第七章 输入输出接口芯片

–C端口上半部：输出，C口下半部：输入 –B端口：方式0输出 • 方式控制字：10110001B或B1H 若将此命令代码写到8255A的命令寄存器， 即实现了对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。
假设8255A控制口地址0FFFEH。 • 初始化的程序段为：
• WR：写信号，输入，控制CPU将数据或控制信息送 到8255A； • A1，A0：内部口地址的选择，输入。这两个引脚 上的信号组合决定对8255A内部的哪一个口或寄存 器进行操作。8255A内部共有4个端口：A口，B口， C口和控制口，两个引脚的信号组合选中端口见下 表。 • 前面提到8位数据线接CPU的低8位，因此，CPU， A0＝0，A1接8255A的A0，A2接8255A的A1。与片选 结合得到端口地址。（偶地址）
MOV MOV
DX，0FFFEH AL，00001110B
；8255A命令口 ；置PC7=0 ；维持低电平
OUT
NOP
DX，AL
NOP
MOV OUT AL，00001111B DX，AL ；置PC7=1
• C端口置1置0控制字说明
–1 –2 –3 –4 –5 必须写入控制口 D0位决定是置1还是置0 D3，D2，D1决定哪一位 D6，D5，D4无关 D7标志位必须为0
第七章
输入输出 接口芯片
主要内容
• §7.1 并行与串行通信 • §7.2 可编程并行接口8255A
§7.1并行与串行通信
• CPU与外设之间的信息传送都是通过接口电路来进行 的。 • 计算机与外部设备、计算机与计算机之间交换信息 称之为计算机通信,计算机通信可分为两大类： 并行通信：8位或16位或32位数据同时传输， 速度快， 信息率高，成本高 串行通信：一位一位数据传送(在一条线上顺序传送)， 成本低 实现并行通信的接口就是并行接口。
• C端口被分成两个 4位端口，两个端 口只能以方式0工 作，可分别选择 输入或输出 在控制上，C端口上半部和A端口编为A 组，C端口下半部和B端口编为B组

• 当A和B端口工作 在方式1或方式2 时，C端口的部分 或全部引脚将被 征用
MOV DX，0FFFEH
MOV AL，0B1H OUT DX，AL
；控制口地址
；初始化命令 ；送到控制口
• 例2 某系统要求使用8255A的A口方式0输入， B口方式0输出，C口高4位方式0输出，C口 低4位方式0输入。 • 控制字为： • 10010001B 即91H • 初始化程序为： • MOV AL， 91H • OUT CTRL_PORT，AL
• 8255A具有锁存输出数据的能力
–对输出方式的端口同样可以输入 –不是读取外设数据 –读取的是上次CPU给外设的数据
• 利用8255A的输出锁存能力，可实现按位输 出控制
• 对输出端口B的PB7位置位的程序段： mov dx,0fffah ；B端口假设为FFFAH in al,dx ；读出B端口原输出内容 or al,80h ；使PB7＝1 out dx,al ；输出新的内容
• 2．面向CPU的引脚信号及功能
• D0-D7：8位，双向，三态数据线，用来与系统数 据总线相连。为了连线方便一般总是与低8位相连， 对应的偶地址，这是就要考虑地址线的连接； • RESET：复位信号（对8255A的复位），高电平有 效，输入，用来清除8255A的内部寄存器，并置A 口，B口，C口均为输入方式； • CS：片选，输入，用来决定芯片是否被选中； • RD：读信号，输入，控制8255A将数据或状态信息 送给CPU；
• 二、8255A的芯片引脚信号
引脚信号可以分为两组：一组是面向CPU的 信号，一组是面向外设的信号。 1．面向外设的引脚信号及功能 • PA0-PA7：A组数据信号，用来连接外设； • PB0-PB7：B组数据信号，用来连接外设； • PC0-PC7：C组数据信号，用来连接外设或者 作为控制信号。
2、端口C的置1、置0控制字
C口置1置0标 志位
• 位控制字写入控制端口 • 特别便于置位复位内部中断允许触发器INTE
例2：若要把C口的PC2引脚置成高电平输出，则 命令字应该为00000101B或05H。 将该命令的代码写入8255A的控制寄存器， 就会使得从PC口的PC2引脚输出高电平，其程
§7.1并行与串行通信
并行接口的特点
并行接口最基本的特点是在多根据数据线上以数据 字节（字）为单位与I/O设备或被控对象传送信息。 如: 打印机接口，A/D、D/A转换器接口，IEEE-488 接口，开关量接口，控制设备接口等。 在并行接口中，除了少数据场合之外，一般都要求 在接口与外设之间设置并行数据线的同时，至少还 要设置两根握手（联线）信号线，以便进行互锁异 步握手方式（即查询方式）的通信。
但工作原理基本相同。
用于并行通信，可以输入，可以输出，可以控 制其工作方式，即可以编程（对其进行设置，可以 改变），使用方便。
一、8255A的内部结构
A组 控制 A组 端口A PA0～PA7
D0～D7
数据 总线 缓冲器
内部数据线
A组 端口C 上部 B组 端口B
PC4～PC7
RD WR A0 A1 CS RESET
• 注：均写入控制端口
1. 方式选择控制字：控制字格式
方式选择控制 字的标志位
1. 方式选择控制字：控制字格式 • 说明： • 1、8255A有三种基本工作方式 • 方式0：基本输入输出方式
–适用于无条件传送和查询方式的接口电路
• 方式1：选通输入输出方式
–适用于查询和中断方式的接口电路
• 方式2：双向选通传送方式
3.关于两个命令的讨论
① 方式命令是对8255A的3个端口的工作 方式及功能进行指定，即进行初始化， 初始工作要在使用8255A之前做。 ② 按位置位/复位命令只是对PC口的输出 进行控制，使用它产不破坏已经建立的3 种工作方式，而是对它们实现动态控制 的一种支持。它可放在初始化程序以后 的任何地方。
③ 两个命令的最高位（D7）都分配作了特征 位，之所以要设置特征位，是为了识别两 个不同的命令。 ④ 按位置位/复位的命令代码只能写入命令 口。
4 8255的编程 • 初始化编程 • 初始化编程后： –当数据端口作为输入接口时，执行输入 IN指令将从输入设备得到外设数据 –当数据端口作为输出接口时，执行输出 OUT指令将把CPU的数据送给输出设备
• CS，RD，WR，A1，A0这几个信号的组合决定了 8255A的所有具体操作， 见下表： • 注：对控制口的写有两种情况，根据D7判断。 –1为控制字， –0为C口的置0置1。
表6.3 8255A的控制信号与传输动作的对应关系
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） PB口→数据总线（ → CPU） PC口→数据总线（ → CPU） 写操作 内容 数据 数据 数据
序段为：
MOV DX，0FFFEH ；8255A命令口地址
MOV
OUT
AL，05H
DX，AL
；使PC2=1的命令字
；送到命令口
如果要使引脚PC2输出低电位，则程序段为： MOV DX，0FFFEH ；8255A命令口地址
MOV
OUT
AL，04H
DX，AL
；使PC2=0的命令字
；送到命令口
利用C口的按位控制特性还可以产生、 负脉冲或方波输出，对外设进行控制。 例3：利用8255A的PC7产生负脉冲，作打印 机接口电路的数据选通信号，写出命令字 及其程序段：
PA4 PA5 PA6 PA7 WR RESET D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 VCC PB7 PB6 PB5 PB4 PB3
• 三． 8255A的控制字和编程 • 对8255A的控制字涉及到两个内容： • ⑴方式选择控制字，设置各端口的工作方 式等信息， • ⑵端口C置1、置0控制字，使C口的指定位 置位/复位的功能。
• 3．读/写控制逻辑 • 读/写控制逻辑电路负责管理8255A的数据 传输过程。它接收片选信号及系统读信号、 写信号、复位信号RESET，还有来自系统地 址总线的口地址选择信号A0和A1。
• 4．数据总线缓冲器 • 8位的双向的三态缓冲器。作为8255A与系 统总线连接的界面，输入/输出的数据， CPU的编程命令以及外设通过8255A传送的 工作状态等信息，都是通过它来传输的。
§7.1并行与串行通信
在并行接口中，8位或16位是一起行动的，因此， 当采用并行接口与外设交换数据时，即使是只用 到其中的一位，也是一次输入/输出8位或16位。 并行传送信息，不要求固定的格式，这与串行传 送的数据格式的要求不同。
§7.2 可编程并行接口8255A
对于各种型号的CPU都有与其配套的并行接口 芯片。如Intel公司8255A（PPI），Zilog公司Z80PIO，MC6820（PIO）等，它们的功能虽有差异，
–适用于与双向传送数据的外设 –适用于查询和中断方式的接口电路
1. 方式选择控制字：控制字格式
• 2、D7标识位，＝1为方式选择控制字的标识，由 数据线往控制口写入控制字。因此方式选择控制 字的第7位总是1。＝0C口的置0置1命令，数据线 上的数据作为c口的置位命令，写控制口。 • 3、A口与C口的高4位，归A组； • B口与C口的低4位，归B组； 但同一组的不 同端口可以分别工作在输入或输出方式。 • 4、只有A口可以工作在方式2，C口一般用来配合A B的工作。
0 0
0 0 1 0
0 0
1 1 × ×
0 1
0 1 × ×
1 1
1 1 × 1
0 0
0 0 × 1
PA口← 数据总线（← CPU） PB口←数据总线（← CPU）