第十一章 并行接口芯片8255A,8255A是INTEL公司的产品，可编程的并行接口芯片,11.1 8255A的内部结构,24根端口数据线 接外设 PA7PA0为A口数据线 PB7PB0为B口数据线 PC7PC0为C口数据线,8255A的外部引脚,8255A为双列直插式,40引脚,8根系统数据线 接CPU D7D0,6根输入控制线 RESET：复位信号，RESET=1时，8255内部复位，所有内部 寄存器清零，A、B、C三个端口自动为输入口 CS：片选信号，CS=0时，该芯片被选中 RD：来自CPU的I/O读命令 WR：来自CPU的I/O写命令 A1、A0：通常接CPU的地址线A1、A0,电源线：+5V，地线,如果系统产生片选信号的译码电路如图，则：,A数据口地址=60H B数据口地址=61H C数据口地址=62H 控制 口地址=63H,控制口寄存初始化命令字,端口：接口电路中能和CPU直接交换信息的寄存器 8255A有4个端口寄存器,8255A的端口编址,注意: 对控制寄存器不能进行读操作,A口可工作在方式0、1、2 B口可工作在方式0、1 C口可工作在方式0,11.2 8255A的工作方式简介,什么是选通型输入？（以A口为例）,A口定义为选通型输入时，端口和外设之间有两类信号线 数据线PA7PA0 联络线IBFA、STBA,IBF（Input Buffer Full）输入缓冲器满状态线,STB（Strobe）选通信号输入, IBF=1，通知外设输入缓冲器已满，请不要再送数据 只有在IBF=0时,外设才能写入数据,什么是选通型输出?（以B口为例）,当端口定义为选通型输出时，端口与外设之间也有两类信号 数据线PB7PB0 联络线OBFB、ACKB,OBF(Output Buffer Full)输出缓冲器满状态线 ACK(Acknowledge)确认应答,什么是基本型输入?(以B口为例),当B口定义为基本型输入时,它相当于一个输入缓冲器,对B口执行一条IN指令,就把输入数据CPU,对B口执行一条IN指令打开控制门,PB7,PB0,至CPU,D7,D0,什么是基本型输出(以A口为例),当A口定义为基本型输出时,它为一个输出锁存器 CPU对A口执行一条OUT指令把数据锁存在端口,总之：基本型输入/出时，8255和外设之间没有联络信号,对A口执行一条OUT指令锁存数据,1. 8255控制字,8255有2个控制字，方式选择控制字，C口按位置0/置1命令字，控制字必须写入控制口才能有效,11.3 8255A控制字与初始化编程, 方式选择控制字,A口工作在方式1、方式2，B口工作在方式1时，D3、D0只能定义部分PC线的入/出 A口工作在方式2时，D4不起作用 C口上、下半部可以选择不同的入/出（都是方式0）,注意：, C口按位置0/1命令字,注意：C口按位置0/1命令字必须写入控制口, 根据需要：把C口置0/置1命令字控制口，目的是禁止/允许某一口提中断,2. 8255A初始化编程步骤, 方式选择命令字控制口，目的选择某一口的工作方式,例：要求置A口为方式0输出，B口为方式0输入，PC74为输出，PC30为输入,MOV AL，83H OUT 控口地址，AL,解：方式选择命令字,一、 方式0与时序,方式0 输入时序,11.4 8255A工作方式与时序,方式0 输出时序,二、 方式1输入（选通型输入）及时序,1. A口方式1输入的预置,当方式字=B0H写入控制口之后，A口即工作在选通型输入，,PC7、PC6空闲，输出线？输入线？受方式字D3控制,PA7PA0即为输入线 PC4自动定义为入线，称为STBA PC5自动定义为出线，称为IBFA PC3自动定义为出线，称为INTRA,它们是输出线？输入线？不再受方式字D3、D0控制,此时：, 当INTEA=1之后，若IBFA=1，则A口提出中断请求,2. A口方式1输入时，A口的中断管理,用C口置0/置1命令字使PC4=1， 则INTEA=1，允许A口中断 用C口置0/置1命令字使PC4=0，则INTEA=0，禁止A口中断, INTEA为A口的中断允许触发器，当A口定义为方式1输入时：,3. B口方式1输入的预置,当方式字=86H写入控制口之后，B口即工作在选通型输入，,PB7PB0即为输入线 PC2自动定义为入线，称为STBB PC1自动定义为出线，称为IBFB PC0自动定义为出线，称为INTRB,输出线？输入线？不再受方式字D0控制,此时：,4. B口方式1输入时的中断管理, INTEB=1之后，若IBFB=1，则INTRB=1，B口可提出中断请求, INTEB为B口的中断允许触发器，当B口工作在方式1输入时：,用C口置0/1命令字使PC2=1，则INTEB=1，允许B口中断;用C口置0/1命令字使PC2=0，则INTEB=0，禁止B口中断,5. 方式1输入的时序图,方式1 输入时序,方式1输入操作是由STB=,引发的，STB =,后：, 外设数据8255, IBF=, 满足下列条件，提中断请求： STB信号结束（STB脉宽可以很宽） IBF=1，（外设数据确已锁存） INTE=1（中断允许触发器置1）, 服务程序执行IN指令之后： RD信号前沿使INTR= ，后沿使IBF=0 从而结束一次数据输入过程,6. 方式1输入时，CPU8255信息交换的方式, 可以用中断方式 可以用查询方式，输入查询应查询IBF，不应该查询STB！ STB脉冲是外设送来，它最小可小到500ns，而在500ns的时间内正好运行CPU的查询指令是不可能的,三、 方式1输出(选通型输出)及时序,1. A口方式1输出的预置,当方式字=A0H写入控制口之后，A口即工作在选通型输出方式，,PC4、PC5空闲，出？入？受方式字D3控制,PA70为输出线 PC6自动定义为入线，称ACKA PC7自动定义为出线，称OBFA PC3自动定义为出线，称INTRA,输出？输入？不再受方式字D3、D0控制,此时：,2. 方式1输出时A口的中断管理, INTEA为A口的中断允许触发器，当A口定义为方式1 输出时：,用C口置0/置1命令字使PC6置1，则INTEA=1，允许A口中断 用C口置0/置1命令字使PC6置0，则INTEA=0，禁止A口中断,3. 口方式输出的设置,当方式字=84H控制口之后，B口即工作在选通型输出方式，,入线？出线？不再受方式字D0控制,PB7PB0定义为输出线 PC2自动定义为入线，称为ACKB PC1自动定义为出线，称为OBFB PC0自动定义为出线，称为INTRB,此时：,4. 方式1输出时，B口的中断管理, INTEB为B口的中断允许触发器,当B口工作在方式1输出时：,用C口置0/1命令字使PC2=1，则INTEB=1，允许B口中断 用C口置0/1命令字使PC2=0，则INTEB=0，禁止B口中断, INTEB置1后，OBFB=1，则INTRB=1，B口提出中断, 同样，ACKB不能改变INTEB的状态，它只受CPU控制,5. 方式1输出的时序图,方式1 输出时序,方式1输出时 CPU针对8255数据口执行OUT指令 WR信号结束后，数据出现在外设数据线上 OBF有效（向外设通报其数据线信息可用） 使INTR无效，撤销中断请求, 外设取走数据后，发来ACK，ACK信号前沿使OBF无效，后沿提中断。,工作在方式1输出时端口提中断的条件： 外设发出ACK信号且使OBF=1 中断允许触发器置1,6. 方式1输出时，CPU8255交换信息的方式, 中断方式 查询方式：查询OBF，当OBF=1（不满）时可送下一个数据,1.双向方式的设置,A口定义为双向方式之后： PA70是双向的数据线，可以分时完成数据输入/出 PC3自动定义为出线：INTRA PC7自动定义为出线：OBFA PC6自动定义为入线：ACKA PC4自动定义为入线：STBA PC5自动定义为出线：IBFA PC20空闲,入/出线？不再受方式字D3、D0的控制,IBFA、STBA是双向方式中的一对输入联络线 OBFA、ACKA是双向方式中的一对输出联络线,数据输入过程,数据输出过程与方式1类似,2. A口双向方式的中断管理,A口定义为双向方式之后：, INTE2为双向方式中的输入中断允许触发器 用C口置0/1命令字使PC4置0，则INTE2=0 用C口置0/1命令字使PC4置1，则INTE2=1 INTE2置1后，若IBFA=1，则INTRA=1，提出中断请求,INTE1：双向方式中的输出中断允许触发器 INTE2：双向方式中的输入中断允许触发器,IBFA、STBA是双向方式中的一对输入联络线 OBFA、ACKA是双向方式中的一对输出联络线,在IBFA=0时表示输入缓冲器空闲 输入设备把数据PA70，随后使STBA= 完成数据输入，在INTE2=1的前提下向CPU提中断 CPU响应后对A口执行IN指令取走数据CPU,输入：,CPU对A口执行OUT指令，数据写入A口 OBFA=0表示PA70有数据了 外设取走数据后，向ACKA送 在INTE1=1的前提下向CPU提出中断 CPU响应后再次执行OUT指令又送一个新的数据A口,输出：, 方式0的特点：8255和外设交换信息时，不需要联络线;方式1、2的特点：8255和外设交换信息时，需要联络线,五、 8255小结,1. 8255工作方式, A口可以工作在方式0、1、2，B口可以工作在方式0、1，不能工作在方式2，C口可以工作在方式0, C口分为PC74、PC30二部分，但程序员对C口的读写是按字节操作的, A口工作在方式2时，B口只能工作在方式0、1（限制：CPU只能用查询而不能用中断和B口交换数据）, 数据口工作在方式1、2时，CPU用：,2. CPU与8255交换信息的方式, 数据口工作在方式0时，CPU采用无条件传送,(b) 中断方式：由于8255本身不能向CPU回送中断向量，所以必须用8259管理。在系统外扩8255时，8255的INTR应接到系统机从8259的IR1，作为用户中断来处理,3. 中断允许触发器的置0、置1,对程序员来讲：工作在方式1、方式2时，8255内部有4个中断允许触发器，用“C口专用的置0/1命令字”可以使它们置0/1,方 式,控制位,中断允 许触发器,4. 8255的初始化编程, 工作在方式0时：方式选择命令字控制口 工作在方式1、2时：,a) 方式选择命令字控制口 b) 允许中断（或禁止中断）的命令字控制口,六、 8255应用举例,例：设系统机外扩了一片8255、以及相应的实验电路,如后页图所示。要求:先预置开关K3K1为一组状态,然后按下自复按钮K 产生一个负脉冲信号输入到PC4。用发光二极管LEDi亮来显示K3K1的状态。主机键盘有任意键按下时结束演示。,K3 K2 K1000 时,LED1 亮 K3 K2 K1001 时,LED2 亮 K3 K2 K1010 时,LED3 亮 K3 K2 K1011 时,LED4 亮 K3 K2 K1100 时,LED5 亮 K3 K2 K1101 时,LED6 亮 K3 K2 K1110 时,LED7 亮 K3 K2 K1111 时,LED8 亮 K3K1闭合为0,断开为1。,要求:,实验电路图（教材P347）,A口: 218H, 21CH B口: 219H, 21DH C口: 21AH, 21EH 控口:21BH, 21FH, 端口地址,设计思路, 8255工作方式的选择,B口应为基本型输出