输入和输出的方法以及常用的接口电路
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⒋ I/O接口电路的基本结构
数控地 据制址 总总总 线线线
DB CB AB
数据输 入寄存器
数据线
外
部
数据输 出寄存器
数据线
输
入
控制寄 存器
或
输
状态线
出
状态寄 存器
设 备
接口
补充：接口与端口的区别 ⑴接口
是从整体上看，将处于CPU与外设之间，为了实现某种信 息交换要求而组成的所有逻辑电路统称为“接口”。 例如：并行通信接口，串行通信接口，A/D转换接口等。 ⑵端口
较慢。
查询方式的工作流程图
防止死循环
超时?
N 读并测试外设状态
N 复位计时器
READY?
Y 与外设进 行数据交换
Y 超时错
N
传送完？
Y
⒉程序中断的输入/输出方式 CPU无需循环查询外设状态，而是外部设备在 需要进行数据传送时才向CPU申请服务，CPU中
断 正在运行的程序，转去为申请中断的设备服务。 等服务结束又返回被中断程序继续运行。 优点：
⑶工作状态字 方式1输入状态
方式1输出状态
A组方式2，B组方式1 输入状态 A组方式2，B组方式1 输出状态
⒍8255的工作方式
⑴方式0
基本输入/输出方式，适用于无需应答信号的简单的
无条件输入/输出数据的场合。
方式控制字为：
1 0 0 PA PC7-4 0 PB PC3-0
1输入 1输入
1输入 1输入
….
MOV AL, 81H
MOV DX,383H
OUT DX,AL
MOV AL，0000 1101B ；PC6=1，使STB无效
OUT DX，AL
若将全部“×”取为0，则： PA口地址为：300H PB口地址为：301H PC口地址为：302H 命令口地址为：303H
②确定各端口的工作方式和命令字 由图可知： PA口：键盘行扫描输出 PB口：键盘列输入 命令字：
1 0 0 0 0 0 10
A口方式0，输出
B口方式0，输入
③行扫描键盘要解决的技术问题 判有无键按下，消除抖动，消除重键，给出按键值 ④写出程序（见P362）
⒌8255的控制字和状态字 8255的工作方式由方式控制字和置位/复位控制字
来选择，通过读PC口可以测试各端口的工作状态。 ⑴方式控制字
例如： 要求：PA口输出
PB口输出 PC口输入 则方式控制字为： 10001001 用十六进制表示为： 89H
⑵置位/复位控制字
例如：要把PC口的D3位置1，则置位/复位控制字 内容为：0 0 0 0 0 1 1 1 用十六进制表示为：07H
例2：用8255作为打印机接口 （P364 例9.2)
①Centronics接口引脚
PC机端用DB25 D型连接器
打印机端用36针Centronics连接器
② Centronics连接器引脚时序
③硬件连线 确定端口地址 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1
A0 1110000000
CPU和外设的效率都高，实时性好，速度快。 缺点：需要特殊硬件支持，程序编制较为复杂。
⒊ 直接存储器存取方式（DMA） 前面三种I/O方式都需要CPU作为中介：
外设 CPU 内存 直接存储器存取方式：
优点： 数据传输由DMAC控制，数据直接在内
存和外设之间交换，可以达到很高的传 输速率。（可达几MB-几十MB/秒）
01 10 11 端口地址为380H-383H。 分配端口 PA口：输出数据 PC口：作为控制 画逻辑电路图
④确定工作方式控制字
由电路图可知，要求8255的：
PA口：输出,PB口：输出
PC口: PC7-PC4输出，PC3-PC0输入
所以方式控制字为：
10000 0 0 1
即81H
⑤写出初始化程序段
方式1 输入 时序图
②方式1输出
当PA口工作在方式1输 出时，将PC7、PC6、PC3 作为应答信号。
当PB口工作在方式1输 出时，将PC2、PC1、
PC0 作为应答信号。
方式1 输入 时序图
⑶方式2 双向传输方式，只有PA口能工作在方式2。
当PA口工作在方式2时， PC3-PC7都用于PA口 的应答线。
是接口电路中，具有特定功能，能被CPU直接进行读/写 操作的寄存器。 例如：数据输入/输出端口，状态端口，命令端口等。 一个接口一般包含1 个或多个端口； CPU通过对端口的读/写操作，实现对接口的操作；
§9.2 基本的输入/输出方法 在微机中，主机与外设之间数据传送的基本方法有4种： ⒈ 程序控制的输入/输出方式 ⑴无条件传送方式 适用于总是处于准备好状态的外设 如：
⒋专用I/O处理器传送方式 当系统中有大量高速I/O设备时，可用专用I/O处理器
（如8089）来完成系统与I/O设备之间的数据传送。
Z8590UPC通用外部设备控制器 是一种分布式智能I/O控制器
§9.3 8255并行接口电路
⒈8255的内部结构
⒉8255的引脚图
⒊8255的端口功能 ⒋8255的读写操作
0输出 0输出
0输出 0输出
例如：
要求PA输入，PB输出， PC7-4输出，PC3-0输入
则方式控制字为：1 0 0 1 0 0 0 1
⑵方式1 选通型（应答式）输入/输出方式。
①方式1输入 当PA口工作在方式1输
入时，将PC5、PC4、PC3 作为应答信号。
当PB口工作在方式1输 入时，将PC2、PC1、PC0 作为应答信号。
开关 发光器件(如发光二极管、7段数码管、灯泡等) 继电器 步进电机 优点：软件及接口硬件简单 缺点：只适用于简单外设，适应范围较窄
⑵有条件传送方式（查询方式） 适用于外设并不总是准备好，而且对传送速率、
传送效率要求不高的场合。 CPU在与外设交换数据前必须询问外设状态——
“准备好没有？” 对外设的要求：应提供设备状态信息 对接口的要求：需要提供状态端口 优点：软件比较简单 缺点：CPU效率低，数据传送的实时性差，速度
此时，PB口和PC2-PC0 可以工作在方式0或方式1。
方式2 时序图
⒎8255应用举例 例1：用8255A作为键盘接口（P360例9.1） ①确定各端口地址
A15… A10A9A8A7…A2A1A0 × … × 1 1 ×…×0 0 PA口 × … × 1 1 ×…×0 1 PB口 × … × 1 1 ×…×1 0 PC口 × … × 1 1 ×…×1 1 命令口
数控地 据制址 总总总 线线线
DB CB AB
数据输 入寄存器
数据线
外
部
数据输 出寄存器
数据线
输
入
控制寄 存器
或
输
状态线
出
状态寄 存器
设 备
接口
补充：接口与端口的区别 ⑴接口
是从整体上看，将处于CPU与外设之间，为了实现某种信 息交换要求而组成的所有逻辑电路统称为“接口”。 例如：并行通信接口，串行通信接口，A/D转换接口等。 ⑵端口
较慢。
查询方式的工作流程图
防止死循环
超时?
N 读并测试外设状态
N 复位计时器
READY?
Y 与外设进 行数据交换
Y 超时错
N
传送完？
Y
⒉程序中断的输入/输出方式 CPU无需循环查询外设状态，而是外部设备在 需要进行数据传送时才向CPU申请服务，CPU中
断 正在运行的程序，转去为申请中断的设备服务。 等服务结束又返回被中断程序继续运行。 优点：
⑶工作状态字 方式1输入状态
方式1输出状态
A组方式2，B组方式1 输入状态 A组方式2，B组方式1 输出状态
⒍8255的工作方式
⑴方式0
基本输入/输出方式，适用于无需应答信号的简单的
无条件输入/输出数据的场合。
方式控制字为：
1 0 0 PA PC7-4 0 PB PC3-0
1输入 1输入
1输入 1输入
….
MOV AL, 81H
MOV DX,383H
OUT DX,AL
MOV AL，0000 1101B ；PC6=1，使STB无效
OUT DX，AL
若将全部“×”取为0，则： PA口地址为：300H PB口地址为：301H PC口地址为：302H 命令口地址为：303H
②确定各端口的工作方式和命令字 由图可知： PA口：键盘行扫描输出 PB口：键盘列输入 命令字：
1 0 0 0 0 0 10
A口方式0，输出
B口方式0，输入
③行扫描键盘要解决的技术问题 判有无键按下，消除抖动，消除重键，给出按键值 ④写出程序（见P362）
⒌8255的控制字和状态字 8255的工作方式由方式控制字和置位/复位控制字
来选择，通过读PC口可以测试各端口的工作状态。 ⑴方式控制字
例如： 要求：PA口输出
PB口输出 PC口输入 则方式控制字为： 10001001 用十六进制表示为： 89H
⑵置位/复位控制字
例如：要把PC口的D3位置1，则置位/复位控制字 内容为：0 0 0 0 0 1 1 1 用十六进制表示为：07H
例2：用8255作为打印机接口 （P364 例9.2)
①Centronics接口引脚
PC机端用DB25 D型连接器
打印机端用36针Centronics连接器
② Centronics连接器引脚时序
③硬件连线 确定端口地址 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1
A0 1110000000
CPU和外设的效率都高，实时性好，速度快。 缺点：需要特殊硬件支持，程序编制较为复杂。
⒊ 直接存储器存取方式（DMA） 前面三种I/O方式都需要CPU作为中介：
外设 CPU 内存 直接存储器存取方式：
优点： 数据传输由DMAC控制，数据直接在内
存和外设之间交换，可以达到很高的传 输速率。（可达几MB-几十MB/秒）
01 10 11 端口地址为380H-383H。 分配端口 PA口：输出数据 PC口：作为控制 画逻辑电路图
④确定工作方式控制字
由电路图可知，要求8255的：
PA口：输出,PB口：输出
PC口: PC7-PC4输出，PC3-PC0输入
所以方式控制字为：
10000 0 0 1
即81H
⑤写出初始化程序段
方式1 输入 时序图
②方式1输出
当PA口工作在方式1输 出时，将PC7、PC6、PC3 作为应答信号。
当PB口工作在方式1输 出时，将PC2、PC1、
PC0 作为应答信号。
方式1 输入 时序图
⑶方式2 双向传输方式，只有PA口能工作在方式2。
当PA口工作在方式2时， PC3-PC7都用于PA口 的应答线。
是接口电路中，具有特定功能，能被CPU直接进行读/写 操作的寄存器。 例如：数据输入/输出端口，状态端口，命令端口等。 一个接口一般包含1 个或多个端口； CPU通过对端口的读/写操作，实现对接口的操作；
§9.2 基本的输入/输出方法 在微机中，主机与外设之间数据传送的基本方法有4种： ⒈ 程序控制的输入/输出方式 ⑴无条件传送方式 适用于总是处于准备好状态的外设 如：
⒋专用I/O处理器传送方式 当系统中有大量高速I/O设备时，可用专用I/O处理器
（如8089）来完成系统与I/O设备之间的数据传送。
Z8590UPC通用外部设备控制器 是一种分布式智能I/O控制器
§9.3 8255并行接口电路
⒈8255的内部结构
⒉8255的引脚图
⒊8255的端口功能 ⒋8255的读写操作
0输出 0输出
0输出 0输出
例如：
要求PA输入，PB输出， PC7-4输出，PC3-0输入
则方式控制字为：1 0 0 1 0 0 0 1
⑵方式1 选通型（应答式）输入/输出方式。
①方式1输入 当PA口工作在方式1输
入时，将PC5、PC4、PC3 作为应答信号。
当PB口工作在方式1输 入时，将PC2、PC1、PC0 作为应答信号。
开关 发光器件(如发光二极管、7段数码管、灯泡等) 继电器 步进电机 优点：软件及接口硬件简单 缺点：只适用于简单外设，适应范围较窄
⑵有条件传送方式（查询方式） 适用于外设并不总是准备好，而且对传送速率、
传送效率要求不高的场合。 CPU在与外设交换数据前必须询问外设状态——
“准备好没有？” 对外设的要求：应提供设备状态信息 对接口的要求：需要提供状态端口 优点：软件比较简单 缺点：CPU效率低，数据传送的实时性差，速度
此时，PB口和PC2-PC0 可以工作在方式0或方式1。
方式2 时序图
⒎8255应用举例 例1：用8255A作为键盘接口（P360例9.1） ①确定各端口地址
A15… A10A9A8A7…A2A1A0 × … × 1 1 ×…×0 0 PA口 × … × 1 1 ×…×0 1 PB口 × … × 1 1 ×…×1 0 PC口 × … × 1 1 ×…×1 1 命令口