微机原理 第七章 8255A及I/O口
微机原理
第七章 8255A及I/O口
7.1 概述
一、 并行接口
什么叫并行接口？
连接CPU与并行外设的通道
以字节、双字节或字长为传输单位。
为什么要用？或者说，为什么会广泛应用？
传输速度快，但硬件开销大，近距离传输
一般传输什么信息？
传输的信息主要有状态信息、控制信息和数据信息，所以有对应的寄存器
在端口是不够用的时候，得进行扩展
二、可编程并行接口的功能
- 有什么特点？
- 具有端口寄存器
- 具有与CPU和外设进行联络的能力
- 能够以中断的方式与CPU进行联络
- 可以有多种工作方式，且可编程进行选择
三、输入数据的过程
- 需要的信号
- 输入数据准备好信号（外设->接口）
- 输入数据（外设->接口）
- 输入应答信号（接口->信号）
- 流程
- 在“输入数据准备好”有效时，外设将数据送给接口的输入缓冲寄存器
- 同时，接口将“输入应答”信号置成有效，外设收到“应答信号”后，撤消“输入数据准备好”信号
- 状态寄存器(在接口内)将准备好输入位置为有效，向CPU申请中断或CPU以软件方式查询，实现将数据的输入。
- 当完成输入数据之后，将准备好输入位置为无效，准备接收下一个数据。
四、输出数据的过程
- 需要信号
- 输出数据准备好信号（接口->外设）
- 输出数据（接口->外设）
- 输出应答（外设->接口）
- 流程
- 当外设从接口接收到一个数据后，接口的输出缓冲寄存器为空，使“输出数据准备好”信号有效，这个信号可以向CPU申请中断或CPU以软件方式查询此信号，实现将数据的输出到接口的输出缓冲寄存器中。
- 此时接口向外设发送一个启动信号，外设从接口接收到数据后，向接口回送一个“输出应答”信号。
- 接口接收到这个信号后，重新开始准备接收来自CPU数据，重复新的一个过程。
7.2 8255A 的主要性能和引脚功能
一、 8255A 的主要性能
- 三个可编程的控制接口，都是8位
- 输入、输出电平
- 时序
- 可以直接置位，便于实现控制
- 单一的**+5v电源**
二、引脚功能
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[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-GTbqWGBS-1587459739086)(F:\my study\微机原理\pic\Snipaste_2020-04-20_21-50-24.png)]
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BNW4Ysq6-1587459739087)(F:\my study\微机原理\pic\Snipaste_2020-04-20_21-47-43.png)]
7.3 8255A—内部结构
- A口：8位数据双向口，输入与输出均有锁存，输出还有缓冲
- B口：8位数据双向口，输入无锁存，但有缓冲，输出具有锁存与缓冲
- C口：8位数据双向口，输入无锁存，但有缓冲，输出具有锁存与缓冲
- A组B组控制电路
- 读写控制逻辑电路
- 数据总线缓冲器：输入数据、输出数据、CPU 发送给 8255A 的控制字以及从 8255A 读出的状态信息都通过该缓冲器传送
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-TMzO7did-1587459739089)(F:\my study\微机原理\pic\Snipaste_2020-04-20_21-52-36.png)]
7.4 8255A的控制字
一、端口PC的置位/复位字
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-yzNxfaXE-1587459739090)(F:\my study\微机原理\pic\Snipaste_2020-04-20_21-56-37.png)]
二、方式控制
1 ----- A组工作方式 ----- A口输入输入选择----- C口高位输出输入选择位----- B口输入输出方式选择----- B口工作方式选择----- C口低位输入输出选择
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-VyXXBVbI-1587459739092)(F:\my study\微机原理\pic\Snipaste_2020-04-20_21-56-52.png)]
7.5 8255A—工作方式
方式0：基本输入/输出方式（Basic Input/Output）
方式1：选通输入/输出方式（Strobed Input/Output）
方式2：选通的双向输入/输出方式（Strobed bi-directional Input/Output）一、8255A—工作方式 0
- 端口A、B和C相互独立工作，
端口C的高4位和低4位也分为两个独立的部分
四部分任意选择为输入或输出端口，共有16种组合- 端口A、B的8位同时工作，而端口C则比较灵活
- 支持无条件、程序查询方式
- 方式0输入数据不能锁存，输出可锁存
二、8255A—工作方式1
A组：端口A、PC7 ~ PC3（5）
B组：端口B、PC2 ~ PC0 （3）
C作为联络信号A组和B组可以输入也可以输出，但是单向的
支持程序查询、I/O中断方式
输入：
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-FlLAC1t6-1587459739093)(F:\my study\微机原理\pic\Snipaste_2020-04-20_23-49-20.png)]
时序图：[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-2AHSaJDu-1587459739094)(F:\my study\微机原理\pic\Snipaste_2020-04-20_23-58-57.png)]
输出：
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-NsMx0DOH-1587459739094)(F:\my study\微机原理\pic\Snipaste_2020-04-21_00-00-50.png)]
时序图：
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Ss1IOUWy-1587459739095)(F:\my study\微机原理\pic\Snipaste_2020-04-21_00-03-30.png)]
三、8255A—工作方式2
只有A组可以工作在该方式
B组不能工作在该方式可以输入也可以输出，是双向的
所以5个联络信号都使用支持程序查询、I/O中断方式
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-GJSYaO62-1587459739096)(F:\my study\微机原理\pic\Snipaste_2020-04-21_00-10-26.png)]
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-adBADRyL-1587459739096)(F:\my study\微机原理\pic\Snipaste_2020-04-21_00-12-14.png)]
7.6 8255A的端口地址
-
8255的端口地址
8255A的端口地址如何确定？
在8位机中：
可以将8255A看成 1片存储器：总线低位地址接芯片，高位地址形成片选
译码方案可以有多种[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-0M6ryy9K-1587459739098)(F:\my study\微机原理\pic\Snipaste_2020-04-21_00-26-08.png)]
**在16位机中：**末位为0
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-a8DlPZ3L-1587459739099)(F:\my study\微机原理\pic\Snipaste_2020-04-21_00-27-25.png)]
7.7 8255的应用
PA PB PC 控制端口
00B0H、00B2H、00B4H、00B6H
应用一
MOV AL，0A0H ；方式控制字，A组为方式1、输出
1 01 0 0 0 0 0
OUT 0B6H，AL ；PC4、PC5和PC2 ~ PC0为输出
MOV AL，0DH ；写入置位/复位控制字 1101
OUT 0B6H，AL ；PC6置1，使INTEA = 1
可以产生中断请求
MOV AL，09H ；写入置位/复位控制字 1001
OUT 0B6H，AL ；PC4置1
MOV AL，04H ；写入置位/复位控制字 0100
OUT 0B6H，AL ；PC2清0
应用举例2—七段式数码管接口
有共阳极和共阴极之分
下面是 动态显示接法
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-asKSNTfv-1587459739099)(F:\my study\微机原理\pic\Snipaste_2020-04-21_01-45-55.png)]
PORTA EQU 0FFF0H ；8255A各端口地址
PORTB EQU 0FFF2H
PORTC EQU 0FFF4H
PORTCTL EQU 0FFF6H
BUFFER EQU THIS BYTE
DWORD DD ? ；显示缓冲区
MOV AL，10000000B ；工作方式
MOV DX，PORTCTL
OUT DX，AL
BEGIN:MOV CX，8 ；循环8次
MOV DI，OFFSET BUFFER
MOV BX，OFFSET SEGCODE
MOV AH，0000 0001B
SCAN:MOV AL，AH
MOV DX，PORTCTL ；置位 PC0置一
OUT DX，AL
MOV AL，[ DI ] ；取出要显示的数字
INC DI
XLAT SEGCODE ；查表，获得字
MOV DX，PORTA；PA口输出字型码
OUT DX，AL
CALL DELAY2MS
MOV AL，AH ；复位PCi
AND AL，11111110B
MOV DX，PORTCTL
OUT DX，AL
ADD AH，2 ；显示下一个数码
LOOP SCAN
JMP BEGIN ；重复显示
‘0’ ‘1’ ‘2’ ‘3’ ‘4’
SEGCODE: DB 0FCH，60H，0DAH，0F2H，66H
DB 0B6H，0BEH，0E0H，0FEH，0F6h
‘5’ ‘6’ ‘7’ ‘8’ ‘9’
应用举例3—微型打印机接口
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-civ0fShg-1587459739100)(F:\my study\微机原理\pic\Snipaste_2020-04-21_01-51-06.png)]
MOV AL，10100010B ；A组、方式1、输出
MOV DX，PORTCTL
OUT DX，AL
PRINT PROC NEAR
PUSH AX ；保存现场
PUSH DX
MOV AL，[ BX ] ；取出输出数据
INC BX
MOV DX，PORTA ；由PA口输出
OUT DX，AL
POP DX ；恢复现场
POP AX
IRET
PRINT ENDP
7.8 简单的并行 I/O口
1. 简单并行 I/O口的结构
