微機原理與接口技術(shù)-第六章.ppt

第六章 并行接口,教學重點 并行接口的概念 8255A的工作方式和編程 8255A的應用,6.1 并行接口的概念,通信：是指計算機中主機與主機、主機與外設之間信息的傳送。一般分別分為并行通信和串行通信。 并行通信：是指傳輸?shù)木€路的多條（四條、八條），一次可并行進行多位二進制位的傳送。 串行通信：是指傳輸線路只有一條，一次只進行一位二進制位的傳送。,6.2 可編程并行接口8255A,一、8255A的基本功能 有3種工作方式，方式0：基本輸入輸出；方式1：單項輸入輸出；方式2：雙向輸入輸出 可實現(xiàn)與CPU之間的直接、查詢、中斷和DMA四種數(shù)據(jù)傳送方式。,二、8255A的引腳,40引腳雙列直插,+5V,24條可編程I/O引腳 除電源和地線外，其它外部引腳信號可分為兩組： 一組面向CPU的信號； 一組面向外設的信號。,二、8255A的引腳,連接CPU系統(tǒng)端的主要引線： D0D7 CS RD WR A0，A1 RESET復位信號, 接系統(tǒng)總線的RESET,A1 A0 選擇 0 0 端口A 0 1 端口B 1 0 端口C 1 1 控制寄存器,二、8255A的引腳,連接外設端的引腳： PA0PA7 PB0PB7 PC0PC7,分別對應A、B、C三個8位輸入/輸出端口,三個端口可通過編程分別指定為輸入或輸出口。其中，C口即可用作獨立的輸入/輸出口，也可用作A、B口的握手聯(lián)絡信號(控制信號輸出或狀態(tài)信號輸入)。,8255A的讀/寫操作控制,三、8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu),A組 B組,端口PA 端口PC的高4位,端口PB 端口PC的低4位,8255內(nèi)部分為A、B兩組分別進行控制管理。,PA口和PB口的輸入/輸出都具有數(shù)據(jù)鎖存能力； 但 PC口輸出有鎖存能力, 而輸入沒有鎖存能力(僅緩沖能力)。,8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu),四、8255與系統(tǒng)的連接示意圖,D0D7,WR,RD,A1,A0,CS,DB,IOW,IOR,A1,A0,譯碼器,8255,PA口,PB口,PC口,D0D7,外 設,A2A15,系統(tǒng)總線,五. 方式命令字：命令字格式,例1. 寫入方式控制字,要求： A端口：方式1輸入 C端口上半部：輸出，C口下半部：輸入 B端口：方式0輸出 方式控制字：10110001B或B1H 初始化的程序段： mov dx,303h;假設控制端口為303H mov al,0b1h;方式控制字 out dx,al;送到控制端口,五. 方式命令字：按位置位/復位命令字,例2. 位控命令控制字,要求： 把C口的PC2引腳置成高電平輸出 方式控制字：00000101B或05H 初始化的程序段： mov dx,303h;假設控制端口為303H mov al,05h;使PC2=1的命令字 out dx,al;送到命令口,6.2 可編程并行接口8255A,六、8255A的工作方式 8255A的工作方式與端口有關(guān)，PA口有3種方式（0方式、1方式、2方式），PB口和PC口只有2種工作方式（0方式、1方式）。,基本I/O方式（方式0） （PA、PB、PC） 不需握手聯(lián)絡線的簡單輸入/輸出單向方式； 適用于無條件傳送和查詢方式（一般PA或PB數(shù)據(jù)口, 而PC做成狀態(tài)口 ）的接口電路 選通I/O方式（方式1） （PA、PB） 需握手聯(lián)絡線的復雜輸入/輸出單向方式； 適用于查詢和中斷方式的接口電路 雙向方式（方式2） （僅PA） 需握手聯(lián)絡線的復雜輸入/輸出雙向方式； 適用于查詢和中斷方式的接口電路,I/O 接口,輸入 設備,I/O 接口,輸出 設備,I/O 接口,輸入 設備,I/O 接口,輸出 設備,I/O 接口,存儲 設備,6.3 8255A的0方式及其應用,在這種工作方式下，A、B和C口都可以由程序規(guī)定為輸入或輸出。 方式0使用于： 1、簡單的輸入輸出，不需任何聯(lián)絡信號 2、查詢式輸入或輸出，由編程者選擇C口的某些位當作控制和狀態(tài)信息。,例：8255A作為連接打印的查詢式接口，工作于方式0，如圖所示。設8255A的端口地址為： A端口：00D0H C端口： 00D4H B端口：00D2H 控制口：00D6H 工作過程：當主機要往打印機輸出字符時，先查詢打印機忙信號，如果打印機正在處理一個字符或在打印一行字符，則忙信號為1，否則為0。 PC2作為打印機忙信號， PC6作為數(shù)據(jù)選通信號，將數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)打入打印機緩沖器。,方式0實例,打印機驅(qū)動流程圖,工作方式0例子打印機,Y,PP： MOV AL ，81H ；8255工作方式字 OUT D6H ， AL ；A口方式0，輸出， ; C口方式0， C47輸出，C03輸入 MOV AL ， 0DH ；PC6置1 OUT D6H ，AL MOV S I ， 200H ；打印字符內(nèi)存地址 MOV CX， 0FFH ；打印字符個數(shù) LPST ： IN AL ， D4H ；讀C口 AND AL ， 04H ；查PC2=1？ JNZ LPST ；忙，等待;不忙，送數(shù) MOV AL， SI ；從內(nèi)存取數(shù) OUT D0H ， AL ；送數(shù)到PA口,MOV AL ， 00001100B ；將PC6置0（STB為低） OUT D6H ， AL ；AL 0000 1100 B NOP NOP ； 延時 INC AL ；AL0000 1101 B OUT 0D6H ， AL ；再使STB（PC6）為1 INC SI ；內(nèi)存地址+1 DEC CX ；字符數(shù) - 1 JNZ LPST HLT,6.4 8255A的1方式及其應用,數(shù)據(jù)輸入輸出要在選通信號控制下工作. 端口A和端口B可以分別作為兩個數(shù)據(jù)口工作于方式1，并且，任何一個端口可以為輸入口或輸出口。,方式1輸入有關(guān)信號的規(guī)定,端口B輸入,1選通信號輸入端，低電平有效,2輸入緩沖區(qū)滿信號，,3它是8255送往CPU的中斷請求 信號，高電平有效。,中斷允許信號,INTE由PC4置“1”,INTR有效,數(shù)據(jù)輸入口,方式1 A口輸入有關(guān)信號的規(guī)定,PC0-7,方式1輸入聯(lián)絡信號定義,STB選通信號，低電平有效 由外設提供的輸入信號，當其有效時，將輸入設備送來的數(shù)據(jù)鎖存至8255A的輸入鎖存器 IBF輸入緩沖器滿信號，高電平有效 8255A輸出的聯(lián)絡信號。當其有效時，表示數(shù)據(jù)已鎖存在輸入鎖存器 INTR中斷請求信號，高電平有效 8255A輸出的信號，可用于向CPU提出中斷請求，要求CPU讀取外設數(shù)據(jù) INTE 中斷允許信號，高電平有效 用于控制中斷允許或中斷屏蔽 STB和IBF是外設和8255A間的一對應答聯(lián)絡信號，為的是可靠地輸入數(shù)據(jù),方式1 輸入時序,方式1輸出有關(guān)信號的規(guī)定,3 中斷請求,1通知外設取走數(shù)據(jù),2外設響應信號,端口B輸出,方式1輸出聯(lián)絡信號,OBF輸出緩沖器滿信號，低有效 8255A輸出給外設的一個控制信號，當其有效時，表示CPU已把數(shù)據(jù)輸出給指定的端口，外設可以取走 ACK響應信號，低有效 外設的響應信號，指示8255A的端口數(shù)據(jù)已由外設接受 INTR中斷請求信號，高有效 當輸出設備已接受數(shù)據(jù)后，8255A輸出此信號向CPU提出中斷請求，要求CPU繼續(xù)提供數(shù)據(jù) OBF和ACK是外設和8255A間的一對應答聯(lián)絡信號，為的是可靠地輸出數(shù)據(jù),PC0-7,方式1輸出時序,例1: 8255A端口A工作在方式1,A口輸入,允許A口中斷，編寫初始化程序。 MOV DX，PCTR ；控制口地址送DX MOV AL，10110000B ；A口方式1輸入 OUT DX，AL MOV AL，00001001B；置PC4=1，允許中斷 OUT DX，AL ；,例2:應用8255A工作在方式0和方式1進行雙機并行通信。甲機（發(fā)送）和乙機（接收）的口地址為： A口60H、B口61H、C口62H、控制口63H,發(fā)送方的發(fā)送程序 MOV AL，10100000B ；A口方式1輸出 OUT 63H，AL ；寫工作方式控制字 MOV AL，0DH ；PC6置初值1 OUT 63H，AL ；寫位控字 TEST1: IN AL，62H ；讀狀態(tài)口C AND AL，40H ；判斷PC6是否為0， ；即ACK信號是否有效 JNZ TEST1 ；無ACK信號則循環(huán) MOV AL，CL ；發(fā)送（CL）值 OUT 60H，AL,接收方的接收程序 MOV AL，10011000B ；A口方式0輸入，C高4位輸入, C低4位輸出 OUT 63H，AL ；寫工作方式控制字 MOV AL，01H ； PC0置初值1 OUT 63H，AL ；寫位控字 RECEIVE： IN AL，62H ；讀狀態(tài)口C TEST AL，10H ；判斷PC7是否為0， ；即OBF信號是否有效 JNZ RECEIVE ；無OBF信號則循環(huán) IN AL，60H ；接收甲機值 MOV CL，AL ；保存接收值到CL MOV AL，00H ；PC0置0，發(fā)送ACK信號 OUT 63H，AL CALL DELAY INC AL ； PC0置1,即ACK信號只持續(xù)一段時間 OUT 63H，AL ,為什么要設置C口？,方式2只適用于端口PA; 方式2類似于PA口方式1下輸入和輸出的組合。 PA口用方式2時，PC口（ PC7PC3 ）的5條線提供 傳輸聯(lián)絡信號 INTE1為PC6，INTE2為PC4。,PC0-7,PA方式2時的狀態(tài)字,PB口方式?jīng)Q定,6.5 8255A的2方式及其應用,方式2有關(guān)信號的規(guī)定,一個數(shù)據(jù)輸出過程和一個數(shù)據(jù)輸入的時序,工作方式2時序,6.5 8255A的2方式及其應用,四、中斷方式的雙向并行接口設計 1要求 主從兩臺微機進行并行傳送，共傳送256個字節(jié)。主機一側(cè)的8255A采用2方式并且用中斷方式傳送數(shù)據(jù)。從機一側(cè)8255A工作在0方式，采用查詢方式傳送數(shù)據(jù)。 2分析 為了適應矢量中斷的要求，接口電路中使用中斷控制器8259A，并且是利用IBM-PC的中斷資源將8255A的中斷請求線IN1R接到系統(tǒng)總線的IRQ2上。 由于在2方式下輸入中斷請求和輸出中斷請求共用一根線，因此，要在中斷服務程序中，用讀取狀態(tài)字的辦法查詢IBF和OBF狀態(tài)位來決定執(zhí)行輸入操作還是輸出操作。,6.5 8255A的2方式及其應用,四、中斷方式的雙向并行接口設計 3設計 （1)硬件設計 從圖6.19可知主機一側(cè)的8255A的PA口作雙向傳送，既輸出又輸人，它的中斷請求線接到8259A的IR2上。從機一側(cè)的8255A的PA口和PB口是單向傳送，分別作輸出和輸入。 (2)軟件設計下面討論主機一側(cè)的編程，包括初始化，主程序和中斷服務程序：有關(guān)中斷向量的獲取、修改和恢復的程序段均已略去，可參考第五章。,圖6.19 2方式接口電路圖,6.5 8255A的2方式及其應用,8255A初始化程序 MOV DX，303H ；8255A控制口 MOV AL,0C0H ；方式字：A口為2方式 OUT DX，AL MOV AL，09H ；置位PC4,設置INTE2=1，輸入中斷允許 OUT DX, AL MOV AL，ODH ；置位PC6，設置INTE1=1，輸出中斷允許 OUT DX，AL MOV SI, 300H ；發(fā)送數(shù)據(jù)塊首址 MOV DI, 410H ；接收數(shù)據(jù)塊首址 MOV CX,0FFH ；發(fā)送與接收字節(jié)數(shù) 。 。,6.5 8255A的2方式及其應用,AGAIN: STI ；開中斷 HLT ；等待中斷 DEC CX ；字節(jié)數(shù)減1 JNZ AGAIN ；未完，繼續(xù) MOV AX，4COOH ；已完，退出 INT 21H ；返回DOS ；中斷服務程序 T_R PROC FAR ；中斷服務程序入口 ASSUME CS：CODE，DS:DATA,SS:STACK PUSH AX ；保存寄存器 PUSH DX PUSH DI PUSH SI MOV DX，303H ；8255A控制口 MOV AL，08H ；復位PC4,使INTE2=0,禁止輸入中斷 OUT DX，AL MOV AL, OCH ；復位PC6，使INTE1=0,禁止輸出中斷 OUT DX，AL CLI ；關(guān)中斷,6.5 8255A的2方式及其應用,MOV DX，302H ；8255A狀態(tài)口 IN AL, DX ；查中斷源，讀狀態(tài)字 MOV AH, AL ；保存狀態(tài)字 AND AL，20H ；檢查狀態(tài)位IBF，是輸入？ JZ OUTP ；不是，則跳輸出程序OUTP INP: MOV DX，300H ；是，則從A口讀數(shù) IN AL, DX MOVDI，AL ；存入內(nèi)存區(qū) INC DI ；接收數(shù)據(jù)塊內(nèi)存地址加1 JMP RETURN ；跳RETURN OUTP: MOV DX，300H ；向A口寫數(shù) MOV AL, SI ；從內(nèi)存取數(shù),6.5 8255A的2方式及其應用,OUT DX，AL ；輸出 INC SI ；發(fā)送數(shù)據(jù)塊內(nèi)存地址加1 RETURN：MOV DX，303H ；8255A控制口 MOV AL，ODH ；允許輸出中斷 OUT DX，AL MOV AL, 09H ；允許輸入中斷 OUT DX，AL MOV AL，62H ；OCW2，中斷結(jié)束 OUT 20H, AL POP SI ；恢復寄存器 POP DI POP DX POP AX IRET ；中斷返回 T- R FNDP,第七章小結(jié) 在8255A的三個數(shù)據(jù)口中，C口用法較特殊、比較復雜，是學習的一個難點，為了更好的理解，下面做一個歸納： （1）C口被分成兩個四位端口，兩個端口只能以方式0工作，但分別可選擇輸入或輸出（若PC0選輸入，則PC1輸出無法辦到，因為它們同屬C口的下半部分）。 （2）當A、B口工作在選通方式時，C口的部分引腳被征用為聯(lián)絡信號，其余引腳還可工作在方式0。 （3）將數(shù)據(jù)寫入C口，有兩種辦法： 向C口直接寫入字節(jié)數(shù)據(jù)，這一數(shù)據(jù)被寫進C口的輸出鎖存器，并從輸出引腳輸出，但對輸入引腳無效；, 通過向控制口寫入位控字，C口某個引腳輸出1或0，該操作每次限定對一位操作。位控字有兩個作用：輸出控制；對8255A內(nèi)部的中斷允許觸發(fā)器置位或復位。 （4）當我們讀C口數(shù)據(jù)時，讀到數(shù)據(jù)有兩種情況： 1）未被征用的引腳，讀C口時將從定義為輸入的端口讀到引腳輸入信息；對定義為輸出的端口讀到輸出鎖存器中的信息。 2）被征用的引腳，從C口讀到8255狀態(tài)的狀態(tài)字。,