1,第5章 可编程接口芯片,5.1 可编程并行接口8255A 5.2 可编程定时器/计数器8254 5.3 串行通信的基本概念 5.4 可编程串行通信接口16550 5.5 可编程串行通信接口8251A,2,5.1 可编程并行接口8255A,5.1.1 8255A的内部结构与外部引脚,3,三个数据端口A、B、C 三个8位的输入输出端口，可用指令将它们分别设置成输入或输出端口。 2. A组控制、B组控制 8255A将端口A、B、C分为两组：端口A和端口C的高4位构成A组，端口B和端口C的低4位构成B组。 3. 数据总线缓冲器 双向三态的8位缓冲器，与系统数据总线连接，是8255A与CPU之间信息传输的必经之路。 4. 读/写控制逻辑 管理8255A的数据传输过程。,4,图5-2,5. 8255A的引脚,5,8255的引脚信号： (1). 与CPU连接的信号线 D7D0：8255A的双向三态数据线。 A1、A0： 端口地址选择信号。 CS#：片选信号。 RD#：读信号，低电平有效。 WR#：写信号，低电平有效。 RESET：复位信号。 VCC、GND：电源和地线。,6,(2). 与外部设备相连的信号线 PA7PA0：A口与外部设备连接的数据线。 PB7PB0：B口与外部设备连接的数据线。 PC7PC0：C口输入输出数据线。,7,5.1.2 8255A的控制字 1. 方式选择控制字 8255A有三种基本工作方式： 方式0：基本的输入/输出方式。 方式1：选通输入/输出方式。 方式2：双向传输方式。 8255A各数据端口的工作方式由方式选择控制字进行设置。,8,图5-3,8255A方式选择控制字,9,D7位是方式选择控制字的标志位，它必须是1； D6D5位用于选择A口的工作方式； D4、D3用于选择A口、C口高四位输入输出功能设置。 D2位用于选择B口的工作方式。 端口A可工作在3种工作方式中的任何一种，端口B只能工作在方式0或方式1，端口C则常常配合端口A和端口B工作。 只有端口A可工作在方式2。,10,2. 端口C按位置位/复位控制字 端口C有一种特殊的控制方式，可以将端口C的某一位置1或清0，而不影响端口C的其他位的状态。,11,5.1.3 8255A的工作方式 1方式0 基本输入/输出方式 （1）方式0的工作特点： A口和B口作为两个8位端口 C口的高4位和低4位可以用作两个4位端口 （2）方式0的使用场合： 无条件传送 查询式传送,12,2方式1 选通输入/输出方式 （1）方式1工作特点 带有选通的输入/输出方式。 端口A、端口B和端口C被分为两个组。 端口A和端口B用作8位数据的输入/输出，端口C的一些引脚被规定为端口A、B的联络信号。,13,（2）方式1联络信号 IBFA、IBFB：输入缓冲区满信号，高电平有效。 STBa#、STBb#：选通信号输入，负脉冲。 OBFA # 、OBFB # ：输出缓冲区满信号，低电平有效。 ACKA # 、ACKB # ：外设接收到输出数据后给8255A的应答信号，下降沿/负脉冲有效。 INTEA和INTEB：端口A和端口B的中断允许信号。 INTR：中断请求信号，8255A输出给CPU。 （3）方式1的使用 查询方式 中断方式,14,8255A芯片方式1的联络信号,15,3方式2 双向输入/输出方式 （1）方式2工作特点 方式2只适用于端口A，是双向的输入/输出传输方式。 方式2下各信号含义见表5-3，其中： INTE1：输出中断允许信号。 INTE2：输入中断允许信号。 （2）方式2的使用场合,16,8255芯片方式2的联络信号,17,5.1.4 8255A的应用,1. 8255A与CPU的连接 数据线和控制线一般直接和系统总线的相应信号相连 片选信号和地址译码器的输出相连 三个端口的数据线和外设的数据线直接相连 8255A的端口选择信号A1和A0，8088CPU与8086CPU在连接上有所不同,18,图5-5,19,2. 8255A基本输入输出应用 作为键盘接口：,20,“反转法”进行键盘扫描： 设8255A为方式0，A口输出，B口输入； 向A口输出00H，从B口读入键盘列线值： 低4位值为0FH：无键按下 否则，就有键按下 有键按下时，将8255A反向设置为A口输入，B口输出 将B口原读入值从B口输出 从A口输入，得到该键的“行列码”,21,“反转法”键盘扫描程序： KEYSCAN PROC NEAR BEGIN:MOV DX，20EH ；置8255A控制口地址 MOV AL，82H ；8255A方式控制字 ；A口工作在方式0输出，B口工作在方式0输入 OUT DX，AL ；输出8255A方式控制字LOOP1:MOV DX，208H ；A口地址送DX MOV AL，00H OUT DX，AL ；A口输出00H扫描键盘 MOV DX，20AH ；B口地址送DX中 IN AL，DX ；读入键盘列值 AND AL，0FH ；保留低4位 CMP AL, 0FH JE LOOP1 ；无键按下，重新扫描,22,CALL DELAY ；有键按下，延时去抖动 IN AL，DX ；再次读B口，检查有无键按下 AND AL，0FH ；保留低4位 CMP AL, 0FH JE LOOP1 ；无键按下，重新扫描 MOV KEY，AL ；有键按下，列值保存在KEY单元 MOV DX，20EH ；置8255A控制口地址 MOV AL，90H ；8255A方式控制字 ; B口方式0输出，A口方式0输入 OUT DX，AL ；输出8255A方式控制字 MOV DX，20AH ；B口地址送DX中 MOV AL，KEY ；从KEY单元取出列值 OUT DX，AL ；向B口输出列值，反向扫描,23,MOV DX，208H ；A口地址送DX IN AL，DX ；从A口读入行值 AND AL，1FH ；保留低5位 CMP AL, 1FH JE BEGIN ；无键按下，重新扫描 CALL KEYVALUE ；转键值处理程序：查表获得按键编码，保存,24,MOV DX，20AH ；B口地址送DX中 MOV AL, 0 OUT DX，AL ；向B口输出列值，反向扫描 MOV DX，208H ；A口地址送DX WAIT2:IN AL，DX ；从A口读入行值 AND AL，1FH ；保留低5位 CMP AL, 1FH JNE WAIT2 ；未释放，等待 RET KEYSCAN ENDP,25,8255方式0应用-用作打印机接口,26,程序设计：设PA、PB、PC口地址分别为0D0H、0D2H、0D4H控制口地址：0D6H MOV AL，81H； OUT 0D6H，AL MOV AL，0DH； PC6置1，0DH=0000,1101 OUT 0D6H, AL LPST： IN AL，0D4H；读PC口 AND AL，04D； 打印机忙否（PC2 =BUSY=？） JNZ LPST ；PC2=1，打印机忙，等待 MOV AL, CL OUT 0D0H, AL； CL中的字符送PA口 MOV AL, 0CH OUT 0D6H, AL； 置PC6=0，即=0；00001100=0CH INC AL OUT 0D6H, AL；置PC6=1，即=1，00001101=0DH ,27,3. 8255A中断方式应用 8255A的A口工作在方式1输出方式，用以传送打印字符。 PC6自动作为ACK#信号输入端 PC0用来发送选通脉冲 PC3（INTR）连到中断控制器 8259A的IR3，对应中断类型码为0BH 8255A的端口地址为0C0H0C6H。 中断方式实现26个英文字母的输出。,28,图5-7,29,.data BUFFER DB “abcdefghijklmnopqrstuvwxyz”,0dh,0ah OUT_POINTER DW ?；缓冲区输出指针 DONE DB ? ；完成标志， =1表示已输出完成 .code START: MOV AX, SEG LPRINT MOV DS, AX LEA DX, LPRINT MOV AX, 250BH INT 21H ；设置0BH中断向量 MOV AX, data MOV DS, AX ；装载DS LEA BX, BUFFER,30,MOV OUT_POINTER, BX；设置输出缓冲区指针 MOV DONE, 0 ；设置未完成标志 MOV AL，0A0H OUT 0C6H，AL ；8255A的方式选择字，A口工作在方式1，输出 MOV AL，1 OUT 0C6H，AL ；PC0置为1，使选通无效 MOV AL， 0DH OUT 0C6H，AL ；使PC6为1，允许8255A的打印机中断 IN AL, 21H AND AL, 11110111B OUT 21H, AL ；清8259的IR3屏蔽，允许打印机中断,31,STI ；开中断 INT 0BH ；调用0BH中断服务程序输出第一个字符 WAIT1: CMP DON E,0 JE WAIT1 ；未完成，循环等待 MOV AX, 4C00H INT 21H ；打印完成，返回操作系统,32,； 以下为中断服务子程序： LPTINT PROC FAR PUSH DS ；保护现场 PUSH AX PUSH DI STI ；开放中断 MOV AX, SEG BUFFER；装载输出缓冲区指针 MOV DS, AX MOV DI, OUT_POINTER MOV AL， DI OUT 0C0H，AL ；字符送A口,33,MOV AL，0 ；使PC0为0，产生选通信号 OUT 0C6H，AL CALL Delay ；适当延时 INC AL ；使PC0为1，撤消选通信号 OUT 0C6H，AL INC OUT_POINTER ；修改地址指针 CMP BYTE PTRDI, 0AH JNE NEXT MOV DONE, 1 ；已完成，置完成标志 MOV AL， 0CH OUT 0C6H，AL ；使PC6为0，关闭8255A的打印机中断,34,IN AL, 21H OR AL, 00001000B OUT 21H, AL ；重新屏蔽8259的IR3 ，关闭8259A的打印机中断 NEXT: CLI ；中断结束处理，关闭中断 MOV AL, 20H OUT 20H, AL ；向8259A发EOI命令 POP DI ；恢复现场 POP AX POP DS IRET LPRINT ENDP END START,35,4. 8255A在PC机中的应用 早期的PC/XT微机系统（8088CPU）使用一片8255A，系统分配的端口地址为60H63H，工作在基本输入/输出方式。 A口用作键盘接口电路，接收串并转换后的键盘扫描码。 B口的PB7和PB6用于控制键盘接口电路，PB1和PB0用于控制发声系统。C口连接“系统配置开关”。 80286以上的微机系统中，8255A的对应电路被集成到多功能芯片内部，保留了8255A的端口地址和它的相应功能。,36,5.2 可编程定时器/计数器8254,计算机系统中经常要用到定时信号，如定时检测、定时扫描和时钟定时等，定时方法通常有以下三种： （1）软件定时 （2）不可编程的硬件定时 （3）可编程的硬件定时 许多场合还需要对脉冲信号进行计数。 本节介绍Intel 8254定时计数器芯片，它是一种的可编程的定时器件。,37,Intel 8254主要特性： （1）3个独立的16位定时/计数通道。 （2）每个通道有6种工作方式。 （3）最高计数频率为10MHz。 （4）可以按二进制或BCD码两种方式计数。 （5）定时时间长短可用软件设置，可由软件或硬件控制开始计数或停止计数。 （6）可以同时锁存13个计数器的计数值和状态值，供CPU读取。,38,5.2.1 8254的内部结构与外部引脚,39,数据总线缓冲器 8254