微机原理与接口技术(6)_并行IO接口与串行IO接口

2、开关量的检测
在工业控制过程中， 例 【8-3】 在工业控制过程中 ， 经常需要检测某些 开 关的 状 态 。 例 如 ， 在 某一 系 统中 ， 有 8 个 开 关 要求不断地检测它们的通断状态， K7～K0，要求不断地检测它们的通断状态，并随时 在发光二极管上显示。 通过8255A 的端口A 读入开 在发光二极管上显示 。 通过 8255A 的端口 A 8255 关状态信息，使端口B 端口C 关状态信息，使端口B、端口C连接的发光二极管的 状态与端口A 开关状态相呼应， 并重复执行。 状态与端口 A 开关状态相呼应 ， 并重复执行 。 假设 8255A在系统中端口A 8255A在系统中端口 A、 B 、 C及控制口的地址分别 100H 101H 102H 103H 为 100H ， 101H ， 102H ， 103H ， 试设计出硬件电 路图，并编写程序。 路图，并编写程序。
例1：要把A口指定为1方式，输入，C口上半部为输出；B 要把A口指定为1方式，输入， 口上半部为输出； 组指定为0方式，输出， 口下半部定为输入， 组指定为0方式，输出，C口下半部定为输入，则工作方式 命令代码是：10110001B或B1H。（ 8255A的CS端口为 。（设 命令代码是：10110001B或B1H。（设8255A的CS端口为 300H~303H， A1接地址总线的A1，A0接地址总线的A0） 接地址总线的A1 接地址总线的A0 300H~303H，且A1接地址总线的A1，A0接地址总线的A0） 若将此命令代码写到8255A的命令寄存器， 若将此命令代码写到8255A的命令寄存器，即实现了 8255A的命令寄存器 8255A工作方式及端口功能的指定 工作方式及端口功能的指定， 对8255A工作方式及端口功能的指定，或者说完成了对 8255A的初始化 初始化的程序段为： 的初始化。 8255A的初始化。初始化的程序段为： MOV MOV OUT DX， DX，303H AL， AL，0B1H DX， DX，AL ；8255A命令口地址 8255A命令口地址 ；初始化命令 ；送到命令口
8255A 2~9 PA0~7 DATA0~7 STB BUSY 地 打印机插座
CPU
PC7 PC2 地 8255A并行打印机接口电路框图 并行打印机接口电路框图
1 11
②打印过程分析 采用查询方式时，打印机与CPU之间传送数据的过程是： 采用查询方式时，打印机与CPU之间传送数据的过程是： CPU之间传送数据的过程是 A 首先查询BUSY。若BUSY=1，打印机忙，则等待；若BUSY=0， 首先查询BUSY。 BUSY=1，打印机忙，则等待； BUSY=0， BUSY 打印机不忙，则送数据。 打印机不忙，则送数据。 通过并行接口把数据送给标准插座DATA B 通过并行接口把数据送给标准插座DATA BIT1～DATA BIT8 数据线上，此时数据并未送入打印机。 数据线上，此时数据并未送入打印机。 再送出一个数据选通信号DATA STROBE- 负脉冲） C 再送出一个数据选通信号DATA STROBE-（负脉冲）给 标准 插座的1号引脚，把数据线上的数据打入到打印机的内部缓冲器。 插座的1号引脚，把数据线上的数据打入到打印机的内部缓冲器。 打印机在收到数据后，通过插座的11号引肢发出“ 11号引肢发出 D 打印机在收到数据后，通过插座的11号引肢发出“忙” BUSY=1）信号，表明打印机正在处理输入的数据。 （BUSY=1）信号，表明打印机正在处理输入的数据。 最后在10号引脚上送出一个回答信号ACK 给主机， 10号引脚上送出一个回答信号ACKE 最后在10号引脚上送出一个回答信号ACK-给主机，表示上 一个字符已经处理完毕。 一个字符已经处理完毕。
BUF； OFFSET BUF；打印字符内存首地址 ；打印字符个数 ；PC口地址 PC口地址 ；查BUSY=0？（PC2=0） BUSY=0？（PC2=0） ？（PC2=0
AL， AND AL，04H JNZ L DX， MOV DX，300H AL， MOV AL，[SI] OUT MOV DX， DX，AL AL， AL，00001110B AL， MOV AL，303H
1
D6
D5
D4
PA 0=输出 输出 1=输入 输入
D3
PC4~7 0=输出 输出 1=输入 输入
D2
B组方式 组方式 0=0方式 方式 1=1方式 方式
D1
PB 0=输出 输出 1=输入 输入
D0
PC0~3 0=输出 输出 1=输入 输入
特征位
A组方式 组方式 00=0方式 方式 01=1方式 方式 10=2方式 方式 11=不用 不用
思考:
• 并行接口芯片8255与CPU接口有哪些信号线， 并行接口芯片8255与CPU接口有哪些信号线， 8255 接口有哪些信号线 每个信号的用途是什么？ 每个信号的用途是什么？ • 8255占用几个端口地址？各个端口分别对应 8255占用几个端口地址 占用几个端口地址？ 什么？ 什么？ • 端口C可以分为两组吗？ 端口C可以分为两组吗？
4、 8255A的编程命令 8255A的编程命令 ①方式命令
作用：指定8255A的工作方式及其方式下3个并行端口（PA、PB、PC） 作用：指定8255A的工作方式及其方式下3个并行端口（PA、PB、PC） 8255A的工作方式及其方式下 的功能，是作输入还是作输出。 的功能，是作输入还是作输出。 格式： 格式：8位，其中最高位是特征位，一定要写1，其余各位定义如下， 其中最高位是特征位，一定要写1 其余各位定义如下， 应根据用户的设计要求填写1 应根据用户的设计要求填写1或0。
③接口驱动程序
开始
CODE ASSUME
SEGMENT CS：CODE，DS： CS：CODE，DS：CODE
8255A 初始化
N
ORG100H START： START： MOV MOV MOV MOV MOV OUT AX， AX，CODE CS， CS，AX DS， DS，AX DX， DX，303H ；8255A命令口 8255A命令口 AL， AL，10000001B ；工作方式字 DX，AL；（A DX，AL；（A口0方式，输出， C4～C7 ；（ 方式，输出， 输出， 输入） 输出，C0～C3输入）
②按位置位/复位命令 按位置位/ 作用：指定PC口的某一位（某一个引脚）输出高平或低电平。 作用：指定PC口的某一位（某一个引脚）输出高平或低电平。 PC口的某一位 格式： 格式：8位，其中最高位是特征位，一定要写0，其余各位 其中最高位是特征位，一定要写0 的定义如下，应根据用户的设计要求填写1 的定义如下，应根据用户的设计要求填写1或0. 0 D6 D5
PB口 PC口 例1：试分析下列电路的中PA口、 PB口、 PC口、 控制字寄 试分析下列电路的中PA口 PA 存器的地址分别是多少？ 存器的地址分别是多少？
8255A基本工作方式 3、 8255A基本工作方式 8255A有三种工作方式，用户可以通过编程来设置。 8255A有 用户可以通过编程来设置。 可编程并行接口8255A有三种基本的工作方式 有三种基本的工作方式 可编程并行接口 1）方式 基本输入输出方式； ）方式0——基本输入输出方式； 基本输入输出方式 三个端口的每一个都可由程序选定作为输入或输出 2）方式 选通输入/输出方式 ）方式1——选通输入 输出方式； 选通输入 输出方式； 端口A或端口 仍作为数据的输入/输出口 或端口B仍作为数据的输入 输出口， 端口 或端口 仍作为数据的输入 输出口，但同时规 定端口C的某些位作为控制或状态信息 的某些位作为控制或状态信息。 定端口 的某些位作为控制或状态信息。 3）方式 ）方式2——双向传送方式 双向传送方式 方式2只用于端口 只用于端口A， 方式 只用于端口 ， 既能发送数据也能接收数据 双向总线I/O） 工作时可用程序查询方式， （ 双向总线 ） 。 工作时可用程序查询方式 ， 也可以 工作在中断方式
不 用 （写0） ） 特征位
D4
D3
D2
位 选 择 000=C口0位 口 位 001=C口1位 口 位 … 111=C口7位 口 位
D1
D0
1=置位 置位 高电平） （高电平） 0=复位 复位 低电平） （低电平）
8255A的 §3.3 8255A的0方式及其应用 1、特点 ①0方式是一种基本输入/输出工作方式。通常不用联络信号， 方式是一种基本输入/输出工作方式。通常不用联络信号， 或不使用固定的联络信号。 或不使用固定的联络信号。 ②在0方式下，彼此独立的两个8位和两个4位并行口，都能被 方式下，彼此独立的两个8位和两个4位并行口， 指定作为输入或者输出用，共有16种不同的使用状态。 16种不同的使用状态 指定作为输入或者输出用，共有16种不同的使用状态。 ③在0方式下不设置专用联络信号线，需要联络时，可由用户 方式下不设置专用联络信号线，需要联络时， 任意指定C 根线完成某种联络功能， 任意指定C口中的哪 根线完成某种联络功能，这与后面要讨论的 方式、 方式下设置固定的专用联络信号线不同。 在1方式、2方式下设置固定的专用联络信号线不同。 ④是单向I/O，一次初始化只能指定端口（PA、PB和PC）作输 是单向I/O，一次初始化只能指定端口（PA、PB和PC） I/O 入或输出，不能指定端口同时既作输入又作输出。 入或输出，不能指定端口同时既作输入又作输出。
BUSY=0?
Y
送 数 送 STB 内存+1 内存 字节数-1 字节数
N
送完？ 送完？
Y 结束Biblioteka AL， MOV AL，00001111B DX，AL OUT DX， MOV SI, CX， MOV CX，OFFH L: MOV IN DX，302H DX， AL， AL，DX
位置高， STB---=1 ；PC0位置高，使STB--=1
JMP L1
4、并行打印机接口设计 ① 要求 为某应用系统配置一个并行打印机接口，并且通过接口CPU采 为某应用系统配置一个并行打印机接口，并且通过接口CPU采 CPU 用查询方式把存放在BUF缓冲区的256个字（ASCII码 送去打印。 BUF缓冲区的256个字 用查询方式把存放在BUF缓冲区的256个字（ASCII码）送去打印。
硬件电路如图8-11所示 解：(1) 硬件电路如图 所示
(2) 相应的 相应的8255A初始化程序为： 初始化程序为： 初始化程序为
MOV DX，103H ， MOV AL， 90H ， OUT DX， AL ， L1：MOV DX，100H ： ， IN AL，DX ， MOV DX，101H ， OUT DX，AL ， XOR AL，0FFH ， MOV OUT DX，102H ， DX，AL ， ；控制寄存器的地址送给DX 控制寄存器的地址送给 ；控制字 ；写入控制字 ；端口A 地址的送给 端口 地址的送给DX ；从端口A读入开关状态 从端口 读入开关状态 ；指向端口B端口 指向端口 端口 输出， ；从端口B输出，控制 从端口 输出 控制LED ；AL← AL取反 ← 取反 ；端口C 的地址送给 端口 的地址送给DX ；从端口C输出 从端口 输出 ；循环
2、8255A基本操作与端口地址 、8255A基本操作与端口地址
CS 0 0 0 A1 0 0 1 A0 0 1 0 RD 0 0 0 WR 1 1 1 读操作 PA口 数据总线（ CPU） PA口→数据总线（ → CPU） PB口 数据总线（ CPU） PB口→数据总线（ → CPU） PC口 数据总线（ CPU） PC口→数据总线（ → CPU） 写操作 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 PA口← 数据总线（← CPU） 数据总线（ CPU） PA口 PB口 数据总线（ CPU） PB口←数据总线（← CPU） PC口←数据总线（← CPU） PC口 数据总线（ CPU） 控制寄存器← 控制寄存器←数据总线 数据 数据 数据 控制字 内容 数据 数据 数据