
B组（D2D1D0）
19
8255A方式选择注意： 方式0：基本输入/输出方式
（1）三种基本工作方式 方式1：选通工作方式 方式2：双向传送方式
28
注意： 1）方式2 的I/O均为锁存 2）端口A工作于方式2时, 端口B可工作于方式0
或方式1 3）端口C用5个数位提供控制和状态信号
29
5．8255A应用举例
（1）8255A工作方式0 某接口设计采用一片8255A实现。其端口A连接并行打
印机, 端口B连接纸带读入机。8255A工作于方式0，以查 询方式传送数据。对8255A初始化并编写相关的程序。
7
典型的并行接口和外设连接的示意外图设使寄的把:其存 控数成C制据为P命送U高令给对电接接平口口时，
暂存I/O数据
提供各种状态位 接供口CP收U到查数询据后将其 置1 发给外设，外设 接到后，撤销数据和
准备好信号
C清 号P除，U“使收输数到入据数准总据接“状备线后口输态好处，收入寄”于接到准存信高口数备器据好中后”设，信置在号 阻
INC BX MOV DATAPTR，BX
POP BX
MOV AL，20H ；向8259A发EOI
OUT 20H，AL
POP AX
STI ；开中断
IRET
； 中断返回
38
DRIVE RIGHT──此信号驱动纸带前进一步，并读 一个字符。它是8255A给外设的启动信号。由PC5 位输出。
DATA READY──纸带读入器的状态信号。其为高电 平表示纸带读入器已将数据准备好。由PC3位读入。
31
设8255A的端口地址为： 端口A：00E0H 端口B：00E2H
端口C：00E4H 控制口：00E6H
例：把端口C的PC7位置“0”，其控制字为00001110B， 即十六进制的0EH
端口C的PC5位置“1”，其控制字为00001011， 即十六进制的0BH
设8255A控制口地址为0E6H，则可用下列程序实现：
MOV AL，0EH ；PC7清0，控制字送AL MOV DX，00E6H ；控制口地址送DX
解：8255A的方式选择控制字
1 0 0 0 0 0 1 1 83H
以下指令完成工作方式的选择： MOV AL，83H ；方式选择控制字送AL OUT 0E6H，AL；方式选择控制字输出给8255A控制端口
21
（2）端口C置位/复位控制字（D7=0）
00 00
此控制字必须写入8255A的控制口
22
（2）只有端口A能工作在方式2
端口A
方式0 方式1 方式2
端口B
方式0 方式1
（3）同一组的两端口可分别工作在输入和输出方式
20
例: 已知8255A芯片的四个端口地址是0E0H、0E2H、 0E4H和0E6H，要求工作方式如下：端口A—方式 0，输出；端口B—方式0，输入；端口C高四位— 输出；端口C低四位——输入
INC AL OUT 0E6H，AL ； 再使PC4=1，形成一个负3脉3 冲
3）纸带读入机驱动程序段
RDST：MOV AL，0AH ； 使PC5=0，启动纸带读入机 OUT 0E6H，AL
RDLP：IN AL，0E4H； 读入端口C的内容 AND AL，08H JZ RDLP ； 未准备好，则等待 IN AL，0E2H； 已准备好，则从端口B输入数据 MOV CL，AL ； 将输入数据保存到CL中 MOV AL，0BH OUT 0E6H，AL； 使PC5=1，断开纸带输入机
解：据题意 ： 端口A：输出
端口B：输入
端口C上：输出 端口C下：输入
8255A方式控制字应该为：10000011B=83H
1） 8255A初始化程序段
MOV AL，83H OUT 0E6H，AL 方式控制字写入8255A控制口
MOV AL，09H OUT 0E6H，AL
PC4=1，打印机选通无效
MOV AL，0BH OUT 0E6H，AL PC5=1，断开纸带读入机
37
中断服务子程序如下：
PUSH AX
PUSH BX MOV BX，DATAPTR ；将DATAPTR处内容取到BX中
MOV AL，[BX] OUT 0D0H，AL ；从A口送出一字节数据
MOV AL，0 OUT 0D6H，AL ；使PC0=0，产生选通信号
INC AL OUT 0D6H，AL ；使PC0= 1，撤消选通信号
11
② 两组控制 A组控制电路 端口A PA7-PA0 端口C的高4位 PC7～PC4 B组控制电路 端口B PB7-PB0 端口C的低4位 PC3～PC0
12
（2）CPU接口部分 ① 读/写控制逻辑电路 功能：管理数据传输过程。
② 数据总线缓冲器(双向三态的8位数据缓冲器 )
功能：通过它与系统数据总线相连。
8
8.2.2可编程并行通信接口芯片8255A的应用 1． 8255A的内部结构
9
（1）外设接口部分： ① 3个8 位数据端口A、B、C
端口A：PA7-PA0
1个8位数据输入锁存器 1个8位数据输出锁存/缓冲器
端口B：PB7-PB0
1个8位数据输入缓冲器 1个8位数据输出锁存/缓冲器
端口C：PC7-PC0
35
设8255A的四个端口地址为： 端口A：0D0H 端口B：0D2H 端口C：0D4H 控制口：0D6H
端 口 A 工 作 于 方 式 1 ， 且 为 输 出 ， PC0 也 用 作 输 出 ， 8255A的方式控制字为A0H（10100000）。
设中断服务子程序入口地址为3200：0100H。需要向 打印机输出的字符已经存放在输出数据缓冲区中，该 缓冲区的首地址存放在DS段DATAPTR中。
OUT DX，AL ；对PC7清0操作
MOV AL，0BH OUT DX，AL
；PC5置1控制字送AL ；对PC5置1操作
23
4． 8255A的工作方式 ⑴ 方式0——基本输入/输出方式 特点 : 1）端口A、端口B、端口C上、下均可作为输入或输
出口，且各端口均是独立的。 2）四个端口的输入或输出，可以有16种不同的组合。 3）各端口输入时无锁存，输出时锁存。 使用场合： 1）同步传送 (无条件传送方式) 2）查询式传送
24
⑵ 方式1——选通的输入/输出方式 必须利用端口C提供的选通信号和应答信号等
特点： 1）端口A和B要在端口C 的配合下工作。 2）端口C中有三位用于端口A的I/O控制，另有三位
用于端口B的I/0控制，并且提供中断逻辑。 3）若只有一个数据端口工作在方式1，则另一个数据
端口及端口C余下的五位可工作于方式0； 若两个数据端口都工作于方式1，那么端口C余下 的两位可作I/O位，也可进行置位/复位操作。
13
2．8255A的引脚及功能
14
⑴ 与外设相连的引脚 24个 PA7～PA0——端口A数据线 PB7～PB0——端口B数据线 PC7～PC0——端口C数据线
15
⑵ 与CPU相连的引脚 14个
1）RESET——复位信号
2）D7～D0——8255A的数据线
3）CS——片选信号
4）RD——读信号
5）WR——写信号
6）A1、A0——端口选择信号
A1 A0 00 01 10 11
端口A 端口B 端口C 控制端口
16
注意： 因为低8位和偶地址端口相连，所以在8086系统
中，将8255A的A1、A0引脚分别接向系统总线A2、 A1，并且CPU对8255A的端口进行访问时，应将其地 址最低位A0设置为0。
8255A CPU
5
8.2 并行通信和并行接口芯片
8.2.1 并行通信 1. 并行通信——就是把一个字符的全部n个数据位用
n条线同时进行传输。 特点：传输速度快
效率高 用电缆多 适用场合：数据传输率要求较高，而传输距离较短的 场合。
6
2. 并行接口 实现并行通信的接口 输入接口：负责输入信息 分为 输出接口：负责输出信息 双向通信接口：既负责输入信息，又 负责输出信息
34
⑵ 8255A工作于方式1应用举例 8255A工作于方式1，可以支持CPU以中断方式和外
设进行通信。下图是一个使用8255A的接口电路，其中字 符打印机以中断方式工作。
中断类型号为0BH， 0 BH×4=002CH， 中 断 向 量 在 0000:002CH开始的4个单元中。 假设8259A已完成初始化。
1个8位数据输入缓冲器 1个8位数据输出锁存/缓冲器
10
端口A：输入输出均锁存，数据不易丢失 端口B：输入不锁存，输出锁存 端口C：输入不锁存，输出锁存
通常使用方法： (1) 端口A、B作为独立的输入或者输出端口 (2) 端口C配合端口A、B 。通过方式控制命令分成2
个4位端口，传送控制和状态信息。
第8章 接口技术与常见接口芯片的应用
8.1 概述 8.2 并行通信和并行接口芯片 8.3 串行通信和串行接口芯片 8.4 计数器/定时器接口电路 8.5 模拟通道接口
习题
1
8．1 接口概述
输入/输出接口电路，是微处理器和外部设备交 换信息的通道，是微型计算机的重要组成部分
输入/输出接口电路，一方面要接收来自CPU的 地址信号、数据信号和控制信号，另一方面还要与 各种类型的外设相连接，以实现CPU与外设之间的 数据传送。
本 章 主 要 介 绍 ： 8 2 5 5 A 并 行 I/O 接 口 芯 片 ； 8251A串行I/O接口芯片；8253计数器/定时器芯片； ADC0809和DAC0832等模/数、数/模转换芯片。
2
8.1.1 接口的功能 1．地址译码和I/O设备的选择 2．信息的输入与输出 3．信息的转换功能 4．联络和中断管理功能 5．可编程功能 6．错误检测功能
纸带读数入据器选的通状信号 态信号
8255A给外设的 启动信号
30
各控制信号的意义为：
DATA STROBE ──数据选通信号。打印机要有一个 宽度为0.5μs的脉冲，作为数据选通信号。由PC4位 输出。
BUSY── 当 其 有 效 时 为 高 电 平 ， 此 时 表 示 打 印 机 “忙”，不能接收新的输出数据。这是打印机的状 态信号。由PC2位读入。
36
主程序中有关8255A初始化及设置中断矢量程序段如下： MAIN：MOV AL，0A0H
OUT 0D6H，AL ；设置8255A方式控制字 MOV AL，01H OUT 0D6H，AL ；置PC0=1，使选通无效 MOV AX，0 MOV ES，AX ；ES为0，指向中断向量表 MOV AX，0100H ；取中断服务子程序入口地址偏移量 MOV ES:[002CH]，AX MOV AX，3200H ；取中断服务子程序入口地址段值 MOV ES:[002EH]，AX MOV AL，0DH OUT 0D6H，AL ；置8255A的INTEA=1，允许端口A中断 STI ；8086CPU开放中断
32
2） 打印机驱动程序段 LPST：IN AL，0E4H ； 将端口C各位状态读入AL
AND AL，04H ； 通过PC2测试BUSY状态 JNZ LPST ； 结果不为0，说明忙信号为“1”，应等
待
MOV AL，CL OUT 0E0H，AL ； 如不忙，则把CL中字符通过端口A
输出
MOV AL，08H OUT 0E6H，AL ； 使PC4=0，即为低
3
传输错误:是由传输线路上的噪声干扰所致，可
两类错误
通过奇/偶校验进行检测；
覆盖错误：如果接口中已有一个外设送来的数
据，而CPU还没有来得及取走，此
时外设又向接口中送来一个新的数据
4
8.1.2 接口与系统的连接
一个接口可分成两部分: 第一部分用来与系统总线相连， 第二部分用来与I/O设备相连。
输入/ 输出 设备
方式1输入端口对应的控制信号:
中断允许信号 选通信号 输入缓冲器 中断满请信求号信号
中断允许信号 选通信号 输入缓冲器 中断满请信求号信号
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方式1输出 :
中断允许信号
Fra Baidu bibliotek
外输设出响缓应冲信器号 满信号
中断请求信号
27
⑶ 方式2——双向传输方式（只适用于端口A ）
输出中断允许信号
INTE1通过PC6的置位/输复入位中操断作允设许信置号 INTE2通过PC4的置位/复位操作设置
A1 A0 A2 A1 A0=0
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3． 8255A的控制字 根据D7位的状态来决定控制字分两类。
两类
各端口的方式选择控制字 C端口按位置1/置0控制字
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⑴ 方式选择控制字
A组（D6D5D4D3）
1
B组（D2D1D0）
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8255A方式选择注意： 方式0：基本输入/输出方式
（1）三种基本工作方式 方式1：选通工作方式 方式2：双向传送方式
28
注意： 1）方式2 的I/O均为锁存 2）端口A工作于方式2时, 端口B可工作于方式0
或方式1 3）端口C用5个数位提供控制和状态信号
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5．8255A应用举例
（1）8255A工作方式0 某接口设计采用一片8255A实现。其端口A连接并行打
印机, 端口B连接纸带读入机。8255A工作于方式0，以查 询方式传送数据。对8255A初始化并编写相关的程序。
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典型的并行接口和外设连接的示意外图设使寄的把:其存 控数成C制据为P命送U高令给对电接接平口口时，
暂存I/O数据
提供各种状态位 接供口CP收U到查数询据后将其 置1 发给外设，外设 接到后，撤销数据和
准备好信号
C清 号P除，U“使收输数到入据数准总据接“状备线后口输态好处，收入寄”于接到准存信高口数备器据好中后”设，信置在号 阻
INC BX MOV DATAPTR，BX
POP BX
MOV AL，20H ；向8259A发EOI
OUT 20H，AL
POP AX
STI ；开中断
IRET
； 中断返回
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DRIVE RIGHT──此信号驱动纸带前进一步，并读 一个字符。它是8255A给外设的启动信号。由PC5 位输出。
DATA READY──纸带读入器的状态信号。其为高电 平表示纸带读入器已将数据准备好。由PC3位读入。
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设8255A的端口地址为： 端口A：00E0H 端口B：00E2H
端口C：00E4H 控制口：00E6H
例：把端口C的PC7位置“0”，其控制字为00001110B， 即十六进制的0EH
端口C的PC5位置“1”，其控制字为00001011， 即十六进制的0BH
设8255A控制口地址为0E6H，则可用下列程序实现：
MOV AL，0EH ；PC7清0，控制字送AL MOV DX，00E6H ；控制口地址送DX
解：8255A的方式选择控制字
1 0 0 0 0 0 1 1 83H
以下指令完成工作方式的选择： MOV AL，83H ；方式选择控制字送AL OUT 0E6H，AL；方式选择控制字输出给8255A控制端口
21
（2）端口C置位/复位控制字（D7=0）
00 00
此控制字必须写入8255A的控制口
22
（2）只有端口A能工作在方式2
端口A
方式0 方式1 方式2
端口B
方式0 方式1
（3）同一组的两端口可分别工作在输入和输出方式
20
例: 已知8255A芯片的四个端口地址是0E0H、0E2H、 0E4H和0E6H，要求工作方式如下：端口A—方式 0，输出；端口B—方式0，输入；端口C高四位— 输出；端口C低四位——输入
INC AL OUT 0E6H，AL ； 再使PC4=1，形成一个负3脉3 冲
3）纸带读入机驱动程序段
RDST：MOV AL，0AH ； 使PC5=0，启动纸带读入机 OUT 0E6H，AL
RDLP：IN AL，0E4H； 读入端口C的内容 AND AL，08H JZ RDLP ； 未准备好，则等待 IN AL，0E2H； 已准备好，则从端口B输入数据 MOV CL，AL ； 将输入数据保存到CL中 MOV AL，0BH OUT 0E6H，AL； 使PC5=1，断开纸带输入机
解：据题意 ： 端口A：输出
端口B：输入
端口C上：输出 端口C下：输入
8255A方式控制字应该为：10000011B=83H
1） 8255A初始化程序段
MOV AL，83H OUT 0E6H，AL 方式控制字写入8255A控制口
MOV AL，09H OUT 0E6H，AL
PC4=1，打印机选通无效
MOV AL，0BH OUT 0E6H，AL PC5=1，断开纸带读入机
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中断服务子程序如下：
PUSH AX
PUSH BX MOV BX，DATAPTR ；将DATAPTR处内容取到BX中
MOV AL，[BX] OUT 0D0H，AL ；从A口送出一字节数据
MOV AL，0 OUT 0D6H，AL ；使PC0=0，产生选通信号
INC AL OUT 0D6H，AL ；使PC0= 1，撤消选通信号
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② 两组控制 A组控制电路 端口A PA7-PA0 端口C的高4位 PC7～PC4 B组控制电路 端口B PB7-PB0 端口C的低4位 PC3～PC0
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（2）CPU接口部分 ① 读/写控制逻辑电路 功能：管理数据传输过程。
② 数据总线缓冲器(双向三态的8位数据缓冲器 )
功能：通过它与系统数据总线相连。
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8.2.2可编程并行通信接口芯片8255A的应用 1． 8255A的内部结构
9
（1）外设接口部分： ① 3个8 位数据端口A、B、C
端口A：PA7-PA0
1个8位数据输入锁存器 1个8位数据输出锁存/缓冲器
端口B：PB7-PB0
1个8位数据输入缓冲器 1个8位数据输出锁存/缓冲器
端口C：PC7-PC0
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设8255A的四个端口地址为： 端口A：0D0H 端口B：0D2H 端口C：0D4H 控制口：0D6H
端 口 A 工 作 于 方 式 1 ， 且 为 输 出 ， PC0 也 用 作 输 出 ， 8255A的方式控制字为A0H（10100000）。
设中断服务子程序入口地址为3200：0100H。需要向 打印机输出的字符已经存放在输出数据缓冲区中，该 缓冲区的首地址存放在DS段DATAPTR中。
OUT DX，AL ；对PC7清0操作
MOV AL，0BH OUT DX，AL
；PC5置1控制字送AL ；对PC5置1操作
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4． 8255A的工作方式 ⑴ 方式0——基本输入/输出方式 特点 : 1）端口A、端口B、端口C上、下均可作为输入或输
出口，且各端口均是独立的。 2）四个端口的输入或输出，可以有16种不同的组合。 3）各端口输入时无锁存，输出时锁存。 使用场合： 1）同步传送 (无条件传送方式) 2）查询式传送
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⑵ 方式1——选通的输入/输出方式 必须利用端口C提供的选通信号和应答信号等
特点： 1）端口A和B要在端口C 的配合下工作。 2）端口C中有三位用于端口A的I/O控制，另有三位
用于端口B的I/0控制，并且提供中断逻辑。 3）若只有一个数据端口工作在方式1，则另一个数据
端口及端口C余下的五位可工作于方式0； 若两个数据端口都工作于方式1，那么端口C余下 的两位可作I/O位，也可进行置位/复位操作。
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2．8255A的引脚及功能
14
⑴ 与外设相连的引脚 24个 PA7～PA0——端口A数据线 PB7～PB0——端口B数据线 PC7～PC0——端口C数据线
15
⑵ 与CPU相连的引脚 14个
1）RESET——复位信号
2）D7～D0——8255A的数据线
3）CS——片选信号
4）RD——读信号
5）WR——写信号
6）A1、A0——端口选择信号
A1 A0 00 01 10 11
端口A 端口B 端口C 控制端口
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注意： 因为低8位和偶地址端口相连，所以在8086系统
中，将8255A的A1、A0引脚分别接向系统总线A2、 A1，并且CPU对8255A的端口进行访问时，应将其地 址最低位A0设置为0。
8255A CPU
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8.2 并行通信和并行接口芯片
8.2.1 并行通信 1. 并行通信——就是把一个字符的全部n个数据位用
n条线同时进行传输。 特点：传输速度快
效率高 用电缆多 适用场合：数据传输率要求较高，而传输距离较短的 场合。
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2. 并行接口 实现并行通信的接口 输入接口：负责输入信息 分为 输出接口：负责输出信息 双向通信接口：既负责输入信息，又 负责输出信息
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⑵ 8255A工作于方式1应用举例 8255A工作于方式1，可以支持CPU以中断方式和外
设进行通信。下图是一个使用8255A的接口电路，其中字 符打印机以中断方式工作。
中断类型号为0BH， 0 BH×4=002CH， 中 断 向 量 在 0000:002CH开始的4个单元中。 假设8259A已完成初始化。
1个8位数据输入缓冲器 1个8位数据输出锁存/缓冲器
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端口A：输入输出均锁存，数据不易丢失 端口B：输入不锁存，输出锁存 端口C：输入不锁存，输出锁存
通常使用方法： (1) 端口A、B作为独立的输入或者输出端口 (2) 端口C配合端口A、B 。通过方式控制命令分成2
个4位端口，传送控制和状态信息。
第8章 接口技术与常见接口芯片的应用
8.1 概述 8.2 并行通信和并行接口芯片 8.3 串行通信和串行接口芯片 8.4 计数器/定时器接口电路 8.5 模拟通道接口
习题
1
8．1 接口概述
输入/输出接口电路，是微处理器和外部设备交 换信息的通道，是微型计算机的重要组成部分
输入/输出接口电路，一方面要接收来自CPU的 地址信号、数据信号和控制信号，另一方面还要与 各种类型的外设相连接，以实现CPU与外设之间的 数据传送。
本 章 主 要 介 绍 ： 8 2 5 5 A 并 行 I/O 接 口 芯 片 ； 8251A串行I/O接口芯片；8253计数器/定时器芯片； ADC0809和DAC0832等模/数、数/模转换芯片。
2
8.1.1 接口的功能 1．地址译码和I/O设备的选择 2．信息的输入与输出 3．信息的转换功能 4．联络和中断管理功能 5．可编程功能 6．错误检测功能
纸带读数入据器选的通状信号 态信号
8255A给外设的 启动信号
30
各控制信号的意义为：
DATA STROBE ──数据选通信号。打印机要有一个 宽度为0.5μs的脉冲，作为数据选通信号。由PC4位 输出。
BUSY── 当 其 有 效 时 为 高 电 平 ， 此 时 表 示 打 印 机 “忙”，不能接收新的输出数据。这是打印机的状 态信号。由PC2位读入。
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主程序中有关8255A初始化及设置中断矢量程序段如下： MAIN：MOV AL，0A0H
OUT 0D6H，AL ；设置8255A方式控制字 MOV AL，01H OUT 0D6H，AL ；置PC0=1，使选通无效 MOV AX，0 MOV ES，AX ；ES为0，指向中断向量表 MOV AX，0100H ；取中断服务子程序入口地址偏移量 MOV ES:[002CH]，AX MOV AX，3200H ；取中断服务子程序入口地址段值 MOV ES:[002EH]，AX MOV AL，0DH OUT 0D6H，AL ；置8255A的INTEA=1，允许端口A中断 STI ；8086CPU开放中断
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2） 打印机驱动程序段 LPST：IN AL，0E4H ； 将端口C各位状态读入AL
AND AL，04H ； 通过PC2测试BUSY状态 JNZ LPST ； 结果不为0，说明忙信号为“1”，应等
待
MOV AL，CL OUT 0E0H，AL ； 如不忙，则把CL中字符通过端口A
输出
MOV AL，08H OUT 0E6H，AL ； 使PC4=0，即为低
3
传输错误:是由传输线路上的噪声干扰所致，可
两类错误
通过奇/偶校验进行检测；
覆盖错误：如果接口中已有一个外设送来的数
据，而CPU还没有来得及取走，此
时外设又向接口中送来一个新的数据
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8.1.2 接口与系统的连接
一个接口可分成两部分: 第一部分用来与系统总线相连， 第二部分用来与I/O设备相连。
输入/ 输出 设备