微型计算机接口技术(第二版) 教学课件 ppt 作者 古辉 刘均 雷艳静 第6章_并行接口

浙江工业大学计算机学院,微机接口技术,1,内容回顾,中断基本概念 基本术语 (9个概念) 中断过程 (请求、判优、响应、服务)。 中断管理 (中断源识别、优先级排队、中断嵌套)。 8086/8088微机中断系统 中断类型 (外部：NMI和INTR；内部：5种)。 中断向量表：中断向量值及计算方法。 中断向量的设置与修改：直接写入法与系统调用法。,2,8259A可编程中断控制器 内部结构、外部引脚。 工作方式（中断过程、级联方式、触发方式、屏蔽方式、优先级方式、嵌套方式、结束方式、连线方式）。 8259A编程：ICW1 ICW4，OCW1 OCW3。 8259A的应用 主程序、中断服务程序的设计。 PC机中的中断应用 IBM PC/XT机(单片)、IBM PC/AT(双片)。,3,4,第六章 并行接口,并行传送方式 以字长 (8/16/32位等) 为单位进行传送，一次传送多位数据，需多根数据线。 特点：传送速度快。但使用信号线多，成本高；且信号线间电容会引起串扰，不适合远距离传送。 一般用于外设与微机间近距离、大量和快速的传输。 串行传送方式 通过一根数据线进行传送，将数据一位一位顺序传送。 缺点：速度慢。但传输线少，成本低。 适合于远距离传送。,5,6.1 并行接口基本概念,基本的并口电路 三态缓冲器和锁存器，如：74LS244 、74LS245、74LS373等。 特点：不可编程，一旦设计好，其功能不能改变，通用性和灵活性差。 可编程并行接口 可编程并行接口芯片：如Intel的8255A、Motorola的MC6820、Zilog公司的Z80PIO等。 特点：可根据需要通过软件编程来设定其工作方式和功能。,6,并口作用：锁存与缓冲。用于在CPU和外设间传输数据。,7,第六章 并行接口,并行传输和串行传输的概念与特点 2种并口形式：基本并口和可编程并口,8255A 的内部结构,8,6.2 可编程并行接口8255A,数据端口 端口A：内含一个8位的输入、输出锁存器/缓冲器，用作输入或输出时，其数据均可得到锁存。 端口B：内含一个8位的输出锁存器/缓冲器和一个8位的输入缓冲器（输入无锁存）。 端口C：内含一个8位的输出锁存器/缓冲器和一个8位的输入缓冲器（输入无锁存）。 可作为一个独立的8位端口，也可分成两个4位端口。 可用作数据输入/输出端口，也可作为控制/状态端口（联络信号），配合A、B端口一起工作。 具有按位置位/复位功能。,9,8255A可通过软件编程来分别设定每个端口的输入/输出及其工作方式。 A口有3种工作方式：方式0（基本输入/输出）、方式1（选通输入/输出）、方式2（双向输入/输出）。 B口有2种工作方式：方式0、方式1 C口可设置为并口或按位置位/复位工作方式。,10,A 组和B 组控制逻辑 端口A和端口C的高4位 (PC7 PC4 ) 构成A组，由A组控制逻辑控制 。 端口B与端口C的低4位 (PC3 PC0 ) 构成B组，由B组控制逻辑控制。 A、B两组控制电路内部均有控制寄存器，用来接收CPU发来的读/写控制信号和控制字，并按控制字确定各端口的工作方式。,11,数据总线缓冲器 8位双向、三态缓冲器，与系统数据总线相连，用于CPU与8255A之间传送数据、命令和状态信息。 读/写控制逻辑 与系统控制和地址总线相连，接收CPU发来的地址信号和控制信号，转变为各种命令送到A、B组控制逻辑，对端口进行相应的操作。,12,13,(2) 8255A外部引脚,与外设一侧相连的引脚 PA7 PA0、PB7 PB0、 PB7 PB0：三态双向数据线，直接与外设相连，输入输出由工作方式决定。 与CPU一侧相连的引脚 D7 D0：双向数据线，用于CPU与8255A间传送数据、状态和控制信息。 A1A0：端口地址选择信号，用于选择具体端口。 A1A0 = 00：选择端口A A1A0 = 01：选择端口B A1A0 = 10：选择端口C A1A0 = 11：选择控制端口,14,CS、RD、WR：片选、读、写信号，均为低有效。 RESET：复位信号，高有效。RESET=1时： 清除所有内部寄存器的内容。 屏蔽所有中断请求。 将A、B、C三个端口均设置为方式0，输入方式。三个端口对外的信号线均为高阻态。,15,端口地址分配,16,CPU通过向8255A的控制端口 (A1A0 = 11) 写控制字来设置其工作方式。 8255A有2个控制字：方式选择控制字和C口置位/复位控制字，它们均写入同一个控制端口。用特征位D7区分： 方式字 (D7=1)：用于设置各端口的工作方式。 C口置位/复位 (D7=0)：对C口的任意一位进行置位和复位，而不影响其它位的状态。,17,(3) 8255A编程,方式选择控制字,18,【例6-1】某并行接口的A口设定为方式0，输出；B口为方式0，输入；C口高4位输出，低4位输入。试写出方式字命令。,19,MOV AL，10000011B OUT 63H，AL ；控制端口,C口置位/复位控制字,20,注意：尽管该控制字针对C口进行操作，但必须写入控制端口，而不是写入C口对应的地址。,【例6-2】利用8255A的PC7端产生负脉冲，作为打印机接口电路的数据选通信号。,21,MOV AL，00001111B ；使 PC7 = 1 OUT 63H，AL CALL DELAY MOV AL，00001110B ；使 PC7 = 0 OUT 63H，AL CALL DELAY MOV AL，00001111B ；使 PC7 = 1 OUT 63H，AL CALL DELAY,可否用DEC和INC指令实现？,【例6-3】已知8255A的地址范围为4A04A3H，利用C口置位/复位控制字，编程使其PC3端产生方波，送到喇叭，从而产生不同频率的声音。,22,MOV DX，4A3H ；控制端口 LL： MOV AL，00000111B ；使 PC3 = 1 OUT DX，AL MOV CX，0FFFFH L1： LOOP L1 MOV AL，00000110B ；使 PC3 = 0 OUT DX，AL MOV CX，0FFFFH L2： LOOP L2 JMP LL ；循环，产生周期信号,8255A初始化编程 向控制口写入方式选择控制字后即可完成初始化，然后可对A、B、C口进行输入/输出操作。 【例6-4】已知8255A的地址范围为4A04A3H，利用C口输出数据的方法来控制PC3端输出，使其产生方波信号，送到喇叭，从而产生不同频率的声音。,23,24,MOV DX，4A3H MOV AL，10000000B ；方式选择，C口输出 OUT DX，AL ；初始化 LL： MOV AL，00001000B ；送数至C口，使PC3=1 MOV DX，4A2H ；端口C的地址 OUT DX，AL MOV CX，0FFFFH L1： LOOP L1 MOV AL，00000000B ；使 PC3 = 0 OUT DX，AL MOV CX，0FFFFH L2： LOOP L2 JMP LL ；循环，产生周期信号,总结： 通过比较【6-3】和【6-4】可知：要想改变PCi 端的输出，使其产生负脉冲、方波等信号，有2种方法： C口置位/复位控制字法：对应控制端口 (A1A0=11)。优点：仅改变PCi 端的输出状态，PC口其它端不受影响。 向端口C写数据法：对应C的数据端口(A1A0=10)。将改变C端口所有位的状态。,25,方式0基本输入/输出 A口、B口、C口的高4位和低4位均可独立地被设置为输入或输出。 8255A与CPU之间没有应答联络信号，可用于无条件传送或查询方式传送。 单向I/O：一次初始化只能指定端口作为输入或作为输出，不能指定其同时既作为输入又作为输出。 【例6-5】 某系统采用8255A不断检测8个开关K7 K0的通/断状态，实时在发光二极管LED7 LED0上显示其结果。开关闭合时，相应的LED亮；开关断开时，相应的LED灭。如图6.5所示。请编写程序段实现之。,26,(4) 8255A的工作方式,27,解题分析： 8255A的端口地址范围：208H20BH。 方式字：A口输入；B口输出。无需联络信号，仅需进行基本的输入/输出操作，故A、B口均工作在方式0。方式字为：10010000B = 90H。 题意实现：开关闭合时，A口相应位输入低电平，要使其LED点亮，则B口相应位也要输出低电平。,28,29,MOV DX，20BH ；控制端口 MOV AL，90H ；方式字 OUT DX，AL ；初始化 TES： MOV DX，208H ；A口地址 IN AL，DX ；读A口状态 MOV DX，209H ；B口地址 OUT DX，AL ；将A口状态送入B口显示 JMP TES ；循环检测,【例6-6】 如图电路，若要求8个发光二极管L0 L7 依次点亮，请问： 8255A的A端口应工作在什么方式下？ 给出初始化程序段。 编制程序实现题目要求。,30,解题分析： A端口应工作在方式0，输出。 初始化程序段： 题目实现。,31,MOV DX，183H ；控制端口 MOV AL，80H ；方式字(80H 8FH) OUT DX，AL,MOV DX，180H START : MOV AL， 0FEH L1: OUT DX， AL SHL AL， 1 ；逻辑左移 JNC START JMP L1,【例6-7】 并行打印机接口设计举例 CPU向打印机发送数据前先查询其状态：Busy=1表示忙，Busy=0表示闲。STB出现负脉冲时，可把数据线上的数据送入打印机。 设8255A的控制端口地址为303H。,32,33,MOV DX，303H ；控制端口，设置工作方式 MOV AL，10000001B ；A口输出, C高位输出, 低位输入 OUT DX，AL MOV AL，00001101B ；使 PC6 = 1 OUT DX，AL L： MOV DX，302H IN AL，DX ；读PC口，查BUSY=0？ AND AL，04H JNZ L ；PC2=1，打印机忙，等待 MOV DX，300H MOV AL，Chx OUT DX，AL ；Chx中的字符送入A口 MOV DX，303H MOV AL，00001100B ；置PC6=0，使STB=0 OUT DX，AL INC AL ；置PC6=1，使STB=1 OUT DX，AL,【例6-8】 用8255A组成的脉冲频率计数器如图所示。,34,7493R：4位二进制计数器。 R01、R02 ： 11：复位 0X：计数 X0：计数,解题分析： 计数值从B口输入，A口输出。 C口的PC0端控制计数器的复位和计数： 复位：00000001B = 01H 计数：00000000B = 00H C口的PC7端控制计数器的启动和停止： 启动：00001111B = 0FH 停止：00001110B = 0EH 8255A工作在方式0，A口输出，B口输入，C口高4位输出，低4位也为输出。方式字为： 10000010B = 82H。,35,36,Start: MOV AL，82H ；方式字 OUT 63H，AL ；控制口 Loop： MOV AL，01H ； PC0 =1 使计数器复位 OUT 63H，AL ；控制口 CALL Delay ；延时 DEC AL OUT 63H，AL ； PC0 =0 使计数器计数 MOV AL，0FH OUT 63H，AL ； PC7 =1 启动脉冲输入 CALL Delay ；延时 DEC AL OU